• 한국광물학회지
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• 제14권1호
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• pp.58-72
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• 2001

The Cretaceous granite, andesite and sedimentary rocks are widely distributed in the northern Pusan area. The present study investigates mineralogical and geochemical charateristics of residual and cultivated soils derived from these rocks. The soils of granite area contain a large amount of quartz relative to clay minerals, whereas the soils of the andesite area contain more clay minerals than quartz. Clay minerals consist mainly of kaolin minerals illite hydroxy interlayered vermiculite interstratified mica/vermiculite and chlorite. Kaolin minerals are abundant in paddy soils while illite is abundant in less weathered soils. Si and K are major elements in the soils of granite area while Fe and Al in the soils of andesite area. In all the soils Ca, Mg and Na were generally depleted in comparison to those in parent rocks. Analysis data of trace element show that the enrichment pattern in soils depends on parent rock type with high oncentration of some elements over 100 ppm: Ba and Rb in granite area Zn, Bn, and V in andesite area, and Ba and V in sedimentary rock. In granite area, Rb and Th were greatly enriched in soil than in parent rocks. However, Cr, Ni and Sr commonly decrease, whereas Pb increases in all the soils. Exchangeable cation capacity(CEC) is relatively high in the soils of andesite are including abundant clay minerals. Collective evidences prove that the mineralogical and chemical compositions of soils are strongly dependent on the parent rock type. The mineralogy and chemistry of long cultivated soils are not significantly different from those of residual soils.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권3호
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• pp.233-241
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• 2020

Alkali-silica reaction (ASR) is among one of the most important damaging mechanisms in concrete, depending primarily on aggregates which contain reactive minerals. However, expansion in concrete may not directly relate to the reactive minerals. This study aims to investigate the influence of ASR and the expansion of mortar bars depending on aggregate type containing various components such as quartz, clay minerals (montmorillonite and kaolinite) and micas (muscovite and biotite). In this study, the accelerated mortar bar tests (AMBT) were performed in two conditions (mortar bars in the same and sole NaOH solutions). Petrographic thin section studies, X-ray diffraction (XRD) analysis (Rietveld method), scanning electron microscopy (SEM) and chemical analyses were carried out. This study showed that quartzite bars led to increase in expansion values of mortar bars in diabase-1 and andesite when these were in the same NaOH solution. However, three samples (basalt, quartzite and claystone) were found having ASR expansion based on the AMBT when the special molds were used for each sample. SEM study revealed that samples which exhibit highest expansions according to AMBT had a generally rough surface and acicular microstructures in or around the micro-cracks. Basalt and quartzite showed more variable in major oxides than those of other samples based on the chemical analyses, SEM studies and AMBT. This study revealed that the highest expansions were observed to source not only from reactive aggregates but also from alteration products (silicification, chloritization, sericitization and argillisation), phyllosilicates (muscovite, biotite and vermiculite) and clays (montmorillonite and kaolinite).

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.112-117
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• 2005

물리검층은 석탄광 탐사에 일상적으로 적용된다. 현재 검층의 주요 적용 목적은 탄층의 심도 탐지와 탄질, 층서 및 암반강도의 정성적 추정이다. 그러나 만약 정량적 해석이 이루어진다면 더 많은 정보가 얻어질 수 있는데, 정량적 해석의 이해를 돕기 위해, 검층 반응을 Sydney Basin과 Bowen Basin의 호주산 검은 석탄(black coal) 광산지역에서 흔히 발견되는 쇄설퇴적암의 광물조성에 따라 논의하였으며, 검층 반응은 충분한 신뢰도로 광물조성에 대비될 수 있음을 알았다. 해석의 모호성은 만약 모든 종류의 검층자료가 있다면 더 잘 해결될 수 있을 것이다. 음파검층에서 측정된 속도와 계산값을 비교함으로써 일관성을 검토하는 방법 또한 서술하였다. 정량해석의 중요한 목적은 지질공학적 특성화이며, 이 논문에서는 물리검층으로부터 유추될 수 있는 물리적 성질을 고려한 쇄설암의 분류 시스템을 제안하였다.

• 지질공학
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• 제21권4호
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• pp.381-391
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• 2011

암석의 풍화작용은 암석의 강도를 약화시키고 궁극적으로는 지질공학적 대상물의 안정성을 저하시키게 된다. 화학적 풍화지수와 같이 암석의 풍화등급을 이용하여 암반의 안정성을 평가하는 여러 가지 지표가 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 편광현미경 관찰, XRF 전암분석에 의한 화학적 풍화지수, X-선회절 (XRD)분석에 의한 광물의 종류와 함량분석, 전자현미경(SEM/EDS)에 의한 미세조직 분석, BET측정법에 의한 기공크기와 비표면적 분석, 미소촛점 X-선 CT 등을 이용하여 결정질 암석(편마암, 화강암)의 풍화정도와 미세조직, 공극의 특성을 분석하였다. 이차광물의 생성과 미세구조의 발달특정은 광물의 용해, 침전, 파쇄반응과 같이 복합적인 요소에 의하여 영향을 받게 된다. 그러므로 단순히 전암분석치를 이용하여 계산하는 풍화지수(CIA, CWI 등)와 같은 기존의 화학적 풍화지표들은 암석의 풍화정도를 제대로 반영하지 못함이 밝혀졌다. 따라서 이 외에도 광물조성비, 미세조직, 미세공극의 특성을 고려한 새로운 평가기법이 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제47권2호
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• pp.87-96
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• 2014

