• 한국광물학회지
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• 제30권1호
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• pp.11-19
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• 2017

전남 나주시 장동리 지역의 화강암 풍화대를 피복하는 적갈색 점토-실트 퇴적물 단면(~2 m)에 대하여 광물학적 및 지화학적 특성 분석을 실시하였다. 퇴적물은 주로 석영(50%)과 점토광물(45%)로 구성되어 있으며, 소량의 K-장석, 침철석, 적철석, 깁사이트로 구성되어 있다. 점토광물은 일라이트(일라이트, 일라이트-스멕타이트 혼합층), 질석(질석, 수산화-Al 질석), 고령석(캐올리나이트, 할로이사이트) 계열의 점토광물로 구성되어 있다. 광물 및 화학조성의 수직 함량변화는 미미하며, 사장석과 녹니석이 전반적으로 결핍되어 있으나 최상부에 소량 함유되어 있다. 점토광물의 주성분이 일라이트 계열이므로 퇴적물의 기원물질은 주변 고령토질 화강암 풍화물이 아니라, 먼 기원지에서 유래한 풍성퇴적물로 판단된다. 현생 황사의 광물조성과 비교하면, 퇴적 후의 심한 화학적 풍화작용으로 사장석과 K-장석이 거의 없어지고, 석영과 점토광물로 구성된 광물학적 특성을 갖게 되었다. 풍화과정에서 사장석과 녹니석은 각각 고령토 광물과 질석으로 변질되었으며, 함철 유색광물의 풍화과정에서 침철석과 적철석이 침전되어 퇴적물이 적갈색을 띠게 되었다. 이 지역의 적갈색 점토-실트는 한반도 타지역 풍성퇴적물과 광물학적 및 지화학적 특성을 공유하므로 풍성퇴적물로 추정되지만, 이에 대해서는 퇴적물 연대측정이나 동위원소 분석 등의 추가 검증이 필요하다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.66-66
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• 2003

King George island, Antarctica, is mostly covered by ice sheet and glaciers, but the land area is focally exposed for several thousand years after deglaciation. For a mineralogical study of chemical weathering in the polar environment, glacial debris was sampled at the well-developed patterned ground which was formed by long periglaclal process. As fresh equivalents, recently exposed tills were sampled at the base of ice cliff of outlet glaciers and at the melting margin of ice cap together with fresh bedrock samples. Fresh tills are mostly composed of quartz, plagioclase, chlorite, and illite, but those derived from hydrothermal alteration zone contain smectite and illite-smectite. In bedrocks, chlorite was the major clay minerals in most samples with minor illite near hydrothermal alteration zone and interstratified chlorite-smectite in some samples. Smectite closely associated with eolian volcanic glass was assigned to alteration in their source region. Blocks with rough surface due to chemical disintegration showed weathering rinds of several millimeter thick. Comparision between inner fresh and outer altered zones did not show notable change in clay mineralogy except dissolution of calcite and some plagioclase. Most significant weathering was observed in the biotite flakes, eolian volcanic glass, sulfides, and carbonates in the debris. Biotite flakes derived from granodiorite were altered to hydrobiotite and vermiculite of yellow brown color. Minor epitactic kaolinite and gibbsite were formed in the cleaved flakes of weathered biotite. Pyrite was replaced by iron oxides. Calcite was congruently dissolved. Volcanic glass of basaltic andesite composition showed alteration rim of several micrometer thick or completely dissolved leaving mesh of plagioclase laths. In the alteration rim, Si, Na, Mg, and Ca were depleted, whereas Al, Ti, and Fe were relatively enriched. Mineralization of lichen and moss debris is of much interest. They are rich of A3 and Si roughly in the ratio of 2:1 to 3:1 typical of allophane. In some case, Fe and Ti are enriched in addition to Al and Si. Transmission electron microscopy of the samples rich of volcanic glass showed abundant amorphous aluminosilicates, which are interpreted as allophane. Chemical weathering in the King George Island is dominated by the leaching of primary phyllosilicates, carbonates, eolian volcanic glass, and minor sulfides. Authigenesls of clay minerals is less active. Absence of a positive evidence of significant authigenic smectite formation suggests that its contribution to the clay mineralogy of marine sediments are doubtful even near the maritime Antarctica undergoing a more rapid and intenser chemical weathering under more humid and milder climate.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.61-68
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• 2023

