• 보존과학회지
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• 제37권2호
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• pp.77-89
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• 2021

이 연구에서는 울산의 원삼국시대 장현동과 중산동 및 교동리 유적에서 출토된 흑색토기에 대하여 태토의 재료학적 특성과 제작기술을 검토하였다. 흑색토기의 표면은 흑색이지만 속심은 흑색 또는 적황색을 보인다. 현미경 관찰 결과, 태토는 붉은색 철산화물이 풍부한 토양을 사용하였으며 주로 석영과 알칼리 장석 및 운모류가 동정되었고, 부분적으로 미르메카이트 조직의 입자가 관찰된다. 또한 SiO₂와 Fe₂O₃ 및 CaO 함량에서 다소 차이가 있는 것으로 보아, 각 유적지 주변에 분포하는 모암과 태토의 조성이 영향을 준 것으로 판단되며 근거리에서 채토하여 토기를 제작한 것으로 보인다. 라만분광분석 결과, 이 토기의 흑색층에는 비정질 탄소인 연매가 사용되었다. 표면층과 접하는 기질에서는 투명한 갈색의 칠이 관찰되었고 탄소가 농집된 것으로 보아, 흑색층은 연매와 옻을 칠하여 흑색발색을 유도한 것으로 해석된다. 태토의 광물조성과 미세조직으로 볼 때 이 토기의 소성온도는 750~850℃의 범위로 추정되며, 칠은 468℃에서 열분해되었다. 따라서 흑색을 이루는 연매와 칠의 혼합층은 소지의 소성 이후에 칠해진 것으로 판단된다.

• 한국자기학회지
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• 제12권1호
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• pp.7-13
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• 2002

제주도 무문토기의 연구는 제주도의 청동기 시대 및 초기 철기시대 토기의 성격을 밝혀주는 중요한 의미를 갖는다. 본 연구에서는 제주도에서 발굴된 무문토기들을 대상으로, X-선 형광 분석법 및 X-선 회절 분석법을 이용하여 화학적 조성을 분석하고, Mossbauer분광법을 이용하여 토기에 함유된 광물과 산화철의 종류, 원자가 상태 및 자기적 성질을 분석하였다. 제주도 무문토기에는 SiO$_2$와 같은 규산염 광물이 주성분을 이루고 있으며, 비결정질 ferrihydrite함량은 약 5~10 wt% 이하이고, 제주도 무문토기들은 중성 화산암에서 부분적으 로 생성된 제주도 찰흙으로 만들어졌다고 여겨진다. 또한 제주도 무문토기편에 존재하는 철의 원자가 상태는 Fe$^{2+}$와 Fe$^{3+}$ 임을 알 수 있고, 초미세 자기장 값이 순수 goethite값보다 작게 나타나는 것은 찰흙을 빚어 만든 토기를 가열할 때 그 결정구조가 변화되어 Fe이온들의 결합상태가 달라졌기 때문이라고 추정된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권6호
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• pp.301-306
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• 2005

황사가 토양환경에 미치는 영향을 평가하고 우리나라 풍적모재 토양의 기원을 해석하기 위하여 2002년부터 2004년 사이에 채취한 국내 황사를 중국 북부건조지대 및 황토지대 토양의 광물조성과 물리 화학적 특성을 비교하였다. 중국 북부 건조지대 및 황토지대 토양의 화학적 특성은 pH 8.3-9.0, 유기물 $11-23g\;kg^{-1}$, CEC $7.1-18.4cmol_c\;kg^{-1}$으로 채취지역별로 차이를 보였다. 토양의 광물조성은 석영과 장석류를 주광물로하고 석회석, 백운석, 점토광물을 소량으로 수반하고 있었다. 국내에 강하한 황사의 입자 크기는 $50{\mu}m$ 이하 이었으며, 황사의 주요한 점토광물은 illite로 우리나라 일반농경지 토양에 비하여 illite 함량이 많고 kaolin은 적었다. 황사의 염기포화도가 약 260%로 과포화를 보이는 것은 황사 중 탄산염광물의 영향으로 생각된다. 황사의 미세형태는 국내 밭토양 (본량사양토, 수원)에 비하여 원마도 및 분급도가 양호한 구형의 형태를 띠고 있었으며, 강하 황사 중의 광물조성과 성분함량은 채취시기 및 지역별로 큰 차이가 없었다. 우리나라 강하 황사의 입경분포, 치환성 양이온 등 이화학적 특성은 중국 북부 건조지대 토양과는 차이가 있었으나 광물조성과 화학적 조성은 중국 황토지대 토양과 유사한 경향을 보였다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.233-247
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• 2012

