이 연구에서는 화강암 내에 산출되는‘엔클레이브’를 ‘포유암’으로 번역할 것을 제안한다. 그리고 경상분지 화강암 내에 산출되는 심성암, 화산암, 퇴적암의 포획암과 염기성 미립 포유암의 암석기재학적 연구를 통하여 포유암의 종류를 쉽게 구별할 수 있는 수단을 제공하고자 한다. 염기성 미립 포유암의 색깔은 짙은 회록색-암회색으로 입자크기는 세립의 등립질이며, 외형은 대체로 타원형이 우세하고, 분포는 화강암체의 전반에 분포하며, 접촉변성작용의 흔적이 관찰되지 않는다. 그러나 포획암은 각진 형태가 보편적이며, 주변에 포획암의 모암이 존재하고, 관입접촉부에 집중적으로 분포하며, 접촉변성작용을 받았을 가능성이 있다. 심성암의 포획암인 경우에는 야외에서 각진 외형, 조립의 입자크기 등에서 염기성 미립 포유암과 뚜렷한 차이를 보이고 있었으며, 경하관찰에 의하면 접촉변성 작용의 흔적이 관찰되지 않는다. 그리고 응회암의 포획암인 경우에도 야외에서 각진 외형과 반상조직을 보이고, 경하에서 화산쇄설암의 조직을 그대로 유지하고 있었다. 한편, 퇴적암의 포획암인 경우에는, 포획암의 크기가 큰 경우에는 화강암이 층리면을 따라 주입되어 층리가 남아 있는 경우가 많으나, 크기가 작은 경우에는 염기성 미립 포유암과 구별이 어려운 경우가 많다. 그러나 경하관찰에 의하면, 접촉변성작용에 의한 변성광물의 출현과 더불어 퇴적암의 조직이 날아 있는 경우가 많다. 따라서 포획암은 일반적으로 색깔, 외형, 입자크기, 구조 등으로부터 야외에서 염기성 미립 포유암과 쉽게 구별이 가능하며, 작은 크기의 퇴적암인 경우에는 변성광물 조합과 조직의 현미경관찰로 염기성 미립 포유암과 구별이 가능하다.
동적하중 하에서 암석의 변형거동 및 파괴강도는 발파, 지진 또는 암반돌출의 지진동에 의한 지하구조물의 안정해석에 중요하다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉(SHPB) 충격실험시스템을 석회암시료의 일축압축시험과 압열인장시험에 적용하여 고변형률과 동적강도 평가를 수행하였다. 충격봉의 발사속도를 제어하여 파괴강도 이하 동적응력 상태에서의 석회암시료의 동적응력-변형거동을 분석하였다. 시료 내 파괴여부 및 파괴양상을 파악하기 위하여 Micro-focus X-ray 단층촬영을 수행하였다. 동적 압축강도 실험결과, 석회암시료의 동적압축강도는 변형율속도 의존성을 보였으며, 동적 압축파괴강도는 140 MPa 이상으로 평가되었다. 동적 압열 인장 실험결과, 석회암시료의 동적 압열인장강도는 21 MPa 이상으로 정적 압열인장강도보다 3배 이상 높은 것으로 평가되었다.
암석의 이방성 거동은 조암광물들의 방향성 배열과 미세균열의 분포 특성이 주된 원인이다. 특히, 퇴적암과 변성암은 횡등방성 강도 및 변형 특성을 또렷이 나타내는 경우가 많다. 그러므로 암석역학적 설계과정에서는 횡등방성 암석의 변형 및 파괴 특성을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 횡등방성 암석의 변형은 실내시험을 통해 측정할 수 있는 5개의 독립된 탄성정수를 이용하여 기술된다. 이 연구에서는 문헌에 보고된 실험자료를 이용하여 횡등방성 암석의 겉보기 탄성정수의 방향성 변화 특성을 분석하였다. 임의 방향으로 회전된 직각좌표계에서 겉보기 탄성정수 값을 효율적이고 체계적으로 계산하기 위해 Mehrabadi & Cowin의 구성방정식을 도입하였다. 문헌에 보고된 4개 횡등방성 암석을 선택하여 연약면의 방향 변화가 겉보기 탄성계수, 겉보기 전단 탄성계수, 겉보기 포아송비의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 새로운 탄성정수 제약 조건식을 제안하였다. 제안한 제약 조건식을 만족하면 횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화는 직관적으로 예측되는 경향과 일치하게 된다.
