• Environmental Engineering Research
• /
• 제24권2호
• /
• pp.279-288
• /
• 2019

To obtain insightful knowledge of geochemical process controlling fluoride enrichment in groundwater of the villages near Shilabati river bank, West Bengal, India, multivariate statistical techniques were applied to a subgroup of the dataset generated from major ion analysis of groundwater samples. Water quality analysis of major ion chemistry revealed elevated levels of fluoride concentration in groundwater. Factor analysis (FA) of fifteen hydrochemical parameters demonstrated that fluoride occurrence was due to the weathering and dissolution of fluoride-bearing minerals in the aquifer. A strong positive loading (> 0.75) of fluoride with pH and bicarbonate for FA indicates an alkaline dominated environment responsible for leaching of fluoride from the source material. Mineralogical analysis of soli sediment exhibits the presence of fluoride-bearing minerals in underground geology. Hierarchical cluster analysis (HCA) was carried out to isolate the sampling sites according to groundwater quality. With HCA the sampling sites were isolated into three clusters. The occurrence of abundant fluoride in the higher elevated area of the observed three different clusters revealed that there was more contact opportunity of recharging water with the minerals present in the aquifer during infiltration through the vadose zone.

• 한국제4기학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.13-14
• /
• 2003

It is generally well known that Quaternary is characteristic geologically in terms of glacial and interglacial repeats and their associated unconformity formation. This paper deals with the first finding of the characteristic and significant meaningful unconformity between Holocene and late Pleistocene, which implies submergence and emergence of the tidal sedimentary basin along the western coastal zone of Korea during interglacial stage(IOS-5e) and glacial time(IOS-2). The stratigraphy of intertidal deposits in the Haenam Bay, western coast of Korea shows two depositional sequence units (Unit I of Holocene and Unit II of late Pleistocene) bounded by an erosional surface of disconformity. The disconformity is related to the latest Pleistocene sea-level lowstands (probably during the LGM). The Unit II is interpreted as intertidal deposit showing tidal sedimentary structures and crab burrow ichnology and has two parts (the upper part and the lower part) showing different lithology and character. The upper part of Unit II shows characteristic subaerial exposure features (emergence) and its related lithology. Such subaerially exposed upper part (more or less 4m to 5m in thickness) is characterized by yellow-brownish sediment color, cryoturbat-ed structure, crab burrow ichnofacies and high value of shear strength. Geochemical and clay mineral analyses of the upper part sediments also indicate subaerial exposure and weathering. In particular, very high value of magnetic susceptibility of the upper part in comparison to that of the lower part is interpreted as pedogenetic weathering during the subaerial exposure period.

• 한국지형학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.95-108
• /
• 2016

Several flights of marine terraces were developed along the Eastern coast of Korea (Gangneung-Donghae). Various dating techniques have been applied to determine the age of these terraces, with a view to better understand the regional uplift history. In this study, we compare the major element compositions of the terrace deposits and modern beach sediments to estimate the relative formation age of these terraces. We observed a discernible difference in major element geochemistry between modern beach sediments and various elevated terrace deposit (i.e. palaeobeach sediments). In general, weathering properties of marine terrace sediments are expected to be affected by the formation ages of terraces, and here, we confirm that the chemical composition are indicative of the relative age of the terraces in this region.

