• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.165-178
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• 2011

우리나라 육상의 제3기 포항분지와 백악기 경상분지, 그리고 동해와 서해의 대륙붕 퇴적분지에 대하여 일라이트-스멕타이트 점토광물 변화에 의하여 퇴적층 온도를 인지하고, 이를 근거로 하여 석유생성과의 관련성을 연구하였다. 포항분지는 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트만 산출되며, 이것은 석유가 생성되기 어려운 $100^{\circ}C$ 이하의 매우 낮은 온도를 지시한다. 이에 반해, 경상분지는 일라이트만 산출되면, 일라이트 결정도 값에 의하면 이 지역은 $200^{\circ}C$ 이상의 높은 온도를 지시한다. 따라서 경상분지는 석유생성 단계를 이미 지난 상태인 것으로 생각된다. 동해의 대륙붕 지역은 상위 지층에서 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트가 산출되지만, 약 2,500 m 이상의 매몰심도에서는 석유생성을 기대할 수 있는 온도를 지시하는 R=1 규칙배열의 일라이트-스멕타이트가 신출된다. 서해 대륙붕 지역은 상위 구간에서는 불규칙 배열의 일라이트-스멕타아트(R=0 I-S)가 나타나며, 중간의 구간에서는 R=1 규칙배열의 일라이트-스멕타이트(R=1 I-S)가 나타나고, 하위의 심부 구간에서는 R=3 규칙배열의 일라이트-스멕타이트(R=3 I-S)가 나타난다. 이 지역은 석유생성단계에서 가스생성 단계에 이르는 양호한 탄화수소 생성의 온도 조건을 보여주고 있다. 일라이트-스멕타이트 점토광물로 측정된 온도는 우리나라 육상분지에서는 석유가 존재하기 어렵다는 것을 보여준다. 그러나 대륙붕 지역은 석유와 가스를 생성하기 좋은 온도조건이므로 석유가스의 발견이 기대된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권2호
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• pp.245-253
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• 2004

The Intertropical Convergence Zone (ITCZ), where the southeast and northeast trade winds converge, is the effective climatological barrier that separates the southern and northern hemispheres in dust budget. Asian and N. American dusts dominate in fhe Pacific north of the ITCZ, while Central and S. American dust prevails south of the ITCZ. In order to understand the nature of latitudinal and depth-related variations of mineral composition in terms of relative position to the ITCZ, deep-sea core sediments were collected from $9^{\circ}N$ to $17^{\circ}N$ at a $2^{\circ}N$ interval along the $131.5^{\circ}W$ meridian and analyzed for mineral composition. The amount of illite in surface sediments decreases gradually from 65% at $17^{\circ}N\;to\;31^{\circ}N$ to 31% at 9f. In contrast, smectite increases from 11% to 56% southward. The observed mineralogical variation toward the ITCZ is attributed to the increased supply of volcaniclastic material transported via the southeast trade winds from the Central and South America source regions. Smectite-illite transition, a phenomenon that the amount of smectite increases over illite, occurs at around $10^{\circ}N$, the northern margin of the ITCZ. This result indicates that the change in latitudinal position of the ITCZ in geologic past could be recorded as a form of smectite-illite transition in deep-sea cores. The studied cores show down-core variation of mineral composition from illite-rich at the surface to smectite-rich clay suit at depths, similar to the latitudinal variation. The smectite-illite transitions observed in these cores are likely the records of changes in latitudinal position of the ITCZ. The depth and age of smectite-illite transition is getting shallower and younger toward equator, implying that the ITCZ was located farther north during late Tertiary and has shifted southward to the present position of $5^{\circ}N-10^{\circ}N$.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.145-154
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• 2007

벤토나이트 완충재의 열수거동 실험에서는 고준위폐기물처분장 완충재로 유력하게 고려되고 있는 국산 벤토나이트를 대상으로 열수특성을 규명하고, 또 그 결과를 바탕으로 KRS 처분환경에서 벤토나이트 완충재의 장기건전성을 평가하였다. 실험결과, 벤토나이트 완충재의 열수반응은 주 구성광물인 스멕타이트의 일라이트화를 통해 진행되었으며, 온도, $K^+$농도, pH는 이러한 일라이트화에 중요한 열수반응인자 역할을 하였다. KRS 처분환경에 대한 국산벤토나이트 완충재의 장기건전성을 분석한 결과, 정상상태에서는 벤토나이트 완충재가 오랜 기간 동안 방벽재기능을 유지하였지만, 보수적인 조건에서는 약 $5{\times}10^4$년이 경과했을 때 벤토나이트 완충재를 구성하는 스멕타이트의 50%이상이 일라이트로 전환되어 방벽재로서의 팽윤능력을 상실할 수 있음을 예상할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.245-252
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• 2006

