• 보존과학연구
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• 통권36호
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• pp.11-32
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• 2015

문화재 수리, 복원재료 및 회화용으로 사용되는 천연광물성 무기안료인 석청의 물리적 특성을 연구하였다. 본 연구를 위해 시중에서 유통되고 있는 청색계열의 안료(KA-한국, JA, JB, JC-일본, CA, CB, CC-중국)를 선정하였다. 연구에 앞서 XRD, XRF분석을 통하여 안료의 결정구조 및 조성을 확인하였으며, 본 연구에 사용된 안료는 Azurite가 주원료임이 확인되었다. 조성물을 확인한 안료는 입도, 색도, 비중, 흡유량 등 물리적 특성을 평가하였으며, 입도에 따른 물리적 특성의 변화를 확인하였다. 안료는 입도가 작아짐에 따라 명도는 커지고, 청색도는 커지다가 다시 작아지는 특성이 있으며, KA가 안료번호에 따라 가장 잘 분급되어 있음을 알 수 있었다. 비중은 입자크기가 커질수록 커지고, 흡유량은 입자크기가 작아질수록 커졌다. 이러한 결과를 토대로 안료의 기초적인 물리적 특성을 규명하고 나아가 문화재 수리, 복원에 선택적으로 사용하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제55권3호
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• pp.219-229
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• 2022

벤토나이트는 고준위방사성폐기물 심층처분 시스템 내 완충재 후보물질로서 고려되고 있다. 본 연구에서는 시멘트-벤토나이트의 상호작용 연구에 관한 문헌을 검토하여, 시멘트-벤토나이트 상호작용이 벤토나이트 변질 및 장기 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 시멘트 물질과 지하수 상호작용에 의해 생성되는 강염기성 유체에 의한 벤토나이트의 주요 변질작용은 양이온 교환, 몬모릴로나이트 용해, 2차 광물 침전, 일라이트화 등이다. 처분장 인근 암반 단열을 통해 유입된 지하수와 처분장 건설에 사용된 시멘트 물질이 접촉하여 생성된 강염기성의 침출수가 벤토나이트와 반응하면 벤토나이트의 주구성광물인 몬모릴로나이트와 부구성광물의 용해가 발생하고, 제올라이트, 규산칼슘수화물, 방해석 등의 2차 광물의 침전이 일어난다. 몬모릴로나이트가 지속적으로 용해되면 벤토나이트의 물리화학적 특성이 변할 수 있고, 이는 궁극적으로 흡착능, 팽윤능, 투수성 등 완충재로서의 벤토나이트 성능 변화를 초래할 수 있다. 또한, 벤토나이트의 변질은 온도, 반응 기간, 압력, 공극수의 조성, 벤토나이트 구성광물, 몬모릴로나이트 화학조성, 층간 양이온 종류 등의 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구는 고준위방사성폐기물 심층처분 시스템 내 완충재의 장기 안정성 검증 연구를 위한 기초 자료로서 활용될 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제32권3호
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• pp.173-184
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• 2019

남극 벨링스하우젠 해(Bellingshausen Sea)의 동쪽 대륙붕과 대륙대에 위치한 중력코어(BS17-GC15, BS17-GC04)를 2017년 ANA07D 탐사 동안 획득하였다. 두 코어를 이용하여 벨링스하우젠 해의 해양 퇴적물 내 빙기-간빙기에 따른 점토광물의 분포와 성인을 조사하였다. 두 코어에 대해 퇴적상의 특성을 기술하고, 입도 분석, X선 회절 분석을 실시하여 점토광물의 조성 변화를 관찰하였다. 퇴적학적 특성에 따라 BS17-GC15 코어는 세 개의 퇴적상들로 구분되며 이들은 마지막 빙하기, 전이퇴적상, 간빙기 시기의 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 보인다. BS17-GC04 코어는 하부에 빙하기저부 기원의 저탁류의 조합으로 퇴적되는 저탁류 퇴적층과 니질층이 관찰되고, 위쪽으로 올라갈수록 실트질 엽층이 나타나며 상부에서는 생물교란 흔적이 포함된 반원양성 니질층이 나타난다. 퇴적상이 변함에 따라 점토광물의 함량비도 다르게 나타난다. BS17-GC15 코어는 시기에 따라 일라이트가 평균 28.4~44.5 %로 가장 큰 변화를 보이고, 스멕타이트는 빙하기 때 평균 31.1 %에서 20 %로 감소하였다가 간빙기때 25.1 %로 다시 증가하는 양상을 보였다. 녹니석과 카올리나이트의 합은 빙하기 때 평균 40.5 %에서 간빙기 때 30.4 %로 감소하였다. 빙하기 동안 퇴적물이 남극 반도로부터 유입되기 때문에 높은 일라이트와 녹니석 함량을 보인다. 반면, 대륙대에 위치한 BS17-GC04 코어는 빙하기 때 스멕타이트의 함량이 평균 47.2 %에서 상부로 갈수록 평균 20.6 %까지 감소하고 일라이트는 하부에서 평균 21.3 %에서 43.2 %로 증가한다. 빙하기 동안의 높은 스멕타이트 함량은 근처의 스멕타이트가 풍부한 퇴적물인 피터 1세 섬에서 퇴적물이 남극순환류에 의해 운반되었을 것으로 예상되고, 그 이후 간빙기에는 상대적으로 서쪽으로 흐르는 등수심 해류의 영향으로 동쪽의 벨링스하우젠 해의 대륙붕 퇴적물로부터 일라이트와 클로라이트가 풍부한 퇴적물이 운반되었을 것이라 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제28권4호
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• pp.337-350
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• 1995