통가국 라우분지(Lau Basin)의 해저열수광상 개발을 위한 해저열수광상 분포 및 산상에 관한 특성을 규명하기 위하여 X선 회절분석을 통하여 해저열수광상 해저퇴적물 및 열수변질대의 광물조성을 연구하였다. 연구에 사용된 시료는 TA 26 해저산 주변에서 채취된 코어 시료, 기반암 및 해저퇴적물 시료이고, 벌크 시료와 점토 부분을 분리한 정방위 시료를 제작하여 X선 회절분석을 실시하였다. TA 26 해저산에서 채취된 기반암은 대부분 사장석과 석영으로 이루어져 있는 데 반하여, 표층퇴적물은 대부분 카올린광물과 스멕타이트로 구성되어 있다. 열수구 퇴적물은 대부분 석고, 중정석, 섬아연석, 황철석 등 황산염광물과 황화광물로 구성된다. 기반암과 해저퇴적물의 광물조성으로 미루어 보아, TA 26 해저산의 열수광화대는 주변에 스멕타이트 또는 카올린광물을 형성시키는 정도의 이질변질작용을 일으켰음을 알 수 있다. MC08H-06 시추 코어 시료는 상부는 비변질대, 하부는 스멕타이트와 카올린광물로 구성된 이질변질대에 해당한다. 다양한 황화광물과 황산염 광물의 존재, 이질변질작용에 해당하는 열수변질대의 존재는 TA 26 해저산 내에 해저열수광상이 존재하고 있음을 지시하는 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제27권2호
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• pp.163-179
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• 2011

이 연구는 대전 원신흥동 유적에서 출토된 도가니, 토기 및 기와의 재료학적 특성과 원료의 동질성 검토를 통한 원산지 해석을 목적으로 수행하였다. 현미경 관찰 및 X-선 회절분석 결과, 각 시료의 광물조성은 거의 일치하나 기벽의 두께 및 포함된 광물의 분급에서 상당한 차이를 보인다. 이 중 토기는 0.5~0.7cm의 얇은 기벽에 가장 정선된 태토 특성을 보이는 반면 도가니와 기와는 기벽이 1.3~2.5cm로 두꺼우며 분급이 불량한 석영, 정장석 및 사장석이 다량 관찰된다. 도가니의 경우, 태토에 혼합된 짚이 소성과정에서 탄화되어 크고 길쭉한 공극이 관찰되는 느슨한 기질적 특성을 가진다. 이와 같이 재료학적으로 차이를 보이지만 이들은 유적지 토양과 광물조성 및 지구화학적 거동특성이 상당히 일치하고 있어 모두 동일한 모암의 풍화에 의해 생성된 점토를 이용해 제작한 것으로 추정된다. 또한 $1,050{\sim}1,150^{\circ}C$의 소성온도를 경험한 것으로 판단되는 경질토기를 제외하면 모든 세라믹 유물들은 $850{\sim}950^{\circ}C$의 온도영역에서 소성하였을 것으로 해석된다. 한편 도가니의 용융물은 구리와 주석의 편석을 일부 포함한 슬래그로 판단되나 부분적으로 치밀한 적색 및 녹색 유리질 조직이 관찰되는 것으로 보아 유리 용융물의 가능성도 있어 보인다.