본 연구는 화성암 지역의 생태·자연도 1등급 토양의 표토와 심토를 채취하여 물리화학적 특성에 대해 분석하고 비교하는 것이 목적으로, 채취한 토양시료를 대상으로 함수율과 pH를 측정하고 X-선 형광분석 및 X-선 회절분석을 실시하였다. 연구결과, 함수율은 표토가 심토보다 높게 측정되었고 pH는 표토가 심토보다 더 산성으로 측정되었다. X-선 형광분석 결과, I9 시료가 카올리나이트와 가장 가까운 위치에 도시되었고 I7 시료가 카올리나이트와 가장 먼 위치에 도시되었으며, 그 외 시료들은 모두 I7 시료와 I9 시료의 사이에 위치한다. X-선 회절분석 결과, 점토광물의 평균 함량은 표토가 심토보다 높게 나타났으며 대표적으로 산출되는 점토광물로는 일라이트, 버미큘라이트, 카올리나이트, 녹니석, 깁사이트 등이 있다. 본 연구에서 얻은 결과는 향후 심토의 표토화를 위한 표토 복원 시 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국광물학회지
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• 제21권2호
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• pp.161-175
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• 2008

제주도 화산회 기원 토양시료들은 전형적인 안디졸에 해당하는데 낮은 pH, 높은 수분함량, 높은 유기물함량, 식질-미사질 토성을 보여주었다. 결정질 광물 중 현무암 기원의 감람석, 휘석 등의 철고토광물과 자철석 및 적철석 등의 산화철이 주구성광물로 관찰되며 이차광물인 깁사이트가 일부 심토에서 나타나는 것이 특징이다. 그밖에 제주도 화산회 토양은 비정질 알로판 광물과 ferrihydrite 등의 결정도가 낮은 광물을 상당량 포함하고 있다. 주성분원소는 비화산회토양에 비해 상대적으로 낮은 $SiO_2$ 함량과 높은 $A1_2O_3$ 및 $Fe_2O_3$ 함량을 보이는데 이는 전형적인 화산회토의 특성을 반영한다. 토양 내 중금속 함량 중에서 Zn, Ni, Co, Cr은 각자 $84{\sim}198$, $56{\sim}414$, $38{\sim}150$, $132{\sim}1164\;mg\;kg^{-1}$의 범위를 보여 일반적인 세계 토양 내 함량범위를 초과하는 것으로 나타났다. 특히 Cr의 경우 1,000 ppm 이상의 함량을 가지는 토양 시료도 존재하는 등 제주도 화산회 토양은 높은 Cr 함량을 보이는 것이 특징이다. 제주도 토양의 환원능은 평균 $6.53\;mg\;L^{-1}$ reduced Cr(VI)로서 내륙의 비화산회토양에 비해 5.1배 이상 큰 것으로 나타났다. 비화산회토양의 경우 토양 환원능은 토양의 이화학적 인자 중 총 탄소함량과 매우 좋은 상관관계(R = 0.90)를 보이고 있는 것으로 보고되었으나, 총 탄소함량이 일반 토양에 비해 20배 이상 큰 제주도 화산회 토양의 경우 환원능은 탄소함량과는 오히려 약한 음의 상관관계를 보여주고 있다(R = -0.469). 이러한 결과는 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자가 탄소함량뿐만 아니라 또 다른 토양 이화학성에 있음을 지시한다. 주성분 원소조성과 환원능의 상관관계분석결과 화산회토 특성을 반영하는 Al과 Fe 원소와 정의 상관관계(R = 0.793, R = 0.626)를 보여주었다. 또한 중금속 원소 중 Ni, Co, Cr 등은 제주도 화산회 토양의 환원능과 정의 상관관계(R = 0.538, R = 0.647, R = 0.468)를 보이고 있다. 산화환원전위에 민감한 Cr 원소의 경우 제주도 화산회토양의 높은 환원능으로 인해 유해하고 이동성이 높은 6가 크롬의 생성 및 이동이 매우 제한될 것으로 판단된다. 또한 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자는 비정질인 알로판 광물 및 ferrihydrite 등의 화산회토 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.

