• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.13 no.1
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• pp.22-36
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• 2000

중원지역 지열수의 CO2 가스의 용축과 수반된 탄산염 침전물의 광물학적 특성을 밝히기 위하여 탄산염 침전물에 대해 광물학적 및 지구화학적 분석방법을 적용하여 보았다. 이들은 매년 수 mm의 두께로 저수조내에 침전되며 미세한 층상으로 결정화되어 있고, 검은 갈색의 얇은 층들이 반복적으로 존재하고 있다. 침전물은 비교적 순수한 방해석으로 되어 있으며 1M HCl로 처리하여 잔류물을 XRD 분석한 결과는 카올린 광물 및 일라이트질 광물이 확인되었다. 전자현미분석에 의하면 검은 갈색층은 주로 방해석과 Fe나 Mn 산화광물의 집합체이며 소량의 점토광물도 함께 섞여 있는 것으로 추정된다. Fe의 경우에는 주로 방해석내 Ca자리를 치환하여 존재하며 일부 산화광물로 함께 침전된 것으로 보인다. 반면에 Mn의 경우는 일부는 Fe처럼 방해석결정구조 내에서 Ca를 치환하면서 존재하기도 하지만 주로 산화물의 형태로 존재하는 것으로 보인다. 후방산란전자상(BSEI) 관찰에 의하면 Fe와 Mn 모두 매우 미세한 입자의 산화광물들로 밀집해 있는 부분이 관찰되기도 한다. 중원지역 탄산수로부터 방해석이 침전되는 과정은 CO2 가스가 방출되면서 pH가 증가하면서 방해석 및 Fe, Mn 산화물이 과포화상태가 되어 침전되는 것으로서 해석할 수 있다. 또한 지하 심부를 순환하면서 활발한 물-암석반응의 결과로 Si나 Al 및 기타 이온들의 함량이 상대적으로 높았던 탄산수가 pH가 높아지면서 카올린 광물이나 일라이트질 광물, 석영등의 규산염 광물들이 함께 침전하였을 것이다. 그러나 방해석의 침전과정이 이루어지는 과정 동안에, 온천공으로부터 채수되는 탄산수의 양이 수요에 따라 매우 불규칙해서 탄산수의 수요가 많은 경우 탄산수가 지속적으로 과잉 채수되면 주변 천층지하수가 탄산수에 혼합되어 Fe, Mn 등의 농도를 상대적으로 낮추게 되어 산화물형태로 침전되기가 어려워져서 거의 순수한 방해석만이 침전하게 된다. 결과적으로 거의 순수한 방해석 층에 검붉은 층이 불규칙하게 반복되고 있는 중원지역 탄산염침전물은 침전작용이 일어나는 대부분의 기간 동안 지속적으로 주변 전층지하수의 유입이 일어났음을 지시하고 있다. 또한 Fe, Mn 등의 함량이 높은 탄산수로부터의 침전은 매우 짧은 기간동안 단속적으로 일어났음을 지시한다.

• Proceedings of the Mineralogical Society of Korea Conference
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• 2001.06a
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• pp.115-115
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• 2001