경상분지 백악기 화산암류내 배태된 함동열수맥상광체들로 구성된 화천리지역 동광상(대원, 구룡, 청룡, 화천)들은 구조운동에 수반되어 3회(I, II, III)에 걸쳐 광화작용이 진행되었다. 주 광화시기인 광화 I기는 광물들의 산출조직과 공생관계 등에 의하여 3개의 substage (Ia, Ib, Ic)로 구분되며, 황철석, 유비철석, 자류철석, 자철석, 황동색, 에렉트럼, 섬아연석, 방연석, 적철석 등의 광석광물들이 주로 산출된다. 이들 광물조성은 지역내 각 광상에서 유사하지만, 몰리브덴의 산출이 관찰되는 화천광상의 경우 광화I기 초기(Ia)의 광화작용이, 구룡과 청룡광산에서는 적철석의 산출로 특징지어지는 광화I기 후기(Ic)의 광화작용이 각각 우세하게 진행되었다. 이러한 결과는 관계화성암과 관련된 지역내 각 광상의 공간적 분포상태에 따른 열수유체의 진화정도에 의해 지배되었을 것으로 사료된다. 유체포유물 연구결과, 광석광물의 주된 침전은 9~1 wt.% 상당염농도를 갖는 광화유체로부터 $350^{\circ}$에서 $200^{\circ}C$에 걸쳐 진행되었다. 광화유체내 산소, 수소, 안정동위원소 연구결과, 화천리지역 열수계의 광화유체내 산소 안정동위원소비값이 광화작용의 진행에 따라 2.7‰로 부터 후기 -9.9‰로 감소함은 수소 안정동위원소비값의 감소 (-62‰${\rightarrow}$-80‰)와 함께, 상대적으로 낮은 water/rock 비값을 갖는 환경하에서 동위원소 교환반응을 이뤄 평형상태에 이른 초기 열수계내에 차갑고 동위원소적 교환반응이 거의 이뤄지지 않은 천수의 혼입이 점증하였음을 보여준다. 이러한 광화유체의 진화양상과 광상내 산출하는 광물공생관계 및 화학조성에 의한 열역학적 고찰결과는, 광화유체내 Cu는 주로 chloride complex상으로 이동되었으며, 이의 침전은 주로 천수유입에 의한 $fo_2$의 변화와 온도감소에 의하여 지배되었음을 알 수 있다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회 1996년도 유황비료 국제 심포지엄
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• pp.90-103
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• 1996