• 한국토양환경학회지
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• 제3권3호
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• pp.93-107
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• 1998

옥천계변성암 지역에 분포하는 15개 먹는샘물 업체의 지하수 원수의 수질은 다른 지역의 지하수와는 상이한 특성을 보여준다. 특히 전기전도도, 경도, Ca, Mg, $HCO_3$는 전국의 여러 지역중에서 가장 높다. 대부분의 업체의 지하수의 양이온 함량비는 Ca>>Mg, Na>K의 순이며, 음이온의 함량비는 $HCO_3$>$SO_4$>Cl>F의 순을 보인다. 특히 중탄산의 함량은 다른 지역에 비하여 월등히 높으며 수질유형은 Ca-Mg-$HCO_3$>Ca-$HCO_3$>Ca-Na-$HCO_3$순으로 나타난다. 옥천계변성암 지역의 지하수는 대체로 탄산염의 용해작용에 의하여 영향을 받은 것으로 보인다. 원소별 상관계수는 Mg-$HCO_3$가 0.92로서 가장 높으며 Ca-$HCO_3$(0.88), Ca-Mg(0.80), Ca-Cl(0.78), Mg-$SO_4$(0.78), Ca-$SO_4$(0.71) 등도 비교적 좋은 상관계수를 보인다. 이같은 현상은 탄산염 석고나 경석고의 용해작용과 관련되는 것으로 보인다. Ca와 EC간의 관계는 결정계수(determinative coefficient)가 R2=0.87인데 비하여, EC와 (K+Na+Ca)원소 전체의 관계는 결정계수가 R2=0.89로서 EC에 대한 Ca의 기여도는 주요 양이온들 가운데서 가장 크다. Ca와 HCO$_3$, Ca와 Mg간의 결정계수는 양호한 편인데, 이들은 서로 화학적 관련성을 가지면서 거동함을 나타낸다. 실리카 상들을 제외한다면 대부분의 지하수는 방해석의 포화도에 가장 근접한 상태를 보여 주며 돌로마이트도 점차 포화상태에 가까워 지고 있다. 그러나 석고, 경석고, 형석에 대하여는 불포화정도가 다소 큼을 나타낸다. 탄산염은 물-암석과의 반응이 어느 정도 더 진행되면 곧 포화상태에 도달하게 되어 더 이상 지하수의 수질화학에 영향을 주지 못하게 될 것으로 보인다.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.247-259
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• 1998

먹는샘물은 국민의 건강과 직결될 뿐 아니라 귀중한 지하수자원이라는 점에서 엄격한 품질기준과 사후관리가 요구된다. 본 연구에서는 대보화강암(20개)과 불국사화강암(4개) 지역에 분포하는 먹는샘물 업체를 대상으로 원수의 수질특성을 수리화학적인 측면에서 해석하였다. 대보화강암과 불국사화강암 지역에 분포하는 먹는샘물 업체의 원수의 수질특성은 수리화학적으로 유사한 경향을 보이지만 상이한 부분도 있다. 수소이온농도, 전기전도도, 총고용물질, 경도, 양이온과 음이온의 함량은 대보화강암 지역이 불국사화강암 지역보다 높게 나타난다. 양이온 중에서 대부분은 Ca>Na>Mg>K의 순으로 함량비를 나타내며 음이온 성분의 함량은 $HCO_3>SO_4>Cl>K$의 순을 보인다. 화강암지역에서 $Ca-Na-HCO_3$ 유형이 가장 우세하며 Ca함량이 가장 높은 현상은 화강암에 풍부하게 포함되어 있는 사장석류의 용해작용에 기인하기 때문인 것으로 보인다. 대보화강암 지역에서는 $Ca-HCO_3(0.84),{\;}Mg-HCO_3(0.81),{\;}SiO_2-Cl(0.74),{\;}Na-HCO_3(0.70)$ 등이 비교적 높은 상관관계를 보이며, 불국사화강암 지역의 경우 K-Mg(0.93), $K-HCO_3(0.92)$, Mg-Cl(0.92), $Cl-HCO_3(0.91)$, K-F(0.90) 등이 다소 높은 상관관계를 보인다. 실리카 상들을 제외한다면 대부분의 지하수는 방해석의 포화도에 가장 근접한 상태를 보여 주며 돌로마이트, 석고, 형석에 대하여는 불포화정도가 다소 큼을 나타낸다. 실리카의 활동도가 증가하는 동안 K, Na같은 알칼리원소의 활동도와 pH는 크게 증가하지 않았는데 이는 장석류로부터의 용해작용 이외에 석영과 같은 실리카상들의 용해작용에 의하여 규산이 어느 정도 공급되었음을 의미한다. 전반적으로 보아 화강암 지역의 지하수가 암석내에 가장 풍부하게 존재 하는 장석류에 대하여 아직도 불포화 상태에 있기 때문에 pH의 증가와 함께 장석류와의 반응이 계속 진행될 수 있을 것으로 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제35권2호
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• pp.103-112
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• 2002