본 연구는 전라남도 나주지역 황토의 토양학적 및 광물학적 특성을 확인하고 주변 모암과의 상관관계를 통해 그 기원 및 형성과정을 알아보고자 하였다. 연구지역은 전라남도 나주시 동강면 장동리이며, 토양단면(약 150 cm 깊이)의 황토를 깊이별로 상부, 중부, 하부층으로 나누어 토양학적 특성(색, pH, 입도분리)과 광물학적 특성(광물조성, 입자의 크기, 모양, 화학조성)을 연구하였다. 모암시료는 박편제작 및 현미경관찰을 통해 구성광물을 기재하고 황토의 구성광물과 연관성을 알아보았다. 연구 결과 황토는 pH 4.3~5.1 범위를 갖는 산성토이며 미사와 점토가 주로 구성된(약 95%) 미사질양토와 미사질식양토였다. 모래와 미사의 주 구성광물은 석영, 운모, 장석이며 점토는 침철석, 수산화층간 버미큘라이트, 일라이트, 카올리나이트, 할로이사이트, 질석과 소량의 석영이 포함되어 있었다. 모래와 미사의 SEM-EDX 분석을 통해 구성광물의 형태를 확인한 결과, 풍화작용으로 인해 부식되어 표면이 거칠고 산화철로 피복되어 있는 장석이 관찰되었고 하부층으로 갈수록 그 양은 증가했다. 점토는 TEM 분석을 통해 다양한 형태의 층상규산염광물이 확인되었으며, 상부에서 하부층으로 갈수록 침철석의 양이 증가했는데 이는 상부 층에서 용탈된 산화철이 하부층으로 이동되어 집적된 것으로 사료된다. 황토의 모암으로 사료되는 주변의 암석은 석영, 사장석, 흑운모, 녹니석 등으로 이루어진 화강반암이었다. 즉, 화강암류의 모암에서 장석과 운모 등이 풍화작용을 받아 일라이트, 질석, 수산화층간버미큘라이트 및 카올리나이트로 변하였으며 침철석은 흑운모 풍화에 의해 형성된 것으로서, 본 연구지역의 황토는 오랜 기간 풍화작용에 의해 형성된 풍화잔류토로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제10권2호
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• pp.53-66
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• 1977

Epithermal Mn-Au-Ag deposits of subvolcanic type in the Yeongil area discovered by one (Soo Jin Kim) of the present authors was studied with emphasis on their mineralogy, genesis and future potential. Mineralization is genetically related to volcanic activities of the Tertiary Period, which have produced porphyritic rhyolite, granite porphyry, felsitic rhyolite and agglomerate. Ore deposits are closely associated with felsitic rhyolite. They occur as breccia-filling, veins, or networks. Mineralization is characterized by rhodochrosite-sulfide ores of breccia-type in the central zone, and sulfide ores of disseminated type in the outer zone. Sulfides consist mainly of pyrite and marcasite, with minor chalcopyrite, sphalerite, argentian tetrahedrite, galena and gold in the central zone, and of pyrite, marcasite and argentian tetrahedrite in the outer zone. Sulfides are generally not easily identified with naked eye because of their very fine-grained nature. Wall rock alteration zones are also developed around ore deposits over the large area. Occurrence of ore deposits and the nature of mineralization indicate that the uppermost portion of ore deposits are now exposed on the surface, and therefore, the main mineralized zones are expected in depth.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권3호
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• pp.261-270
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• 2019

Because the estimation of the tensile strength is very important in any geotechnical project, many attempts have been made to determine. But the immediate determination of the tensile strength is usually difficult owing to well-shaped specimens, time-consuming, expensive and sometimes unreliable. In this study, engineering properties of several ultramafic rock samples were measured to assess the correlations between the Brazilian Tensile Strength (BTS) and degree of serpentinization, physical, dynamic and mechanical characteristics. For this purpose, a comprehensive laboratory testing program was conducted after collecting thirty-two peridotite and fifty-one serpentinite rock samples, taken from central Greece, in accordance with ASTM and ISRM standards. In addition, a representative number of them were subjected to petrographic studies and the obtained results were statistically described and analysed. Simple and multiple regression analyses were used to investigate the relationships between the Brazilian Tensile Strength and the other measured properties. Thus, empirical equations were developed and they showed that all of the properties are well correlated with Brazilian Tensile Strength. The curves with the $45^{\circ}$ line (y = x) were extracted for evaluating the validity degree of concluded empirical equations which approved approximately close relationships between Brazilian Tensile Strength and the measured properties.