식물 양분으로서 유황의 중요성에 관심이 증가되고 있으며 더욱이 대기에서 유래된 유황함량이 감소되고 집약적인 농업으로 유황의 수요가 늘어나고 있다. 호주에서 유황 부족 현상이 1915에 확인된 이래 이 문제를 해결하기 위한 장기적이고 지속적인 연구가 수행되었다. 1980년까지 과석 사용으로 유황의 결핍상황은 나타나지 않았으나 작물 재배가 집약화되고 과석이 고농도비료로 대체되어 사용되면서 유황부족 현상이 증가되었다. 호주의 다우 지역에서 수행된 인광석 시험포장 30군데 중$43\%$가 2년 차에서 효과가 있었다. 토양 유황 검정사업을 통해 유황 분포상황을 파악하게 되었고 시기에 맞는 연구를 통하여 유황 비료 시용으로 유황 결핍을 극복할수 있는 비료정책 발전에 기여하게 되었다. 인도네시아에서는 유황 부족 현상은 과석과 유기질 비료 시용에서 중과석과 요소로 대체되면서 진전되었다. 쌀 생산을 위한 국가 계획에 유안을 질소로서 $25\%$ 포함시킨 효과적인 지도 활동으로 좋은 결과를 얻고 있다. 시비관리로 유황 부족 지역에 유황을 시용하는 노력을 지속하고 있다. 쌀 생산을 위한 유황비료 종류, 시용시기 및 위치 등에 관한 연구가 실용적으로 수행되고 있다. 인도네시아에서의 효과적인 종합 양분으로서의 유황 문제 해결은 연구, 지도, 행정 및 산업계의 상호 밀접한 관계를 요구하고 있다. 중국에서는 유황 부족 토양은 대기로의 유황 방출이 감소되고 고농도 비료, 저유황 비료의 시용으로 급격하게 증가되고 있다. 대부분의 중국 토양은 유황 흡수능이 낮아 생산성은 시용 유황 함량에 따라 결정된다. 유황 결핍과 양분으로서의 수지균형 관계를 이해 하므로서 농업에서의 유황 관리 체계 수립이 무엇보다 중요하다.X>$\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$에서는 5.4%로서 가장 낮은 성장을 보였다. 성장률의 전체적인 양상은 노출농도가 증가할수록 성장이 떨어지는 결과를 보였으며, 사료효율과 마찬가지로 노출농도 80 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$ 이상에서 유의한 감소를 나타냈다.circ}C$에서 각각 3.95-28.9개, 2.9-28.95개 및 1.7-13.6개로 제공된 먹이간에 차이가 현저하였다. 따라서 먹이간 성충 포식량의 현저한 차이는 기주선호성에 따른 것으로 생각된다.군에서 높았으며, elongation index(20:4$\omega$6⇒22:4$\omega$6)는 old군에서 낮았다. 대부분의 elongation과 desaturation 단계는 연령에 따라 유의한 차이를 보이지 못하였으나, $\omega$3계 지방산의 전체적 elongation-desaturation 단계를 나타내는 products-fatty acid($\omega$3)/a-LNA($\omega$3) 비율이 old군에서 young군보다 유의하게 높아, 연령에 따른 PUFA 대사의 변화가 관찰되었다. 이 상에서와 같이, 콩 단백질의 섭취로 흰쥐 혈장 인지질의 ∑MUFA조성은 낮고 ∑SFA 조성은 높아 다른 지질 강화성 분의 섭취와 유사한 결과를 나타내었다. 혈중 콜레스테롤 수준이 높은 old군에서 체내 막조직의 유동성을 유지하기 위해 PUFA의 합성 특히 $\omega$3계 지방산의 elongation-desaturation이 증가하여 총 PUFA 조성이

• 자원환경지질
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• 제31권2호
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• pp.89-99
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• 1998

한국의 금은광화작용은 쥬라기 대보화성활동 (121~183 Ma) 및 백악기 불국사화성활동 (60~110 Ma)과 밀접한 연관성을 보이며, 이러한 열수광맥형 금은 광산에서 산출된 유비철석은 광물공생관계 또는 생성환경에 따라 현저한 조성 변화를 나타내고 있다. 쥬라기 금광단일형 광상에서 산출된 유비철석은 비교적 높은 As함량 (29.68~33.46 atomic %)으로 균질한 조성을 나타내며, 유비철석 지질온도계에 적용하면 생성온도 및 유황분압은 $370{\sim}450^{\circ}C$와 $10^{-8}{\sim}10^{-6}$이다. 또한 백악기 금은혼합형 광상과 은광단일형 광상의 유비철석을 쥬라기 광상에 비하여 상대적으로 심한 조성변화 (27.47~32.74 atomic %)를 보이며, $25{\sim}30^{\circ}C$ 및 $10^{-12}{\sim}10^{-10}$의 환경 조건하에서 정출된 것으로 추정된다. 한편, 금은광맥의 산출상태, 유비철석 지질온도계, 에렉트럼-섬아연석 지질온도계, 유체포유물 연구자료 및 화성암의 정체심도 등을 종합적으로 비교검토한 결과, 쥬라기 금광화작용 (Group IIA)은 심부조건 (약 4~5 kbar)에서 $300{\sim}500^{\circ}C$의 정출환경에서 진행되었지만, 백악기 금은광화작용 (Group III, IV, V)은 1 kbar 미만의 천부조건하에서 $170{\sim}370^{\circ}C$의 온도조건하에서 형성된 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제45권5호
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• pp.535-549
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• 2012