우리나라 토양의 분류체계를 보완하고 점토광물 조성과 분포를 파악하기 위하여 우리나라 390개 토양통 중 잔적 및 붕적토에서 유래된 26개 토양통을 대상으로 토양 층위별료 시료를 채취하여 집적층을(B층) 토양의 이화학적 특성, 토양 중 점토의 광물조성과 화학성분을 분석하였다. 잔적 및 붕적모재별로는 화강암과 화강편마암, 회장암에서 유래된 토양에서 kaolin과 quartz, 유문암, 3기층, 석영반암, 응회암에서 유래된 토양에서 quartz과 kaolin, 석회암, 혈암, 사암, 역암 등 퇴적암에서 유래된 토양에서 illite와 chlorite가 주요한 점토광물이었다. 토양통별 점토광물조성을 군집분석 (CA, cluster analysis)을 통하여 (1) illite, kaolin, vemiculite를 주광물로 하는 혼합점토광물군 (MIX), (2) kaolin을 주광물로 illite가 많은 kaolin군 (KA), (3) chlorite와 illite가 주광물인 chlorite군 (CH), (4) kaolin과 illite를 주광물로 smectite가 함유된 smectite군 (SM) 등 4개의 점토광물 조성군으로 구분하였다. 우리나라 토양의 대부분은 kaolin을 주광물로 하는 토양과 illite, kaolin, vemiculite가 함유된 토양이었으며, illite와 kaolin을 주광물로 하는 토양에서 CEC가 낮았고 vemiculite와 smectite가 함유된 점토에서 규반비가 높았다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권4호
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• pp.1495-1506
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• 2023

For the safe disposal of high-level radioactive waste using Engineered Barrier Systems (EBS), bentonite buffer is used by its high swelling capability and low hydraulic conductivity. When the bentonite buffer is contacted to heated pore water containing ions by radioactive decay, chemical alterations of minerals such as illitization reaction occur. Illitization of bentonite indicates the alteration of expandable smectite into non-expandable illite, which threatens the stability and integrity of EBS. This study intends to provide a thorough review on the information underlying in the illitization of bentonite, by covering basic clay mineralogy, smectite expansion, mechanisms and observation of illitization, and illitization in EBS. Since understanding of smectite illitization is crucial for securing the safety and integrity of nuclear waste disposal systems using bentonite buffer, this thorough review study is expected to provide essential and concise information for the preventive EBS design.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.395-401
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• 2009

스멕타이트-일라이트 (SI)의 전이 반응은 쇄설성 퇴적암 지역에 흔히 볼 수 있는 광물 반응이다. 지난 40여년 동안 SI 전이 반응의 중요성에 대한 논문들이 많이 출간되었는데 이는 스멕타이트가 일라이트로 변하는 정도 즉 "illitization" 이 석유의 개발, 퇴적물의 화학적 변화 및 물리적 성질변화 에 많은 연계성이 있기 때문이다. 기존의 S-I 상전이에 대한 메커니즘 연구에서는 layer-by-layer reaction 에 의한 solid state 반응 혹은 dissolution/precipitation 반응으로 집약되지만 박테리아 반응의 역할을 전혀 고려하지 않았다. 무산소 환경에서 박테리아와 점토광물의 반응에 대한 연구, 특히 스멕타이트와 철 환원 박테리아의 반응 작용에 대한 연구에서는 철 환원 박테리아가 스멕타이트 구조 속에 있는 철을 환원시켜 에너지를 얻는다고 밝혀졌다. 최근 발표된 논문들은 미생물의 철 환원 작용에 의하여 S-I 상전이가 일어날 수 있다고 보고되었는데, 이는 기존의 상전이에 대한 개념에 즉 고온, 고압, 오랜 시간이 S-I 전이의 필수 조건이라는 일반적인 해석에 반하는 것으로 새로운 연구 분야의 가능성을 시사하고 있다. 현재까지 발표된 논문에 의하면 박테리아가 S-I 반응을 촉진지킴으로 고온, 고압, 혹은 상당시간의 속성작용이 전제조건으로 작용하지 않을 수 있다는 가능성을 시사한다. 하지만 박테리아가 철을 환원함과 동시에 스멕타이트를 일라이트로 전이시킴에 있어서의 메커니즘에 대한 이해는 아직 미비하다. 따라서 이 논문에서는 현재까지 밝혀진 SI 반응을 살펴보고, 미생물 광물간의 반응작용에 있어서 연구 방법을 소개함을 목적으로 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.567-574
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• 2000

