Here we firstly present that a timing of reactivated event of Yangsan fault, the major fault in the southeastern Korean Peninsula, by using combined approaches of the optimized illite-polytype quantification, the K-Ar age-dating, and the recently developed illite-age-analysis (IAA) approach for the fault clays from Sangcheon-ri area of Yangsan main fault line. Two chronological record of brittle fault-activation event at about 41.5~43.5 and 50.7 Ma were determined from 3 fault gouges suggesting a crucial reactivation time-scheme. Furthermore, the regional processes that drive tectonics to form and reactivate the Yangsan fault may be explained from the chronological analysis for additional sites along the Yangsan fault.
Recently developed illite-age-analysis (IAA) approach has been applied to determine the multiple events for the Singal and Wangsukcheon faults in the Chugaryeong fault belt, Korea. Fault reactivated events during Late Cretaceous to Paleogene events($69.2{\pm}0.3$ Ma and $27.2{\pm}0.5$ Ma) for the Singal fault and of $75.4{\pm}0.8$ Ma for the Wangsukcheon fault were determined by combined approach of the optimized illite-polytype quantification and the K-Ar age-dating of clay fractions separated from the fault clays. These absolute geochronological determinations of the multiple tectonic events recorded in the Chugaryeong fault belt are crucial to establish the tectonic evolution of the Korean Peninsula since Late Cretaceous.
Characterization of mineralogy and nanocrystals of ingredient materials of $Lumilite^{(R)}$ used for water treatment was made using optical microscopy, XRD, SEM, FTIR, and XRF analyses. Constituent minerals identified by XRD and microscope are clinoptilolite, illite, quartz, and albite, characterized by dense and fine texture. The cross section of nanocrystals with the size $70{$\sim}100\;nm$ is generally round or subround. Numerous spheroids with few nanometers in diameter are extensively formed on the surface of nanocrystals. Bulk chemistry is $SiO_2$$74.22{\sim}75.65\;wt.%$, $Al_2O_3$$13.25{\sim}13.72\;wt.%$, CaO $4.23{\sim}5.15\;wt.%$, with other major elements being minimal. When heated to $700^{\circ}C$, the crystal structure was mostly destroyed, though it persisted to $500^{\circ}C$. It is likely that high capacity and applications of $Lumilite^{(R)}$ for water treatment are originated from its structural properties such as development of nanocrystals and various tiny pores.
In this study, illite was size-reduced using a wet-ball-milling treatment to improve its dispersion. Changes in illite particle size, size distribution, and dispersion characteristics after varying the treatment period were investigated. And the dispersion and dispersion stability of illite solution after 2 h wet ball milling treatment with different pH conditions were also evaluated. The illite particle size significantly decreased as the treatment time increased and the size reduction effect of wet ball milling deteriorated above 2 h treatment time. In addition, illite particle size was more evenly distributed as the treatment time increased. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that no crystal structural changes of illite were induced, but the characteristic peak of illite the weaker due to the size reduction and exfoliation, as the treatment time increased. Zeta potential analysis showed that the illite dispersion improved, as the treatment time increased. The illite wet-ball-mill treated at pH 2 had the lowest dispersion stability. Illite dispersion and dispersion stability increased as pH increased, due to the increase in surface ionization. Hence, the results showed that as the treatment time increased, the illite particle size decreased, and dispersion and dispersion stability improved due to the increase in surface energy and repulsion force between particles.
In this study, we determined the relative clay mineral composition of 51 surface sediments from SEYSM (Southeastern Yellow Sea Mud) (northern part 25, southern part 26) and 30 river sediments inflow to Yellow Sea using the semi-quantitative X-ray diffraction analyses. In addition to we analyzed illite characteristics of the same samples. The clay-mineral assemblage is composed of illite (61~75%), chlorite (14~24%), kaolinite (9~14%), and smectite (1~7%), in decreasing order. The average composition of each clay mineral is not different from northern part to southern part of SEYSM except a little higher kaolinite and lower smectite content in northern part. Smectite content generally has reverse relationship with illite content. Mineralogical characteristics of illite such as illite crystallinity index also is not different between two areas and show very narrow range (0.18~0.24 ${\Delta}^{\circ}2{\theta}$). Our results reveal that clay mineral composition and illite characteristics are nearly the same between northern and southern part of SEYSM. Characteristics of surface sediments in SEYSM is closer to Korean river sediments than Chinese Hanghe sediments, however it is necessary to investigate further study including Yangtze river sediments. This study conclude that most of surface sediments in SEYSM attribute to the supply of considerable amount of sediments from the nearby Korean rivers. The large sediment budget and high accumulation rate in the SEYSM can be explained by erosion and reworking of surface sediments in this area. Tidal and regional current system around SEYSM might contribute these erosional and depositional regimes.