• 지질공학
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• 제18권1호
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• pp.103-115
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• 2008

이 연구의 목적은 경남 북서부 화강암 분포지역 지하수의 지구화학적 특징 및 불소의 원인을 물-암석반응으로 이해하는 데 있다. 이를 위하여 지하수의 수질과 모암인 화강암의 주요 성분간의 부화경향성을 검토하였으며, 변질된 암석내 광물의 미세조직을 전자현미경으로 관찰하고 화학성분을 분석함으로써 물-암석반응에 따른 지하수내 불소의 용존 원인을 해석하였다. 불소함량과 경도를 비교한 결과 이들 간에는 뚜렷한 상관성은 나타나지 않는다. 그러나 불소함량과 pH는 대체로 서로 비례하는 경향을 보이며, 공의 심도가 깊어질수록 불소함량도 증가한다. 흑운모의 변질작용은 벽개를 따라 일어나거나, 결정의 가장자리 부분에서 가장 우세하게 일어난다. 물-암석반응에 의하여 흑운모가 쉽게 변질되므로 본 연구지역의 지하수내 불소의 주공급원이 될 가능성이 가장 높다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권5호
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• pp.491-498
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• 2018

The Earth Mechanics Institute (EMI) was established at the Colorado School of Mines (CSM) in 1974 to develop innovations in rock mechanics research and education. During the last four decades, extensive rock mechanics research has been conducted at the EMI. Results from uniaxial compressive strength (UCS), Brazilian tensile strength (BTS), point load index (PLI), punch penetration (PP), and many other types of tests have been recorded in a database that has been unexamined for research purposes. The EMI database includes over 20,000 tests from over 1,000 different projects including mining and underground construction, and analysis of this database to identify relationships has been started with preliminary results reported here. Overall, statistically significant correlations are identified between bulk density and mechanical strength properties through UCS, BTS, PLI, and PP testing of sedimentary, igneous, and metamorphic rocks. In this paper, bulk density is considered as a surrogate metric that reflects both mineralogy and porosity. From this analysis, sedimentary rocks show the strongest correlation between the UCS and bulk density, whereas metamorphic rocks exhibit the strongest correlation between UCS and PP. Data trends in the EMI database also reveal a linear relationship between UCS and BTS tests. For the singular case of rock coral, the database permits correlations between bulk density of the core versus the deposition depth and porosity. The EMI database will continue under analysis, and will provide additional insightful and comprehensive understanding of the variation and predictability of rock mechanical strength properties and density. This knowledge will contribute significantly toward the increasingly safe and cost-effective geostructures and construction.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.1-19
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• 2004

국내 금속광상의 성인적 유형은 주로 열수충진형 광상, 스카른형 광상, 열수교대형 광상 및 변성퇴적형 광상으로 배태되고 이외에 일부는 정마그마형 광상, 반암형 광상, 알라스카이트형 광상 등으로 부존되고 있다. 이러한 폐광산으로부터 발생되는 수질 및 토양의 환경문제는 개발규모 및 수반금속, 주변암상과 관련된 부존특성과 함께 열수변질작용과 관련된 광물조합, 광석-맥석 광물의 조직, 유형 및 양적관계, 풍화의 진행단계와 관련된 이차-삼차광물의 존재형태 등의 광물-지화학적 특성에 좌우되고 있다. 1970년대 초반부터 1990년대 후반에 걸쳐 광산개발이 종료된 국내금속광상은 폐광 이후의 경과기간에 따라 황화-황염광물과 같은 일차광물로부터 용해되어 수산화광물, 황산염광물, 탄산염광물로 변화하는 과정에서 산화-용출-침전-재용출-이동에 의한 다단계의 복잡한 지화학적 반응관계를 보이고 있다. 금속광상의 산성 배수 및 중금속오염은 다금속 광화작용과 관련된 비철금속 광상과 동시에 맥상광상 및 각력파이프형 광상과 백악기금광상에서 가장 높은 용출가능성을 보이는 반면, 스카른형 광상, 열수교대형 광상, 정마그마형 광상, 맥상 금-은광상, 맥상 동광상 및 변성퇴적형 광상에서 오염가능성은 매우 낮은 경향을 보이고 있다. 이와 같이 광상 유형과 관련된 지질부존 특성은 폐석 및 광미를 구성하는 황화광물 및 탄산염광물의 유형 및 양비와 밀접한 연관성을 갖고 있으며, 산성 배수에 함유된 금속원소종의 유형 및 용출량과 같은 지화학적 특성에 직접적으로 영향을 미치고 있다.