• 한국광물학회지
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• 제27권3호
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• pp.107-114
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• 2014

황해 남동 이질대에서 채취된 51개의 표층퇴적물 시료와 황해로 유입되는 한국과 중국의 하천퇴적물 시료 33개에 대해서 반정량 X선회절분석법을 통한 점토광물의 상대적인 함량을 토대로 주성분분석을 도입하여 해양표층퇴적물의 기원지를 연구하였다. 전체 자료의 98% 이상을 반영하는 제1주 성분과 제2주성분을 이용하여 R 프로그램을 통해 주성분분석을 수행하였다. 황해 남동 이질대 퇴적물의 점토광물 함량은 남부 지역과 북부 지역에서 거의 차이가 나지 않으며, 성분도표상에서의 해양퇴적물 분포는 중국의 황하, 양쯔강 퇴적물보다 한국의 하천퇴적물과 더욱 근접한 양상을 보였다. 이러한 통계적 분석 결과를 바탕으로 황해 남동 이질대는 거의 모두가 한국 하천퇴적물로부터 유래했다는 것을 추정할 수 있다. 또한, 황해 남동 이질대에 한국 하천에서 유출되는 양보다 더 많은 퇴적물이 축적된 이유로는 퇴적물의 침식과 재동에 의한 것으로 판단된다. 주성분분석은 한반도 주변 해역 퇴적물의 기원지 연구에 유용하게 사용될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.197-207
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• 2022

본 연구는 조선누층군 내 타이타늄 광체의 모암이 되는 면산층 암석을 기계학습기법을 분광분석 결과에 적용하여 탐지하였다. 이를 위해 면산층과 타 층들의 구성 광물을 파악하고, 타이타늄 함량을 측정하였으며, 전자기파 반응 특성을 분석하였다. 면산층은 다른 층들에 비해 불투명 광물을 많이 함유하고, 석영 입자와 점토광물로 구성된다. X선 형광분석 결과, 면산층의 평균 타이타늄 함량은 타 층들에 비해 최소 10배 이상의 타이타늄 함량을 보이며 낮은 함량군과 높은 함량군의 다봉분포를 갖는다. 이는 면산층 내의 타이타늄이 함유되는 사질과 이질이 교호 반복되는데 사질 부분은 이질 부분보다 타이타늄의 함량이 상대적으로 높기 때문이다. 분광분석 결과, 면산층은 산화철의 흡광 특성이 근적외선 영역에서, 점토광물에 의한 흡광 특성이 단파적외선 영역에서 관찰되며, 풍화면의 경우 점토광물 특성이 보다 강해지는 경향을 보인다. 타이타늄 광화대의 탐지는 티탄철석 자체의 분광 특성이 특징적이지 않아 광체를 탐지의 대상으로 보기보다는 모암인 면산층을 탐지하는 것이 적절할 것으로 생각된다. 랜덤포레스트 기계학습 기법을 이용한 면산층의 탐지 정확도는 84%, 전체정확도 97%를 보였으며, 산화철의 분광 특성과 점토광물 분광 특성이 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 이는 분광 특성이 타이타늄 모암인 면산층 암석을 효율적으로 탐지할 수 있음을 지시하고, 확대 적용 될경우 무인항공기반 타이타늄 광체 탐사에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국광물학회지
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• 제32권4호
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• pp.287-301
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• 2019