이 연구의 주목적은 영광-나주지역에 분포하는 송림-대보화강암류를 지질시대, 광물조성, 화학성분과 조직에 따라 각섬석-흑운모화강섬록암, 흑운모화강암, 반상화강암과 복운모화강암의 네가지 암상으로 구분하였다. 이들 화강암류는 동원마그마로부터 분화된 일련의 분화산물로 이루어진 화성암 복합체이며, 페름기말에서 트라이아스기 사이에 옥천습곡대와 영남육괴 사이에서 지괴들의 충돌운동으로 유발된 응력장하에서 형성되었고, 그리고 이 변형대의 형성기에 전후하여 정치된 화강암류가 대보운동을 받아 엽리상화강암류와 비변형화강암류를 형성하였다. 이들 영광-나주지역에 분포하는 화강암질암류의 구성광물 성분은 사장석, 흑운모. 백운모와 각섬석으로 구성되어있다. 사장석은 오리고클레스($An_{19.3-27.7}$)와 안데신($An_{28.4-31}$)성분에 해당하며 누대구조의 성분변화도 좁은영역에 치우치면 이는 느린 결정작용과 이들 결정들의 성장이 최종고결작용 이전에 일어났음을 보여준다. 흑운모의 Mg 함량은 산소의 압력과 분화도의 증가에 따른다(프로고파이트에서 시데로피라이트로 변함). $Al^{iv}$/$Al^{total}$ 관계는 전체 알루미나양에 따라 증가한다. 백운모는 일차기원이며 높은 $TiO_2$함량을 보이는 세라도나이트이다. 각섬석은 회각섬석류에 속하며 지질압력계로 계산한 화강암질암의 고결심도는 11.3-17.2 Km이다.

• 한국광물학회지
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• 제18권4호통권46호
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• pp.259-266
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• 2005

장군광산과 동남광산에서 산출되는 부서라이트에 대한 광물학적 특성을 연구하기 위하여 X-선 회절분석, 전자현미분석, 열분석 실험을 실시하였다. 장군 광산과 동남 광산에서의 부서라이트는 망간탄산염광상의 표성 산화 작용에 의해 형성된 산화망간 광석 내에 란시아이트와 함께 산출된다. 전자현미분석결과 장군광산 부서라이트의 화학 조성은 ($Ca_{0.78}Mg_{0.64}Mn^{2+}_{0.45})Mn^{4+}_{8.03}O_{18}\cdot13.2H_{2}O$이며 동남광산에서 산출되는 부서라이트는 ($Zn_{0.81}Ca_{0.77}Mg_{0.26}Mn^{4+}_{8.00}O_{18}\cdot10.9H_{2}O$이다. 장군광산의 부서라이트의 저면 격자 간격은 $40^{\circ}C$에서 $9.86\;{\AA}$이며, $90^{\circ}C$에서는 $7.60\;{\AA}$로 온도가 상승함에 따라 점진적으로 감소한다. 그러나 동남광산에서 $40^{\circ}C$부터 $90^{\circ}C$까지의 온도가 변화함에 따라 점진적인 회절선의 이동은 나타나지 않고 $9.67\;{\AA}$의 회절선의 강도는 감소하고 $7.53\;{\AA}$의 회절강도는 증가하는 경향을 보여준다.