경주시 양남면의 4기 단층으로 추정되는 수렴단층에 의해 절단되는 해안단구 퇴적층 풍화단면에서 저결정질 광물인 앨로패인 교결층을 기재하였다. 이들은 자갈퇴적층 내에 협재하는 수조의 모래층에 한정되어 형성되어 있으며, 3-17 cm 두께로 연장성이 매우 좋다. 편광현미경 관찰에 의하면 모래층에는 사장석편들이 다량 함유되어 있으며 앨로패인은 광학적 등방성의 치밀한 점토집합체들로서 사장석 입자를 선택적으로 교대하거나 자갈과 모래입자들을 피복하고 있다. 앨로패인은 광학적 이방성인 상하위층의 고령토질 점토피복물과 명확히 구분된다. 앨로패인의 전자현미분석에 의하면, Al/Si 원자비가 1.3-1.7 범위이고 평균값은 1.5이다. X선회절분석 결과 3.49$\AA$과 2.26$\AA$에서 두 개의 넓은 회절대가 관찰된다. 주사 및 투과전자현미경관찰에 의하면 앨로패인을 특정한 입자형태 없이 치밀한 겔상태를 이루고 있다. 열분석에 의하면 96$^{\circ}C$에서 큰 흡열피크와 992$^{\circ}C$에서 발열피크가 관찰되며, 총 45% 정도의 중량감소를 보인다. 사장석의 평균조성은 An$_{87}$이며, 사장석내 유리포유물의 전자현미분석결과는 화산암 화학분류도에서 현무암 영역에 도시된다. 이 지역의 기반암은 현무암질 라필리응회암이나 사장석편을 제외하고 벤토나이트화되어 있다. 따라서 해빈환경에서 사장석이 벤토나이트에서 분리되어 퇴적한 것으로 보인다. 앨로패인 교결층은 해수면 강하로 단구퇴적층이 지표로 노출된 후, Al의 함량이 높고 비교적 풍화에 약한 사장석이 선택적으로 풍화되어 생성되었다. 앨로패인으로 피복된 모래층 내의 자갈은 풍화반응이 지체되어 상하위층의 자갈과 비교하여 풍화도에 있어서 현저한 차이를 보인다.. 파이프 중심에서 외곽부로 갈수록 전기석의 함량은 줄어들고 있고 장석들이 알바이트ㆍ칼스베드 쌍정을 보이며, 흑운모가 각섬석보다는 우세하게 나타나고 있다. 전기석은 주상 결정, 자형 내지 반자형의 입자로 다색성을 보이며, 결정 중심에서 가장자리로 갈수록 파란색과 황갈색의 광학적 누대구조를 관찰할 수 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석에 대한 현미경 관찰은 열수기원임을 지시하고 있다. 야외조사와 현미경 관찰의 예비조사에 의하면 일광광산의 전기석이 형성된 환경은 다른2가지 화학적인 저장소의 혼합 효과의 결과로 생성되어진 것으로 예상된다. 일광의 화강암류를 만든 마그마는 전기석을 형성할 만큼의 Fe-Mg성분이 충분하지 않았을 것이다. 화강암 내에 흑운모와 각섬석의 결정작용에 의해 마그마의 Fe-Mg성분이 고갈되어지고 이로 인해 그 함량이 감소하며 상대적으로 마그마 내에 남은 붕소(B$_2$O$_3$)는 열수로 용리되고 흑운모, 각섬석과 평형을 유지하며 열수에 남아있게 된다. 잔류용융체에 남은 붕소의 함량은 전기석을 만들기에 충분함에도 불구하고, Fe-Mg 함량이 부족하여 마그마 기원의 전기석 결정을 만들 수가 없다가 광맥이 형성된 시기에 또 다른 열수가 공급되면서 이전의 평형이 깨지고 기존의 흑운모와 같은 염기성 광물이 붕소(B)를 함유한 새로운 열수와 반응하여 전기석을 형성한 것으로 예상한다. 앞으로 전암과 광물에 대해 지화학적 연구를 통해 화강암류와 전기석과의 지화학적 연관성, 주성분 원소와 열수의 특성과의 상관관계, 전기석의 기원(마그마 기원인지 열수기원인지)이 보다 정확하게 파악될 것이다. 마그마 진화에 따른 전기석의 성분변화와 기원을 이용하여 일광광산의 동광화대를 형성한 마그마 계에서 열수계로 이어지는 지질학적 과정을 이해할 수 있을 것이며, 암석 성인론적 지시자로서

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.26 no.3
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• pp.197-207
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• 2013

Soil samples collected at the Kangwon and Donghae mines were investigated for the characterization of heavy metals using physicochemical and mineralogical properties. Arsenic (As) concentrations of soil samples sieved above 18 mesh and under 325 mesh at the Kangwon mine are 250.5 to 445.7 ppm, respectively. For soil samples sieved above 18 mesh at the Donghae mine, the concentrations of As, Pb, and Zn are 70.4, 1,055, and 781.9, while 117.7 ppm for As, 2,295 ppm for Pb, and 1,346 ppm for Zn are shown for the samples sieved under 325 mesh. XRD and SEM data indicated that the samples from the Kangwon mine included quartz, mica, albite, chlorite, magnetite, and amphibole while those from the Donghae mine contained quartz, mica, kaolinite, chlorite, amphibole, and rutile. SEM-EDS showed that magnetite found in the samples at the Kangwon mine was positively correlated with arsenic concentrations whereas ilmenite in the samples from the Donghae mine contained only small amount of As. Our results suggest that physicochemical and mineralogical characterization plays an important role in optimizing recovery treatments of soils contaminated in mine development areas.