부산시 남구 문현동 산사태 지역에 산출하는 점토광물에 대해 X-선회절분석, 주사전자현미경 관찰 및 화학분석 등의 조사를 행하여 산출상태 및 광물학적 특성을 검토하였다. 그 결과, 본 지역에는 할로이사이트, 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물, 카오리나이트, 일라이트 등의 여러 점토광물이 다량 산출되는 것으로 나타났다. 산출상태로 보아 이들 점토광물은 기반암인 안산암의 풍화변질에 의해 형성된 것으로 나타났다. 즉, 안산암의 초기 풍화단계에서 할로이사이트가 형성되고, 그 후의 중간단계에서 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물 및 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물이 형성되었으며, 최종의 풍화단계에서 카오리나이트가 주로 형성된 것으로 사료된다. 특히 산사태 발생지역의 중심부와 미끄러진 바닥면의 점토에서 할로이사이트, 버미큘라이트, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물 등의 팽윤성 점토광물이 다량 산출되었다. 따라서 이들 점토광물은 물을 흡수하여 팽창하게 되며, 이에 따라 사면의 전단저항을 급격히 약화시킬 수 있기 때문에 산사태 발생의 중요한 원인을 제공한 것으로 생각된다. 지질 및 구성광물 등의 검토 결과, 이 지역의 산사태는 급한 경사면, 집중호우, 절리의 발달, 암석의 변질작용, 그리고 팽윤성 점토광물 등의 요인이 복합적으로 작용되어 발생된 것으로 사료된다. 따라서 산사태의 조사 및 방지대책에 있어서 지질과 함께 점토광물에 대한 검토가 필요한 것으로 사료된다.
경북 포항시 남구 동해면 금광리 일대의 전기 마이오세 현무암층 내에 단층파쇄대의 중심에 약 5-10 cm의 폭을 가진 흑색의 단층점토가 길게 연장되어 나타났다. 이 단층점토에 대해 XRD, FTIR, DTA/TGA, SEM, TEM, XRF, EPMA 등으로 자세히 분석한 결과, Fe 성분을 다량 함유하는 Fe-세피올라이트인 것으로 확인되었다. 이 외에 단층파쇄대의 변질광물은 주로 스멕타이트인 것으로 나타났으며, 신선한 모암인 현무암에도 스멕타이트가 상당량 포함되어 나타났다. 이러한 구성광물의 산상으로 보아, Fe-세피올라이트는 현무암의 고화 형성 후에 다소 깊은 곳에서 단층작용과 함께 열수변질작용이 관여하여 형성된 것으로 사료된다.
Physical weathering caused by external forces and chemical weathering caused by the decomposition or alteration of constituent materials are the two factors that dominate the mechanical properties of rocks. In this study, a field investigation was undertaken to identify the physical and chemical weathering characteristics of the biotite granite and granitic weathered soils in Gyeongju, South Korea. Samples were collected according to their grade of weathering and subjected to modal analysis, XRD analysis, XRF analysis, physical property tests, particle size distribution tests, and slake durability tests. Modal and XRD analysis identified these rocks as biotite granite; secondary alteration minerals were not observed. Physical property tests and particle size distribution analyses indicate an average porosity of 41.28% and a sand content of > 90 wt.%. These values are somewhat higher than those of granites in general. The results of the slake durability test and XRF analyses show that the physical and chemical weathering indices of the samples vary with the degree of weathering.