• 광물과 암석
• /
• 제33권3호
• /
• pp.153-163
• /
• 2020

우리나라 제4기 고환경 변화 특성 규명을 위하여 수원시의 편마암 및 화강암 풍화대를 피복하는 적갈색 점토-실트 퇴적물 2개 단면(~3.5 m)에 대하여 광물 및 지화학 분석을 실시하였다. 퇴적층은 광물조성과 화학조성의 수직 변화를 기준으로 4개의 퇴적층(Unit 1-4)으로 구분되었다. 최하부 Unit 1은 K-장석 함량이 높은 사질 퇴적물로서 기반암 풍화물의 기여도가 높다. Unit 2는 전이층이며, Unit 3은 적갈색 점토-실트질 퇴적물로서 총점토 함량이 평균 58%이며, 주요 점토광물은 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물과 수산기삽입질석/스멕타이트이다. Unit 3에는 사장석이 거의 함유되어 있지 않은 반면에, 그 풍화물인 고령토 광물의 함량이 다른 층들보다 높다. Unit 4는 전반적 광물조성과 화학적 특성이 Unit 3과 유사하나, 사장석과 녹니석의 함량이 더 높고 고령토 광물의 함량은 더 낮다. 단면내 화학성분 변화를 국내 타지역 적갈색 점토-실트층과 비교한 결과, Unit 3과 4는 풍성퇴적물의 범위에 포함되었다. 이 지역 퇴적 단면에서 고환경변화는 다음과 같이 해석된다. 기반암인 편마암과 화강암 풍화물이 침식되어 주변부에 사질 퇴적물로 퇴적되어 하부층(Unit 1, 2)을 이루고, 그 위에 빙하기의 점토-실트질 풍성퇴적물층(Unit 3)이 퇴적되었다. Unit 3은 간빙기의 풍화작용으로 풍화되어 전체적으로 적갈색 토양화되었다. 그 후 다시 빙하기로 접어들면서 최상부에 풍성퇴적물층(Unit 4)이 퇴적되었다.

• 암석학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.196-206
• /
• 2003

숭례문(남대문, 국보 1호)을 구성하고 있는 석재와 보수재료에 대한 암석화학적 및 광물학적 특징과 이들의 보존실태를 보고하고자 한다. 숭례문 석재의 구성암석은 칼크-알랄리 계열의 조립질 화강암으로서 비교적 다량의 코발트를 함유하고 있다. 광물조성은 석영, 퍼사이트, 사장석 및 흑운모가 주성분이며 부구성 광물로는 정장석, 백운모, 녹니석 그리고 견운모 등이 산출되며 퍼사이트는 심한 변질작용에 의해 견운모화 되어있다. 원암의 풍화정도를 알아보기 위해 원암과 풍화암에 대해 석영-K-장석-사장석의 삼각도표에 도시한 결과 원암은 화강암 영역의 중간에 도시되는 반면 풍화석재는 석영쪽에 근접한 화강암 영역에 도시되어 K-장석 및 사장석의 풍화에 의해 상대적으로 석영이 부화된 결과를 나타내어 장석의 풍화작용이 상당히 진행되었음을 알 수 있었다. 숭례문 석재의 표면은 대기 중에 노출되어 물리, 화학적 풍화작용에 의한 흑화 및 박리현상으로 쉽게 떨어져 나가며 석조구조물의 하부는 하중에 의한 균열이 발생하여 전체적으로 심각한 손상과 파손으로까지 위협받고 있는 실정이다. 또한 1960년대 초반 대규모 보수공사시 석재간의 충진과 접합용으로 사용된 시멘트와 쇠못은 오히려 석재의 보존에 심각한 악영향을 미치고 있으며 보수재료의 풍화 또한 심각한 상태로 전면적인 보존대책 수립이 시급한 상태이다. 결론적으로 숭례문의 현 상태는 석재의 풍화와 균열, 그리고 보수공사 때 사용된 자재의 약화 등 전체적으로 훼손이 심해 시급히 과학적인 보존대책을 마련해야 한다.

• Journal of the korean society of oceanography
• /
• 제33권4호
• /
• pp.185-195
• /
• 1998