Authigenic minerals found in sandstones and mudrocks of the Lower Hayang Group (Cretaceous) in the central part of the Kyungsang Basin are carbonate minerals (calcite, dolomite), clay minerals (illite, chlorite, C/S, I/S and kaolinite), albite, quartz and hematite. Characteristic diagenetic mineral assemblages are as follows: albite-chlorite (including C/S)-hematite in the Chilgog Formation, albite-illite-calcite in the Silla Conglomerate, illite-chlorite-hematite in the Haman Formation and albite-chlorite-dolomite in the Panyawol Formation, respectively. Among clay minerals reflecting the physical and chemical change of the diagenetic process, illite, the dominant clay mineral, occurs in every formation in the study area. Chlorite occurs mainly in green or gray sandstones and mudrocks, or in sandstones and mudrocks of the Chilogok Formation which contains a high content of volcanic materials. Based on the mineral assemblage, diagenetic minerals are strongly related with source rocks. Judging from the illite crystallinity, diagenesis of sandstones and mudrocks in the study area reached the late diagenetic stage or low grade metamorphisim. The diagenetic process was much influenced by intrusion of the Bulguksa granite, content of organic materials, grain size, and depositional environment rather than burial depth.
Fine-grained sediments of the Han River and adjacent Kyonggi Bay have been studied using the powder x-ray diffractometer in order to study the distributional characteristics of clay minerals in the bottom and suspended sediments. The result of the XRD analyse shows that the major clay minerals in the lower Han River are composed of illite (57.1%), kaolinite (22.9%), and chlorite (19.6%) and that those of the Han River Estuary are composed of illite (67.2%), chlorite (16.5%), kaolinite 915.5%), and smectite (1.3%). The variation of mineral content shows distinct distributional characteristics depending on sedimentary environments. The illite content increases gradually approaching the Kyonggi Bay and kaolinite content decreases toward the sea within the range between 11% and 23%. The trend of chlorite is similar to that of kaolinite, the amount of which ranges between 14% and 19%. Smectite content is lower than 3%. Analysis of illite using peak-intensity ratio (001/002) indicates that two types of illites occur in the study area. Dioctahedral-type illite occurs as an indicator of the marine sediments. The illites distributed between the Kyonggi Bay and the Han River are mixtures of dioctahedral- and trioctahedral-types. This study indicates that the distribution of illite, kaolimite, and chlorite has been influenced mainly by the supply from the Han River and redistributed by estuarine circulation, such as tidal circulation and seasonal variation of river discharge. However, smectite is apparently supplied from other sources such as Yellow Sea or China. This study suggests that estuarine mixing system and seasonal variations of river discharge are the major factors controlling the distribution pattern of clay minerals in the study area.
A long core (RS15-LC48) was collected at a site in the continental rise between the Southern Ocean and the Ross Sea (Antarctica) during the 2015 Ross Sea Expedition. The mineralogical characteristics and the origin of clay minerals in marine sediments deposited during the Quaternary in the Ross Sea were determined by analyzing sedimentary facies, variations in grain size, sand fraction, mineralogy, clay mineral composition, illite crystallinity, and illite chemical index. Core sediments consisted mostly of sandy clay, silty clay, or ice rafted debris (IRD) and were divided into four sedimentary facies (units 1-4). The variations in grain size distribution and sand content with depth were very similar to the variations in magnetic susceptibility. Various minerals such as smectite, chlorite, illite, kaolinite, quartz, and plagioclase were detected throughout the core. The average clay mineral composition was dominated by illite (52.7 %) and smectite (27.7 %), with less abundant clay minerals of chlorite (11.0 %) and kaolinite (8.6 %). The IC and illite chemical index showed strong correlation trends with depth. The increase in illite and chlorite content during the glacial period, together with the IC and chemical index values, suggest that sediments were transported from the bedrocks of the Transantarctic Mountains. During the interglacial period, smectite may have been supplied by the surface current from Victoria Land, in the western Ross Sea. High values for IC and the illite chemical index also indicate relatively warm climate conditions during that period.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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