• 보존과학회지
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• 제23권
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• pp.11-24
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• 2008

미륵사지석탑의 보존처리를 위해 화강암의 풍화에 따른 물리적 성능시험과 화학적 조성변화를 검토하였다. 자연 풍화된 미륵산 화강암을 수습하여 풍화상태에 따른 분류기준과 암석해머시험에 따라 강도를 구분하였다. 비 파괴 암석해머시험 강도와 초음파 속도를 비교한 결과, 각각의 강도 측정값은 비례하였다. 시료의 흡수율은 1.68~0.20%이며 신선한 F-형은 자연 포화되지 않았고 WW-형은 자연 포화되었으나 시간이 많이 소요되었다. 흡수율은 풍화정도에 따라 SW-형, MW-형, HW-형으로 가며 순차적으로 증가했다. CW-형은 풍화단계 시료들 중에서 흡수현상이 현저하게 달랐다. 염색시험에서는 F-형과 WW-형의 경우 정장석만이 염색되었고, SW-형과 MW-형에서는 사장석의 염색이 특징적이었으며 HW-형과 CW-형은 석영의 균열부로 염색이 확장되었다. 분류기준에 따른 조암광물의 변화는 3등급으로 대별할 수 있다. XRD 분석결과, 조암광물 중 알바이트가 현저하게 감소되었다. SEMEDX로 조암광물 중 흑운모, 사장석, 정장석을 구성하는 성분의 평균변화를 관찰한 결과, 신선한 시료에 비하여 풍화도가 높은 시료에서 흑운모는 $Al_2O_3$, $K_2O$, $Na_2O$는 증가하고 CaO, MgO는 감소하였으며, 사장석은 CaO, $K_2O$는 감소하고 $Na_2O$는 증가하였다. 정장석은 $Al_2O_3$가 약간 증가했고 $K_2O$, $Na_2O$는 감소되었다. 풍화단계별 시료를 파쇄하여 양이온의 용출 정도를 검토한 결과, 조암광물 구성성분 중 CaO, $Na_2O$, $K_2O$, MgO가 화학적 변화도가 높았으며, 풍화도 WW-형과 CW-형에서 양이온의 변화도가 높게 나타났다. 이 결과는 익산 미륵사지석탑을 구성하는 부재의 보존처리 방안을 수립하는데 중요한 자료로 이용될 것이다.

• 자원환경지질
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• 제55권1호
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• pp.63-76
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• 2022

이산화탄소 지중저장 가능성 평가를 위해 시추한 결과, 장기분지 성동리층에 97~118m 두께의 데사이트질 응회암이 확인되었으며 내부구조와 입자조성에 따라 4개의 퇴적단위(퇴적단위 1~4)로 구분되었다. 퇴적단위 1은 육성환경, 퇴적단위 3, 4는 수중 환경에서 쌓인 화쇄류암(ignimbrite)이며, 퇴적단위 2는 화산휴지기에 쌓인 망상하천 퇴적암으로 데사이트질 응회암이 관찰되지 않는다. 박편분석결과, 모데나이트, 클리놉틸로라이트는 주로 유리를 교대하거나 기공을 충전하며 매몰-속성과정 동안 화산유리의 교대작용 및 용해-침전작용으로 생성된 것으로 보인다. 클리놉틸로라이트는 퇴적단위 3에서 유리를 교대하는 경우가 기공을 충전한 경우보다 Si/Al비와 Na함량이 높으며 퇴적단위 4에서는 산출상태 및 지역에 상관없이 조성이 동일해 지는데, 이는 화산유리의 교대 및 용탈작용이 진행될수록 공극수의 Si/Al비와 pH가 증가했으며, 퇴적단위 3의 클리놉틸로라이트가 생성될 당시 동-서쪽의 공극수 조성이 달랐음을 지시한다. 또한, 모데나이트의 성장이 끝난 후 클리놉틸로라이트가 생성되었으며, 두 불석광물은 각 퇴적단위별로 순차적으로 생성된 것으로 해석된다. 종합해보면, 퇴적단위 1이 쌓인 후, 화산휴지기 동안 서고동저의 분지지형으로 인해 서쪽은 pH가 더 높았으나 스멕타이트의 성장으로 공극이 폐쇄되어 더 이상 불석광물 이 성장하지 못한 반면, 동쪽은 망상하천이 발달한 개방계 상태에서 지하수의 영향을 받아 클리놉틸로라이트가 성장할 수 있었던 것으로 보인다. 이후 분지의 침강으로 퇴적단위 3, 4는 수중환경으로 변화였고 공극수는 점점 알칼리함량이 증가하여 결국 동-서쪽의 공극수 조성이 동일해 진 것으로 해석되었다. 이와 같이 유사한 조성의 응회암에서도 분지의 수계와 퇴적환경에 따라 다양한 불석광물이 공간적으로 다르게 분포할 수 있음을 보여준다.