The purpose of this study is to examine mineralogical properties of the soft clay that is distributed widely in Samsan area, Ulsan. XRD analysis were examined to find the quantities of the clay minerals. And XRF, SEM and EDX analysis were also examined to investigate the chemical compositions and the structures of the clay. The properties of the samples from 2 sites in Samsan area were that the minerals of the clay were illite, kaolinite, chlorite, smectite and etc.. The plenty of illite has 38 to 53% of content in whole study area. And kaolinite had 18 to 30%, chlorite had 15 to 25%, and smectite had 4 to 12% of content, respectively. The results of SEM observation showed that appearances of Ulsan clay were sheet, plannar or needle form. Ulsan clay included the salt crystal of cubic and the foraminifera, which were related with the content of organ.

• 자원환경지질
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• 제28권4호
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• pp.327-335
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• 1995

카나다 극지의 보포트-맥켄지 (Beaufort-Mackenzie) 분지에 분포하는 일라이트/스멕타이트 (illite/smectite)에 대한 광물학적 특성 연구가 육상 및 대륙붕의 석유시추공으로부터 215개 코아와 파쇄시료를 대상으로 수행되었다. 보포트-맥켄지 분지의 일라이트/스멕타이트는 구성층의 배열 양상에 따라 불규칙, R1-배열, R>1-배열, 불규칙과 R1-배열의 혼합으로 구분된다. 불규칙과 규칙적인 배열의 혼합 양상을 보이는 일라이트/스멕타이트는 불규칙으로부터 R1-배열로 변화하는 전이대에서 나타나는데 혼합층의 배열이 규칙화하는 과정에서 불안정하게 나타나는 준안정상으로 해석된다. 불규칙과 규칙 배열을 갖는 일라이트/스멕타이트가 함께 나타나는 현상은 느린 화학반응에서 흔히 관찰되는 반응물과 생성물이 공존하는 현상과 일맥 상통한다. K-포화 실험결과는 일라이트/스멕타이트 내의 스멕타이트층의 층전하가 다양함을 보여준다. 높은 층전하의 스멕타이트층은 K-포화시 준 일라이트층으로 변한다. K-포화는 일라이트/스멕타이트의 구성비와 배열을 변화시키는데 이는 자연에서의 일라이트화 현상도 기존 격자결합의 교란이 없이 일어날 수 있다는 것을 의미한다.

• 자원환경지질
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• 제34권3호
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• pp.243-254
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• 2001

상부쥐라기 졸른호펜 석회암의 생성환경을 해석하기 위하여 점토광물의 상대함량 변화를 고찰하였다. 전암시료 및 점토입도시료에 대한 광물학적 연구결과에 따르면 포일레층과 플린츠층은 공히 방해석과 석영을 주구성광물로, 소량의 일라이트, 카올리나이트와 스멕타이트를 함유하고 있다. 스멕타이트는 속성작용을 통해 심도에 따라 일라이트화 작용을 심하게 받았으며, 카올리나이트는 심도의 증가에 따라 상대함량이 증가하는 경향을 보인다. 이러한 결과는 다음과 같은 가능성을 제시한다. 즉, 육상기원을 지시하는 카올리나이트 및 석영과 일라이트 등의 쇄설입자의 유입이 상위구간으로 갈수록 감소하고 탄산염광물의 함량이 증가함은 해침을 통해 육성퇴적물의 유입이 감소했음을 의미한다.

• 자원환경지질
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• 제28권4호
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• pp.315-326
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• 1995

The layer charge characteristics of smectites from the Tertiary basins in the Pohang area have been studied in detail using the alkyl-ammonium method. On the basis of layer charges, the smectite in the Pobang area can be classed as normal and high-charge (hc) smectite. The layer charge of the normal smectite averages 0.3, and ranges from 0.25 to 0.38/half unit cell. The hc-smectite collapses on K-saturation to become illite-like material and shows $10{\AA}$-series reflections on X-ray diffraction. The layer charge of the he-smectite ranges from 0.5 to 1. The layer cbarges of the Pohang smectite are in general heterogeneous. The layer charges distribute between 0.21 and 0.45, and the most frequent layer charge is 0.30~0.32. The layer charge and the layer charge distribution do not appear to be related to stratification or basins of occurrence. Thus, the layer charge may not have developed as a result of burial. Rather, it may have developed due to heat and hydrothermal solutions associated with volcanic activities. Volcanic sills and dykes are ubiquitous in the region.