Two piston cores (94PC-2 and 95PC-4) taken from the East Sea (Sea of Japan) are studied to evaluate the paleoceanographic changes and its interaction with climatic variation. The bulk geochemistry of the non-biogenic fractions of 54 sediment samples is determined using X-ray fluorescence. Four geochemical stratigraphic units at both core sediments are recognized based on the variations in major element concentration. These chemical stratigraphic units correspond well with the sedimentological and paleontological facies. Source materials are considered as basic and/or intermediate rocks judging from silica content. A distinctive boundary around 11 kyr may correspond to Younger Dryas event. The switch of most major elements at this level and the distinctive changes in concentration of typical terrigenous elements (TiO$_2$ and Al$_2$O$_3$) are the strong evidence for the difference in sources of terrigenous materials. The weathering indices exhibit high degree in Core 94PC-2 and low degree in Core 95PC-4. The changes in weathering degree can be distinguished by the lowest value occurred at 11 kyr in Core 94PC-2 and by a gradual decrease from top to bottom in Core 95PC-4. The profiles of potassium and sodium exhibit specific excursions between the Holocene and the late Pleistocene. This implies that sediments of the two cores originating from different sources with different weathering degrees. The distinct two-group distributions in K$_2$O/CaO vs. Na$_2$O/K$_2$O also support the difference in provenance of aluminosilicate materials at the boundary of 11 kyr. Thus, supply patterns of terrigenous materials are stable in Holocene and more complicated in the last glacial period.

• 자원환경지질
• /
• 제46권3호
• /
• pp.221-234
• /
• 2013

국내 이산화탄소 지중저장 후보지인 포항분지의 심부 대수층 구성하고 있는 사암과 이암을 대상으로 초임계$CO_2$ 반응에 의한 암석의 지화학적/광물학적 풍화를 규명하는 실험을 실시하였다. 고압셀 장치를 사용하여 실험실 규모의 $CO_2$ 지중저장 조건을 모사하였으며, 시추한 포항분지 암석이 미고결 상태임을 감안하여 암석시료는 입자상으로 분쇄하여 시료 30 g과 지하수 100 ml를 고압셀(200 ml 용량)에 넣고 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 총 60일 동안 반응시켜, 초임계$CO_2$ 주입 시 포항분지 심부 사암층과 이암층 내에서 발생하는 초임계$CO_2$-암석-지하수반응을 재현하였다. 반응 후 10일, 30일, 60일 간격으로 시료를 회수하여 암석의 지화학적 풍화 정도를 정량화하기 위한 XRD(X-Ray Diffractometer), BET(Brunauer-Emmett-Teller) 분석을 실시하였고, 암석 슬랩($15mm{\times}40mm{\times}5mm$)을 같은 지중 조건에서 반응시켜 반응시간에 따른 지하수시료의 용존 이온 농도 변화를 ICP/OES로 분석하였다. XRD 분석결과, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 사암과 이암을 구성하는 광물 중 사장석과 정장석(기질의 장석류 포함)의 비율이 가장 크게 감소한 것으로 나타났다. 사암의 경우 점토광물인 일라이트, 스멕타이트, 황철석 비율이 증가하였으며, 이암의 경우 일라이트, 카오리나이트, 칼슘을 함유한 불소인회석 비율이 증가하였다. 반응시간에 따른 지하수 이온 농도 분석결과, 사암과 이암에서 방해석과 장석류의 용해가 가장 활발히 일어나 지하수 내 $Ca^{2+}$, $Na^+$농도가 증가하였다. $K^+$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$ 같은 이온들의 농도는 반응시간 동안 증가와 감소를 반복하였는데, 이는 암석의 용해와 2차 광물의 침전이 함께 일어나고 있음을 의미한다. 사암과 이암 입자의 비표면적은 반응 60일 후까지 각각 $27.3m^2/g$과 $19.6m^2/g$에서 $28.6m^2/g$과 $26.6m^2/g$으로 증가하였으며, 미세공극의 평균 크기는 각각 $72.6{\AA}$, $96.7{\AA}$에서 $68.4{\AA}$과 $75.8{\AA}$으로 지속적으로 감소하여, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 입자 표면이 용해되면서 미세 공극들이 추가로 형성되어 비표면적이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 포항분지 사암에 $CO_2$를 지중 주입하는 경우, 암석의 용해 및 침전반응에 의한 대상암석의 물성변화가 지중저장의 효율성과 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 입증하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제37권
• /
• pp.285-307
• /
• 2004