문화재의 보존·관리 및 활용은 원형유지를 기본원칙으로 하므로 비파괴적인 분석법을 통한 무기질 문화재 및 그 원료물질의 광물조성을 연구하는 것은 중요한 분야이다. 본 연구는 비파괴 표면 X-선 회절분석법(ND-XRD)을 석재, 채색된 안료, 토제, 금속 등 유형별 무기질 문화재 및 시편들을 대상으로 적용하여 문화재의 비파괴 분석법 중 하나로써 활용가능성을 검토하였다. 그 결과, 기기 내에 거치가 가능하며, 구성입자의 크기나 배열 및 굴곡 등 분석대상면의 특성이 스캔에 적합한 시료일 경우 모든 유형에서 광물조성 해석에 활용 가능한 회절패턴이 획득되는 것으로 나타났다. 또한 시료의 기질부에 비하여 표면의 회절정보가 우세하게 획득되므로 수평적 또는 수직적으로 다른 물질로 구성된 대상에 적용할 경우 각 부위별 광물조성정보와 함께 이들의 선후관계 파악을 통한 제작기법 및 변질양상 등의 해석에도 활용 가능할 것으로 사료된다. 반면 시료채취 및 분말화 과정을 생략한 채 문화재시료 자체를 스캔하는 분석방법의 특성으로 인하여 특정 결정면의 정보가 강하게 중첩되는 경우가 일부 발생되었다. 이와 같은 회절패턴은 점토광물의 편향성효과와 같이 광물동정에 유리하게 활용되는 경우도 있으며, 단결정에 가까운 크기와 배열을 갖는 입자로 인하여 불규칙한 회절강도 비가 획득되어 컴퓨터 프로그램을 통한 광물동정이 어려운 경우가 있으므로 해석에 주의가 필요하다.

• 대한지리학회지
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• 제43권6호
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• pp.775-790
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• 2008

본 연구는 강원도 평창군의 진부 단층선을 대상으로, 단층 및 하천 지형의 분포 특성과 단층 파쇄 점토의 광물 조성을 분석하여, 활단층의 존재 가능성을 살펴보았다. 진부 단층선을 따라 오대천의 상류와 연곡천 상류는 뚜렷한 단층선곡을 형성하고 있다. 진부 단층선의 남단인 간평리의 오대천 우안의 사면에서는 삼각말단면, 단층잔구, 단층와지, 선상지 등 단층 작용과 관계된 지형들이 선상으로 분포하고 있다. 단층와지에 위치한 5개의 노두($jbf1{\sim}5$)에서는 단층 파쇄 점토대가 형성되어 있다. 특히, 화강암 풍화층에 발달한 단층 노두인 jbf1은 뚜렷한 단층면을 가지며, 일라이트와 로몬타이트를 함유한 단층점토가 확인되고 있다. jbf4-2-3-5를 잇는 진부 단층선은 매우 오래전부터 작용했던 광역적 인 압축 응력에 의한 것일 가능성이 크고, jbf1 단층은 신생대 제4기 플라이스토세 후기 이전의 시기에 발생한 진부 단층선의 지류 단층일 것으로 판단된다. 진부 단층선 동 서측 지괴의 수직적 변위 속도는 $0.024{\sim}0.027m/ka$로 계산되었다.

• 보존과학회지
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• 제25권3호
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• pp.299-316
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• 2009

아산 탕정지구 외골유적에서 출토된 고려시대 와편은 외면과 속심의 색상에 따라 회색 계열, 적황색 계열, 회색-황색 계열로 세분된다. 각 그룹별 와편들은 특징적인 가비중, 흡수율, 작열감량 및 기질의 유리질화 정도를 보이나, 혼입광물의 함량과 분포 및 화학조성은 출토유구와 색상에 관계없이 비교적 균질하게 나타났다. 또한 모든 와편의 지구화학적 거동특성과 점토화 정도는 유사하며, 유적지에서 수습된 토양과도 거의 동일한 진화경향을 보였다. 와편의 소성온도는 회색 계열은 $950{\sim}1,050^{\circ}C$, 적황색 계열은 $800{\sim}900^{\circ}C$, 회색-황색 계열은 $900{\sim}950^{\circ}C$의 범위를 갖는 것으로 해석되었다. 이를 통해 와편은 유적지 일대에 분포하는 점토질 토양을 채취하여 비짐광물을 거의 첨가하지 않은 채 다양한 소성환경에서 제작되었으며, 태토의 가공과 정선 과정은 비교적 표준화된 공정이 적용되었을 것으로 추정된다.