• Journal of Conservation Science
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• v.25 no.2
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• pp.131-145
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• 2009

Goryeong Yangjeondong Petroglyph on the joint face of the bedrock (6m in width, 3m in height) composed of the green sandstone has circles and shield pattern sculptures. The rock is mainly composed of quartz, feldspar, chlorite, illite and calcite with the clay minerals. These clay minerals occur as pore lining, replacement of component and pore fillings. Investigated the weathering aspects including the connection between soluble salt and rock weathering and the stability of the bedrock with petroglyphs. The Major deterioration aspect are grain peel-off, surface exfoliation, cracks and damage. And the bedrock where the joints and cracks advance is interpreted with the fact that has the possibility of the falling rock. For conservation, adhesive need to cover crack and damage and consolidation is necessary in the surface which becomes weak.

• Economic and Environmental Geology
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• v.54 no.1
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• pp.151-160
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• 2021

2:1 clay minerals such as smectite incorporating ammonium were extracted to investigate the ammonium behavior and nitrogen isotope characteristics for two different sediment cores which were collected from shimmering sites on seafloor of the Wakamiko crater, southwestern Japan. Inorganic nitrogen contents in clay fraction were estimated by calibration curve based on consistently decreasing carbon and nitrogen ratio during the treatment to decompose organic materials, after removing inorganic carbon. The results show that the proportions of inorganic nitrogen for total nitrogen in clay fraction of SWS site(Core#1094MR: av. 18.2%) are higher than those in SES site(Core#1093MG: av. 11.5%). Relatively good crystallinity of the former suggests that exchangeable ammonium was transformed to non-exchangeable ammonium during more evolving diagenetic process. Nitrogen isotope variance of clay fraction(SES site: Core#1093MG: -4.4 ~ +0.2 ‰, av. -2.4 ‰; SWS site: Core#1094MR: -0.7 ~ +3.0 ‰, av. +1.5 ‰) during sequential decomposition of exchangeable ammonium suggests that heat flow derived from deep magma led to nitrogen isotope fractionation between dissolved ammonium and ammonia in the fluids involved in the formation of 2:1 clay mineral incorporating ammonium with local temperature variation.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.8 no.1
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• pp.37-45
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• 1995

회장암에 함유된 흑운모의 풍화작용을 고령토에 함유된 캐올리나이트의 기원과 관련하여 연구하였다. 흑운모는 사장석이나 각섬석 등 다른 모암광물에 비하여 빠른속도로 풍화되어 고령토화 초기에 흑운모/버미큘라이트 혼합층광물, 버미큘라이트로 변질된다. 버미큘라이트는 계속하여 캐올리나이트로 변질되어 최종적으로 원 흑운모 입자에 비하여 크게 팽창된 캐올리나이트의 가상을 고령토 내에 형성한다. 변질 중인 흑운모에서 방출된 K와 Ti는 각각 일라이트와 아나타제로 침전되며 일라이트는 다시 캐올리나이트로 변질된다. 흑운모가 캐올리나이트의 유일한 모물질이라고 할 수 없으나 풍화과정에서 상당산 양의 캐올리나이트의 생성을 유도하여 고령토내 캐올리나이트 함량 증가에 크게 기여하는 것으로 보인다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.7 no.1
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• pp.62-79
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• 1994