이 연구에서는 전남 화순군에 위치한 운주사의 석조문화재를 중심으로 암석의 풍화대 형성과 풍화의 진행에 따른 암석학적 특성과 지화학적 특성을 종합 검토하였다. 이 결과를 중심으로 석조물을 이루는 암석의 기계적, 화학적, 광물학적 및 물리적 풍화에 영향을 미치는 풍화요소를 규명하였고, 이들을 정량화하여 석조문화재의 보존방안 강구를 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 이 연구를 위하여 야외 정밀조사 및 총 18개의 시료(화산력 응회암 7점, 화산회 응회암 4점, 화강암류 4점, 화강편마암 3점)에 대한 전암분석과 암석의 특성 및 광물감정을 실시하였다. 또한 각각의 석조물에 대한 훼손현황을 반정량적으로 기재하였다. 운주사 일대의 지질을 이루는 암석은 화산력 응회암이며 대체로 N30-40W의 주향과 10~20NE의 경사를 갖고 있다. 이 화산력 응회암은 운주사를 중심으로 매우 넓게 분포하고 있으며 운주사 경내에 분포하는 석조물은 모두 화산력 응회암으로 조형되어 있다. 현재 운주 사 경내의 석조물들은 대부분 심한 균열의 발달과 함께 구조적 불균형을 이루고 있으며, 생물학적 오염 및 암석의 풍화가 상당히 진행되어 각력이 탈락하고 광물의 입상분해가 발생하는 등 풍화와 훼손양상이 아주 심각하다. 또한 석조물 곳곳의 철편과 시멘트 몰탈은 산화되어 적갈색의 침전물과 회백색의 침전물을 형성하고 있다. 이들 석조물에 대해 육안 훼손정도를 기재한 결과 대부분의 석조물들이 MD(moderate damage)에서 SD(severe damage) 등급의 훼손정도를 보이고 있다. 각 암석의 X선 회절분석 결과, 대부분의 시료들은 석영, 정장석, 사장석, 방해석 및 자철석 등의 광물로 구성되어 있다. 현미경하에서는 석영과 장석류가 심하게 변질되었으며, 타형의 결정형을 보이는 흑운모는 풍화되어 이차 풍화광물인 녹니석으로 변질되어 있다. 또한 응회암 곳곳의 열극대에 적갈색의 철분 침전물이 관찰되는 것으로 보아 암석의 내부까지 풍화가 진행되고 있음을 알 수 있다. 연구지역의 석조물을 이루는 응회암류는 Subalkaline, Peraluminous의 영역에 도시되며, 시료의 $SiO_2$(wt.%) 범위는 화산력 응회암이 70.08~73.69, 화산회 응회암은 70.26~78.42 의 범위를 보이고 있다. 또한 주성분원소에 대한 화학적풍화지수(CIA)와 풍화잠재지수(WPI) 계산치에서 CIA의 범위는 화산력 응회암은 55.05~60.75, 화산회 응회암은 52.10~58.70, 화강암은 49.49~51.06 화강편마암은 53.25~67.14의 범위를 보이며 이들은 편마암류와 응회암류에서 큰 값을 갖는다. WPI는 응회암류와 편마암류의 시료에서 0선 이하에 있거나 0선에 근접되어 도시되는 것으로 보아 상위 CIA에서와 같이, 이들 응회암류와 편마암류가 화학적인 풍화 작용을 쉽게 받고 있음을 시사한다. 암석의 분말시료와 석조물의 피복시료를 채취하여 전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과 암석의 이차적인 풍화산물인 스멕타이트, 불석군의 점토광물이 관찰된다. 그리고 암석의 생물학적 풍화 요소인 하등식물의 균사류 및 지의류의 모근과 포자가 함께 관찰된다. 이는 암석의 내부까지 생물체가 압력을 가하고 있어 석조물의 기계적 풍화작용을 가중시키고 있으며, 이와 함께 석조물 내에 점토광물화가 상당히 진행된 것으로 판단된다. 암석의 풍화가 상당히 진행되어 비, 바람, 수목, 지반 등 자연환경 의해 훼손이 가속화 되고 있는 상태이다. 이에 대한 방안으로 1차 수목 제거 등 주변 환경정비와 배수로 설치 등 물 침투 방지에 대한 지반환경 조성이 필요하고, 2차 지의류 제거 등 생물학적 처리와 합성수지를 사용한 균열부분 접착복원과 암석 재질을 강하게 하는 경화 및 발수처리를 실시한다. 그리고 풍화의 원인인 바람, 햇빛, 비 등을 차단시킬 수 있고 주변경관과 어울리는 보호시설을 건립하여 보존하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제34권6호
• /
• pp.539-553
• /
• 2001

