• 한국해양학회지
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• 제26권4호
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• pp.313-323
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• 1991

한강 및 경기만 일부 해역에서 저충퇴적물과 부유퇴적물내 점토광물의 분포 특성 을 알아보기 위하여 X-선 회절분석(XRD)을 실시하였다. 분석결과, 한강 하류부를 이루 고 있는 주 구성광물은 일라이트(57.1%), 고령석(22.9%), 녹니석(19.6%), 이며, 하구 와 경기만 일부해역에서 나타나는 점토광물은 일라이트, 녹니석, 고령석과 스멕타이트 가 각각 67.2, 16.5, 15.5%와 1.3%로 나타났다. 하천, 하구환경과 만환경에 따라 함량 차이가 뚜렷히 나타나는데 일라이트의 경우 외해역으로 가면서 점차 증가하는 양상을 보이며, 또한 피크비(Peak-intensity ratio) 분석결과, 한강 및 하구상부에서 나타나 는 일라이트는 복팔면체이며, 외해역에서 나타나는 일라이트는 하천을 통해 운반된 것 이 아닌 것으로 보이는 삼팔면체의 특징을 보이는 일라이트가 나타났으며, 그 중간지 역에서는 두 형태가 혼합된 일라이트가 분포하는 것으로 나타났다. 고령석은 외해로 가면서 23%에서 11%로 감소하는 경향을 보이며, 녹니석은 외해로 가면서 19%에서 14% 로 고령석과 유사한 경향을 보였다. 스멕타이트는 3% 미만의 소량으로 나타났다. 일라 이트 고령석과 녹니석은 주로 하천에 의해 운반되는 하구의 수리적 특성에 의해 재분 포된 것이며, 스멕타이트는 황해나 중국에서 운반 퇴적된 것으로 사료된다. 이와 같이 운반된 점토광물의 공간적 분포를 결정하는 주요 요인은 하구순환특성에 의해 좌우되 는 것으로 보인다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제19권4호
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• pp.459-467
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• 2021

In the majority of countries, the upper limit of buffer temperature in a repository is set to below 100℃ due to the possible illitization. This smectite-to-illite transformation is expected to be detrimental to the swelling functions of the buffer. However, if the upper limit is increased while preventing illitization, the disposal density and cost-effectiveness for the repository will dramatically increase. Thus, understanding the characteristics and creating a database related to the buffer under the elevated temperature conditions is crucial. In this study, a strategy to investigate the bentonite found in Korea under the elevated temperatures from a mineral transformation and radionuclides retardation perspective was proposed. Certain long-term hydrothermal reactions generated the bentonite samples that were utilized for the investigation of their mineral transformation and radionuclide retardation characteristics. The bentonite samples are expected to be studied using in-situ synchrotron-based X-Ray Diffraction (XRD) technique to determine the smectite-to-illite transformation. Simultaneously, the 'high-temperature and high-pressure mineral alteration measurement system' based on the Diamond Anvil Cell (DAC) will control and provide the elevated temperature and pressure conditions during the measurements. The kinetic models, including the Huang and Cuadros model, are expected to predict the time and manner in which the illitization will become detrimental to the performance and safety of the repository. The sorption reactions planned for the bentonite samples to evaluate the effects on retardation will provide the information required to expand the current knowledge of repository optimization.

• 한국광물학회지
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• 제32권3호
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• pp.173-184
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• 2019

남극 벨링스하우젠 해(Bellingshausen Sea)의 동쪽 대륙붕과 대륙대에 위치한 중력코어(BS17-GC15, BS17-GC04)를 2017년 ANA07D 탐사 동안 획득하였다. 두 코어를 이용하여 벨링스하우젠 해의 해양 퇴적물 내 빙기-간빙기에 따른 점토광물의 분포와 성인을 조사하였다. 두 코어에 대해 퇴적상의 특성을 기술하고, 입도 분석, X선 회절 분석을 실시하여 점토광물의 조성 변화를 관찰하였다. 퇴적학적 특성에 따라 BS17-GC15 코어는 세 개의 퇴적상들로 구분되며 이들은 마지막 빙하기, 전이퇴적상, 간빙기 시기의 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 보인다. BS17-GC04 코어는 하부에 빙하기저부 기원의 저탁류의 조합으로 퇴적되는 저탁류 퇴적층과 니질층이 관찰되고, 위쪽으로 올라갈수록 실트질 엽층이 나타나며 상부에서는 생물교란 흔적이 포함된 반원양성 니질층이 나타난다. 퇴적상이 변함에 따라 점토광물의 함량비도 다르게 나타난다. BS17-GC15 코어는 시기에 따라 일라이트가 평균 28.4~44.5 %로 가장 큰 변화를 보이고, 스멕타이트는 빙하기 때 평균 31.1 %에서 20 %로 감소하였다가 간빙기때 25.1 %로 다시 증가하는 양상을 보였다. 녹니석과 카올리나이트의 합은 빙하기 때 평균 40.5 %에서 간빙기 때 30.4 %로 감소하였다. 빙하기 동안 퇴적물이 남극 반도로부터 유입되기 때문에 높은 일라이트와 녹니석 함량을 보인다. 반면, 대륙대에 위치한 BS17-GC04 코어는 빙하기 때 스멕타이트의 함량이 평균 47.2 %에서 상부로 갈수록 평균 20.6 %까지 감소하고 일라이트는 하부에서 평균 21.3 %에서 43.2 %로 증가한다. 빙하기 동안의 높은 스멕타이트 함량은 근처의 스멕타이트가 풍부한 퇴적물인 피터 1세 섬에서 퇴적물이 남극순환류에 의해 운반되었을 것으로 예상되고, 그 이후 간빙기에는 상대적으로 서쪽으로 흐르는 등수심 해류의 영향으로 동쪽의 벨링스하우젠 해의 대륙붕 퇴적물로부터 일라이트와 클로라이트가 풍부한 퇴적물이 운반되었을 것이라 예상된다.