Devonian Geochang foliated granite and Jurassic plutonic rocks intrude Precambrian metamorphic Complex at Geochang area, southern part of the Korean Peninsular. Among them hornblendes from four Jurassic plutonic bodies which have had no trace of metamorphism or deformation since their intrusion were dated by K-Ar method. Hornblende gabbro dike which intruded Anorthosite of unknown age revealed $204{\pm}10Ma$, and hornblende granite and hornblende-biotite granodiorite were $178{\pm}9Ma$ and $181{\pm}9Ma$, repectively. Also, hornblende diorite which partly showing primary foliations were $178{\pm}9Ma$, so igneous activity of Geochang area, northern part of Jirisan, were active about 180 Ma before. Microprobe data of dated hornblends and other major constituent minerals such as plagioclases and biotites were also reported, and their chemical composition showed systematic changes in terms of lithologic types.
Gas and chemical compositions of fluid inclusions in quartz some of Au-Ag, Pb-Zn-Cu and W-Mo mineral deposits in South Kores were analyzed to interpret the sources of ore fluid and the depositional condition of ore minerals in base-metal ore deposits. Fluid inclusions in quartz from the gold and silver mines are characterized by $CO_2$ rich fluids which have a wide range in $CH_4 \;and\; CO_2$ contents ($CH_4/CO_2$=0.001-0.225). The $CO_2$ rich but $CH_4$-poor nature of the fluid reflects the high fo2 condition during the mineral precipitation. The C2H6 is detected in hydrothermal quartz vines in metasedimentary rocks from the Jeonjoo-il, Youngbokari and Taechang mines. The $CH_4 /CO_2$ rations in W-Mo bearing quartz veins range from 0.005 to 0.214, which is similar with those in Au-Ag mines. However, skarn formation stage. Fluid inclusions, A relatively good correlation between Na and Cl contentrations reflects varible salinity in the fluid inclusion, it is suggested that the chemistry of promary magmatic hydrothermal fluids has changed during post-magmatic alteration and/or wall rock alteration processes. The content of gas compositions also depends on the kinds of country rocks, supporting above conclusion.
Stone -monuments, distributed in this area, have been investigated and studied in geological and conservational points of view. They are seemed to have been mainly built from the Shilla to Koryeo Kingdom, although more systematic studies are needed. The used rocks in these monuments are mainly biotite granite and hornblende-biotite granite of Jurassic age. The rock phases are nearly identical to those which are distributed in the area. The two rock phases are nearly same in the characteristics of minevalogy and texture except the amount of hornblende. However, hornblende-biotite granite characteristically contains aggregates of mafic minerals which are frequently observable in the monuments. They are mainly influenced by chemical weathering due to warm, abundant rainfall, and salty moisture because of being adjacent to the sea. Some cracks are secondarily developed which may be due to strong chemical weathering and influence of sculpturing. For conservation, it must be scientifically considered based on characteristics and kind of rock phase, factors on weathering process, situation and protection.
Stone-monuments, distributed in this area, have been investigated and studied on the characteristics and the rock phases in the geological and conservational points of view. Most of them may have been built from the end of the Shilla Kingdom to the Koryeo Kingdom, which are based on the typical characteristics of the form. The used rocks in these monuments are mainly biotite granite of the Jurassic age which is widely distributed around the area. Black slate and marbles are also used in some monuments, which may be obtained from other areas. The biotite granite of massive and coarse texture contains often inclusions of biotite aggregates or fragments of dioritic rock phase. However, the biotite granite in the area may be very weak to the chemical weathering so that irregular rock surface shows generally $2\~3mm$ relief. The irregular relief is mainly due to different relative degree on the chemical weathering according to the kind of minerals especially quartz, feldspar and biotite. The chemical weathering is also influenced by organisms. For conservation, they must be scientifically considered based on the characteristics, kind of the rock phase, factors on the weathering process, situation in situ or being transported, and protection.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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