토양 산성화에 따른 알루미늄 독성현상과 관련하여 자연환경에서의 존재 가능성이 제기되어온 $Al_{13}$-tridecamer 의 열역학적 생성조건에 대한 고찰을 Al-함유 광물상을 다량 함유하고 있는 제주도 나디졸 토양 Bo층 시료의 실내 평형실험 결과를 기초로 실시하였다. 대강토양은 평형상태일 경우 $Al(OH)_{3}$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트가 반응액의 알루미늄 총활동도를 조절하는 주 고상인 것으로 나타났다. 이 경우 반응액의 알루미늄 총활동도는 pH 5~7환경에서 $10^{-6}$~$10^{-8}$~M 로 매우 낮게 나타난다. 기존의 열역학 자료들을 이용한 $Al_{13}$-tridecamer생성조건 고찰 결과, 알루미늄의 총활동도가 $Al_{13}$-tridecamer의 생성 여부를 결정하는 가창 주요 요인으로, 예를 들어, 그 활동도가 $10^{-5}$/M이 되기 위하여는 pH=5~7 구간에서는 약 $2{\times}10^{-5}$M, pH=4에서는 약 $3{\times}10^{-3}$M 이상치 알루미늄이 자연수에 용해되어 있야 한다. 따라서 $Al(OH)^{3}$, 이모골라이트 혹은 프로토-이모골라이트 등에 의해 알루미늄 총활동도가 제안되는 토양계에서는 평형조건에서 $Al^{13}$/-tridecamer 생성을 위한 알루미늄 총활동도 조건을 충족시키지 못한다 이러한 결과는 Al-함유고상들에 의해 알루미늄 총활동도가 조절되는 평형조건에 근접한 자연계 토양에서는 $Al_{13}$-tridecamer치 생성확인 가능성이 배우 낮음을 제시하며, 단지 pH 3 내외의 산성화가 심화된 극히 일부 토양, 또는 산성환경에서 형성된 높은 일루미늄 총활동토플 갖는 용액이 부분적으로 중화되는 비평형 환경 등, 극히 제한적인 환경에서만이 다량의 $Al_{13}$-tridecamer생성이 가능할 것이다. 이러한 열역학적 고찰 결과는 깁사이트 및 이모 라이트가 알루미늄 거동의 주요 영향인자인 안디졸 및 스포도졸 토양에서의$Al_{13}$-tridecamer의 인지 가능성은 매우 희박함을 지시해 주며, 따라서 이 같은 토양에서의 $Al_{13}$-tridecamer에 의한 독성현상은 그 가능성은 극히 낮을 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제6권1호
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• pp.35-52
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• 1973