• 한국광물학회지
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• 제28권2호
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• pp.109-126
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• 2015

단층비지는 단층의 중심부에 분포하면서 연약대를 형성하므로 단층비지의 광물학적 특성과 물성은 암반의 안정성에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 단열구조도를 참고하여 중, 대규모의 주요 단층을 선정하였으며, 총 16지역의 단층 코어부분에서 51종류의 시료를 채취하였다. XRD, SEM을 이용한 광물학적 분석과 단위중량, 마찰각, 점착력을 측정하였다. 점토광물은 대표적으로 카올리나이트, 일라이트, 스멕타이트로 나눠질 수 있으며, 화산암에는 일라이트 > 스멕타이트 > 카올리나이트와 녹니석의 순으로 함유된다. 퇴적암에는 카올리나이트와 녹니석 > 일라이트 > 스멕타이트의 순으로 풍부하다. 화강암에는 일라이트 > 스멕타이트 > 카올리나이트와 녹니석 순으로 함유된다. 마찰각은 점토함량이 높을수록 감소하며, 점착력은 분산이 심하게 나타났다. 점토광물의 함량이 45% 이하에서는 점토광물의 함량이 증가할수록 점착력이 높아지나 45% 이상에서는 점착력이 낮아지는 추세를 보인다. 이는 단층비지가 불균질하며, 점토광물의 종류와 함량에서도 넓은 범위를 가지기 때문인 것으로 보인다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.221-229
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• 2006

일본의 제3기 해성 퇴적분지 석유탐사 시추공에서 회수된 이질암에서 산출되는 일라이트-스멕타이트 혼합층 점토광물에 대하여 광물학적 및 화학적 연구를 수행하였다. X-선회절분석에 의하면 매몰심 도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물을 구성하는 스멕타이트 성분층은 감소하고 일라이트 성분층은 증가한다. 또한 매몰심도 4,000 m에서 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트 혼합층광물은 규칙배열(R=1)의 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물로 변화한다. 이 매몰심도는 약 $100^{\circ}C$의 매몰온도를 지시하며 유기물분석 결과와 잘 일치되고 있다. 그러나 현재의 지온구배를 고려할 때 $100^{\circ}C$의 매몰온도는 3,000 m이다. 이와 같은 차이는 약 2,500 m에 존재하는 역단층에 의하여 일부 지층이 중복되고 더욱 매몰되었기 때문에 발생한 것으로 해석된다. 화학분석에 의하면 매몰심도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트의 Si 성분은 감소하고 Al과 K성분은 증가한다. 이것은 일라이트-스멕타이트의 사면체층에서 Si를 Al이 교대함에 따라 사면체층에서 발생하는 전하량을 보완하기 위하여 사면체 층간에 K이 유입되는 것을 시사한다. 이 반응에 필요한 K은 K장석과 운모류에서 유입되었을 것으로 생각된다.