한강수계분지 내의 한강 하천수와 한강 하천으로 유입되는 지천 수의 용존 이온 농토의 특성과 그 기인을 연구하였다. 북한강 하천수의 용존 이온농도는 Ca)Na>K>Mg, HCO$_3$>NO$_3$>SO$_4$>Cl 순이며 이들 원소들의 농도는 주로 누계분지 내에 분포하고 있는 화강암과 편마암비 화학적 풍화의 영향을 받고 있다. 한편, 남한강 하천수의 주요 이온농도는 Ca>Mg)Na>K, HCO$_3$>SO$_4$>NO$_3$>Cl 순으로 감소한다. 이는 수계분지 내에 분포하고 있는 탄산염안의 영향과 태백산 지역의 탄광과 금속광산에서 발생한 광산 폐수의 유입 때문으로 해석된다. 한강본류 하천수는 Na, Cl, SO$_4$(Ca>Na>K)Mg, HCO$_3$>SO$_4$4>Cl>NO$_3$) 농도가 놀게 나타나 서을 도심의 인간 환동에 의한 오염 영향을 받고 있음을 의미하고 있다. 1981년부터 1999년 사이에 한강 하천수의 SO$_4$와 NO$_3$이온농도는 헌저히 증가하여 산성광산 폐수와 생활하수에 의한 오염의 증가를 반영하고 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
• /
• pp.121-121
• /
• 2004

The groundwater in the Pocheon area occurs from both a fractured bedrock aquifer in igneous and metamorphic rocks and an alluvial aquifer with a thickness of <50 m, and forms a major source of domestic and agricultural water supply. In this study, we performed a hydrogeochemical study in order to identify the control of geochemical processes on groundwater quality. For this study, groundwater level and physicochemical parameters (EC, Eh, pH, alkalinity) were monitored once a month from a total of 150 groundwater wells between June 2003 to August 2004. A total of 153 water samples (13 surface water, 66 alluvial groundwater, 74 bedrock groundwater) were also collected and analyzed in February 2004. Groundwater chemistry in the study area is very complex, depending on a number of major factors such as geology, degree of chemical weathering, and quality of recharge water. Hydrochemical reactions such as the leaching of surficial and near-solace soil salts, dissolution of calcite, cation exchange, and weathering of silicate minerals are proposed to explain the chemistry of natural groundwater. Alluvial groundwaters locally have very high TDS concentrations, which are characterized by their chloride(nitrate)-sulfate-bicabonate facies and low Na/Cl ratio. Their grondwater levels are highly fluctuated according to rainfall event. We suggest that high nitrate content and salinity in such alluvial groundwaters originates from the local recharge of sewage effluents and/or fertilizers. Likewise, high concentrations of nitrate were also locally observed in some bedrock groundwaters, suggesting their effect of anthropogenic contamination. This is possibly due to the bypass flow taking place through macropores. Tile degree of the weathering of silicate minerals seems to be a major control of the distribution of major cations (sodium, calcium, magnesium, potassium) in bedrock groundwaters, which show a general increase with increasing depth of wells. Thermodynamic interpretation of groundwater chemistry shows that the groundwater in the study area is in chemical equilibrium with kaolinite and Na-montmorillonite, which indicates that weathering of plagioclase to those minerals is a major control of hydrochemistry of bedrock groundwater. The interpretation of the molar ratios among major ions, as well as the mass balance calculation, also indicates the role of both dissolution/precipitation of calcite and Ca-Na cationic exchange as bedrock groundwaters evolves progressively.