The quanttative and structural analysis of the binary standard mixtures of albite and quartz, and microcline and albite were carried out using the Rietveld refinement method in order to investigate the accuracy and precision of the method. The quantitative analysis using the Rietveld method results in a standard deviation of 4 wt % for the albite-quartz standard mixtures and 1 wt % for the microcline-albite standard mixtures, suggesting that its accuracy is far better than that of the conventional XRD method in which only a few selected peaks are utilized. Furthermore, the unit-cell parameters of component minerals in mixtures were also estimated accurately during the analysis. It was observed that the refined weight fractions deviate systematically from their measured values when the method is applied to the mixtures that contain minerals with different degrees of preferred orientation, such as albite-quartz mixtures. The preferred orientation parameters and R-values suggest that the systematic deviation is caused as a result of the preferred orientation effect of feldspar crystallites. It is evident that the preferred orientation corrections are of help for the accurate determination of unit-cell parameters, although they may not improve the result of quantitative analysis significantly. The refined weight fraction of the mineral with higher degree of preferred orientation in mixture is greater than the measured one. This is apparently caused by the effect of geometry of feldspar crystallites in the surface of the mounted sample. The Rietveld refinement method minimizes the problems inherent in the traditional XRD methods, such as the line overlap, primary extinction, and preferred orientation effect, by fitting every data point in a whole pattern explicitly. Furthermore, accurate unit-cell parameters as well as scale factors that can be obtained from the Rietveld refinement are used for the quqantification. The present stdudy demonstrates that the Rietveld method yields far more accurate analytical result than the conventional XRD quantitative analysis method does.

• Korean Journal of Mineralogy and Petrology
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• v.34 no.1
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• pp.31-40
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• 2021

The hydrogen in nominally anhydrous mineral is known to be associated with lattice defects, but it also can exist in the form of water and hydroxyl groups on the large surface of the nanoscale particles. In this study, we investigate the effectiveness of 1H solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy as a robust experimental method to quantify the hydrogen atomic environments of amorphous silica nanoparticles with varying relative humidity. Amorphous silica nanoparticles were packed into NMR rotors in a temperature-humidity controlled glove box, then stored in different atmospheric conditions with 25% and 70% relative humidity for 2~10 days until 1H NMR experiments, and a slight difference was observed in 1H NMR spectra. These results indicate that amount of hydrous species in the sample packed in the NMR rotor is rarely changed by the external atmosphere. The amount of hydrogen atom, especially the amount of physisorbed water may vary in the range of ~10% due to the temporal and spatial inhomogeneity of relative humidity in the glove box. The quantitative analysis of 1H NMR spectra shows that the amount of hydrogen atom in amorphous silica nanoparticles linearly increases as the relative humidity increases. These results imply that the sample sealing capability of the NMR rotor is sufficient to preserve the hydrous environments of samples, and is suitable for the quantitative measurement of water content of ultrafine nominally anhydrous minerals depending on the atmospheric relative humidity. We expect that 1H solid-state NMR method is suitable to investigate systematically the effect of surface area and crystallinity on the water content of diverse nano-sized nominally anhydrous minerals with varying relative humidity.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.32 no.4
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• pp.287-301
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• 2019

Preservation of the original form is the principle for conservation, management and utilization of cultural heritages. Thus, non-destructive analysis of these samples are important field of the conservation science. In this study, examined the applicability of nondestructive surface X-ray diffraction analysis (ND-XRD) for cultural heritage by materials (rock specimen, jade stone, pigment painted specimen, earthen artifact, metal artifact). In result, all type of sample is recorded suitable X-ray diffraction patterns for identifying mineral composition in case of surface condition with adequate particle size and arrangement. And diffraction pattern is reflected surface information than matrix. Therefore, ND-XRD is thought to be applicable not only mineral identification but also interpretation of manufacturing technique and alteration trend about layered sample (in horizontally or vertically). Whereas some exceptional diffraction patterns were recorded due to overlapping information on specific crystal planes. It caused by skip the sample treatment (powdering and randomly orientation). It could be advantageously used for mineral identification, such as preferred orientation of clay minerals. In contrast, irregular diffraction pattern caused by single crystalline effect is required careful evaluation.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.25 no.2
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• pp.95-104
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• 2012

Electron microscopy of the tremolite-actinolite series amphiboles from the naturally occurring asbestos locality showed the morphological diversity including fibrous, acicular, and prismatic. Very thin, long, and flexible fibers of constant width form ropy bundles or mats. Acicular particles are slightly thick, long, elastic, and easily separated from the bundle of parallel rods. Acicular fragments of lower aspect ratio are formed during the crushing of the amphibole prism. Morphological features of the amphiboles are different depending on their localities and vary in a specimen. Morphological continuum between amphibole fiber and prism requires the establishment of reliable identification criterions and sample preparation protocol based on the relation between carcinogenicity and morphological features.