• 한국광물학회지
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• 제5권1호
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• pp.32-41
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• 1992

점토광물들은 지질환경에 따라 다양한 화학성분을 갖게되는데, 화학성분의 변화는 X-선 회절도형 회절선 intensity에도 영향을 미치기 때문에 점토광물들의 정확한 정량분석을 위하여서는 유사한 화학식을 표준시료를 필요로 하게 된다. 대부분의 경우 특정성분의 표준시료를 확보하기 어렵지만, X-선 회절도형 계산방법을 응용하면 표준시료를 사용하지 않고 점토광물들의 정량분석을 실시할 수 있다. 대부분 심해저 퇴적물은 smectite, illite, chlorite, kaolinite듣 점토광물들을 함유하고 있는데, 특정한 화학성분을 갖는 이러한 네가지 점토광물들의 X-선 회절도형을 NEWMOD 프로그램을 이용하여 계산하였다. smectite와 illite의 001 회절선, chlorite의 004회절선, kaolinite의 002회적선의 이론적 peak intensity들을 계산된 X-선 회절도형으로부터 구하여 각 광물들의 MIF(Mineral Intensity Factor)값을 결정하였다. 실험에서 얻어진 시료의 peak intensity는 MIF값을 이용하여 교정하면 peak intensity값과 각 광물들의 wt%가 비례하도록 된다. 각 광물들의 wt% 총합계는 100wt%가 되도록 설정한 후 각 광물들의 구성비율을 이용하여 정량화 하였다. 이러한 정량분석방법은 분석하려는 광물의 화학식과 거의 비슷한 표준시료를 준비하지 않아도 되기때문에, X-선 회절도형의 계산방법을 이용한 정량분석은 표준시료를 구할 수 없거나 구하기 힘든 경우 유용하게 사용될 수 있다. 회절도형계산을 이용한 정량분석 방법은 서로 비슷한 지질환경에서 산출된 점토광물들을 대량으로 빠른 시간내에 분석하는데 이용할 수 있다.

• 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.

• 한국광물학회지
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• 제15권1호
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• pp.22-32
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• 2002

Mineral composition and chemistry of the clay minerals in the three cores from the continental shelves of South Shetland Islands (NCS09) and Anberse Island (GC98-2), and from the fjord of King George Island (A10-01) were determined by X-ray diffraction and electron microprobe analysis in search of the distributions and origin of the clay minerals in the Antarctic marine sediments. Smectite content is relatively high in NCS09 regardless of core depths (av. 8.3%), but low in GC98-2 (1.1%). In Al0-01, smectite content is higher in the upper section than in the lower section. Kaolinite was not detected from all the cores in this study Yellow to yellowish green clay granules were commonly scattered in the sediments of NCS09 cores. The clays contain 16.97% and 2.53% $Fe_2$$O_3$와 $K_2$O. Average structural formula of the clay indicates ferrian beidellite . The (Fe, K)-rich smectite of NSC09 must have been derived from relatively young basaltic volcanics altered by reaction with seawater near Shetland Islands by glacial erosion or eolian process related to volcanic eruption. GC98-2 nearer to Antarctic continent is very low in smectite content. In A10-01, the lower diamicton was deposited from the glacial erosion of smectite-free ancient volcanics in the interior of King George Island, while the upper section was derived from the smectite-bearing terrestrial debris and eolian materials after retreat of glaciers in Marian Cove and ice cover in Barton Peninsula. Thehigh K contents of smectites suggest the interstratification of illite and smectite layers, which might be observed by future TEM lattice fringe imaging.

• 한국해양학회지
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• 제22권3호
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• pp.119-129
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• 1987

KONOD-1 지역의 코아퇴적물은 자생기원의 스멕타이트와 크로높틸로라이트, 육지기원의 일라이트, 크로라이크 및 카오린나이트로 이루어져 있다. 스멕타이트와 크리높틸노라이트의 양은 코아깊이에 따라 증가하며, 특히 크리높틸로라이트는 생성되는 속성기간이 길어서 스멕타이트보다 더 깊은 깊이에서 나타난다. 표층으로 갈수록 육지기원 광물의 함량이 증가하여데, 이는 올리고세 말의 강한 바람의 영향 이거나 해수와 접하는 퇴적물의 용해때문인 것으로 보인다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-9
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• 2004

The clay minerals of thirty-four bottom sediments collected from the northwestern continental shelf of the East China Sea have been determined by X-ray diffraction analysis. The clay mineral distribution is mainly controlled by the sediment source and the dominant circulation pattern. The predominant clay mineral in our study area is illite comprising more-than 70% of whole clay fraction. The highest concentration of illite (>72%) is found in the southeastern offshore parts beyond the reach of terrigenous input from the Cheju Island. It means that these illites are largely transported by the Kuroshio Current from the South China Sea. Smectite is highly concentrated in the northwest middle part and in the outer-shelf mud patch. It seems to be due to the high supply of smectite transported from China where the fine-grained sediments are discharged from the modern and ancient Huanghe River. The relatively high abundance of kaolinite is likely derived from the Changjiang River via Taiwan ·Warm Current. In contrast, the large amounts of chlorite and high chlorite/kaolinite ratios occur in the northwestern are, reflecting the transportation by the Huanghai Sea Coastal Current from the southern Yellow Sea.