우리나라 전작물(田作物)의 저위생산성의 원인(原因)과 그 대책(對策)을 토양학적(土壤學的)인 면(面)에서 추궁(追窮)함에 있어 우선(于先) 현재경작(現在耕作)이 많이 되여 있고 또 앞으로 개발(開發)의 가능성(可能性)을 가진 저구릉(低丘陵), 산록(山麓) 및 대지(臺地)의 적황색토(赤黃色土)에 대(對)하여 현재(現在)까지 밝혀진 조사(調査) 결과(結果)를 종합(綜合)하였으며 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 적황색토(赤黃色土)는 우리나라 남부(南部)를 비롯하여 중부이북(中部以北)의 저구릉(低丘陵), 산록(山麓) 및 대지(臺地)에 분포(分布)하고 있으며 화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩)을 비롯한 석회암(石灰岩), 혈암(頁岩) 그리고 홍적층(洪積層) 등(等)을 모재(母材)로 하고 있다. 2. 적황색토(赤黃色土)는 A, Bt, C층(層)으로 되여 있다. A층(層)은 유기물(有機物)이 엷게 덮여서 암색(暗色)을 띄우는 양질(壤質), 식양질(埴壤質)이며 Bt층(層)은 진갈색(眞褐色), 적갈색(赤褐色), 황적색(黃赤色)의 식질(埴質) 혹은 식양질(埴壤質)로서 토괴표면(土塊表面)에 점토피막(粘土皮膜)이 형성(形成)되여 있다. C층(層)은 모재(母材)에 따라 다양다색(多樣多色)하며 Bt층(層)에 비(比)하여 토성(土性)이 거칠고 토양구조(土壤構造)의 발달(發達)이 없다. 토양(土壤)의 깊이는 지형(地形) 모재(母材)에 따라 다르나 대부분(大部分)이 100cm 이내(內外)이다. 3. 적황색토(赤黃色土)의 물리적성질(物理的性質)에 있어 점토함량(粘土含量)은 표토(表土)에서 18~35% 심토(心土)에서 30~90%로서 심토(心土)의 점토함량(粘土含量)은 표토(表土)에 비(比)하여 약(約) 2배(倍) 내외(內外)가 된다. 가비중(假比重)은 표토(表土)에서 1.2~1.3심토(心土)에서 1.3~1.5 그리고 삼상(三相)의 분포(分布)는 표토(表土)에서 고상(固相) 45~50 액상(液相) 30~45, 기상(氣相) 5~25, 심토(心土)에서 고상(固相) 50~60, 액상(液相) 35~45, 기상(氣相) 15미만(未滿)으로 대부분(大部分)이 치밀(緻密)하다, 유효수분범위(有効水分範圍)는 비교적(比較的) 좁아서 표토(表土)에서 10~23%, 심토(心土)에서 5~16% 범위(範圍)이다. 4. 적황색토(赤黃色土)의 화학적성질(化學的性質)에 있어 토양반응(土壤反應)은 모재(母材)에 따라 달라서 석회암(石灰岩) 및 구하해혼성퇴적(舊河海混成堆積)을 모재(母材)로한 토양(土壤)에서는 중성(中性) 급지(及至) 염기성(鹽基性) 그밖의 토양(土壤)에서는 산성(酸性) 급지(及至) 강산성(强酸性)을 띠운다. 표상(表上)의 유기물함량(有機物含量)은 식생(植生), 침식(侵蝕), 경종(耕種) 등(等)에 따라서 차(差)가 크며 1.0~5.0% 범위(範圍)에 있다. 염기치환용량(鹽基置換容量)은 5~40me/100gr이며 이는 유기물(有機物), 점토(粘土), 미사함량(微砂含量) 등(等)과 밀접(密接)한 관계(關係)를 가지고 있다. 치환침출염기(置換浸出鹽基)는 용탈(溶脫)되여서 염기포화도(鹽基飽和度)가 대체(大體)로 낮지만 석회암(石灰岩)에 기인(基因)된 토양(土壤)에서는 석회(石灰), 마구네슘함량(含量)이 높아서 염기포화도(鹽基飽和度)도 높다. 5. 적황색토(赤黃色土)의 점토광물(粘土鑛物)은 대부분(大部分)이 Kaolin 광물중(鑛物中)의 하나인 Halloysite와 운모(雲母)의 풍화생성물(風化生成物)인 Vermiculite, Illite를 주광물(主鑛物)로 하고 있으며 소량(少量)의 Chlorite, Gibbisite, Hematite 혼층광물(混層鑛物)과 1차(次) 광물(鑛物)인 석영(石英) 및 장석(長石)이 존재(存在)한다. 6. 적황색토(赤黃色土)는 미국(美國)의 Red-yellow podzolic Soils 및 Reddish Brown Lateritic Soils의 일부(一部) 그리고 일본(日本)의 적황색토(赤黃色土)와 유사(類似)한 특성(特性)을 가진다. 미(美)7차(次) 시안(試案)에 의(依)하면 적황색토(赤黃色土)는 Udults 및 Udalfs 그리고 FAO 분류안(分類案)에 의(依)하면 Acrisols, Luvisols 그리고 Nitosols로 분류(分類)할 수 있다.