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화강암지역 지하수 수질의 특징과 불소원인에 관한 물-암석반응 연구
추창오 ( Chang Oh Choo ),김종태 ( Jong Tae Kim ),정일문 ( Il Moon Chung ),김남원 ( Nam Won Kim ),정교철 ( Gyo Cheol Jeong ) 대한지질공학회 2008 지질공학 Vol.18 No.1
이 연구의 목적은 경남 북서부 화강암 분포지역 지하수의 지구화학적 특징 및 불소의 원인을 물-암석반응으로 이해하는데 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. The purposes of this study are to understand characteristic water-rock interaction mechanisms of groundwater in the granite area of Geochang and Hapcheon areas, Gyeongnam-do and to clarify the origin of fluoride. The possible waterrock interaction process and the source of fluorine were studied using water chemistry, rock chemistry, mineralogy by XRD, and microtexture analysis by backscattered electron image of the electron microprobe. No clear relationships between F and hardness was found. But the fluorine content increases to some extent with pH and well depth. Preferential alteration due to water-rock interaction took place along edges or cleavage, or margins of biotite. Because biotite is highly subject to alteration in granite aquifer, fluorine in groundwater is originated from the leaching of biotite.
대보화강암내 함우라늄 광물의 산출특징과 존재형태의 중요성
추창오(Chang Oh Choo) 한국광물학회 2002 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.15 No.1
A mineralogical study was made in order to identify the relationship between uranium content in groundwater and rock chemistry using core rocks recovered from the drilling holes for wells in the Daebo Granite areas. Uraniferous minerals are of primary origin and occur as inclusions in accessory minerals such as zircon, monazite, and xenotime. Since the uraniferous minerals are very small to be 1∼2 μm in size, it is difficult to distinguish their mineralogical species precisely. The frequent presence of dissolution cavities or dissolved textures in the accessory minerals suggests that uraniferous minerals dissolved partially and contributed to the groundwater chemistry. Because there is no clear relationship between host rocks and groundwater for uranium concentration, mineralogical characteristics of uraniferous minerals, together with aqueous geochemical conditions favorable for uranium dissolution, could play important roles in groundwaster chemistry.
달성폐광산 산성광산배수의 발달특징과 슈베르트마나이트의 역할
추창오 ( Chang Oh Choo ),정교철 ( Gyo Cheol Jeong ),이진국 ( Jin Kook Lee ) 대한지질공학회 2007 지질공학 Vol.17 No.2
달성 광산의 산성광산배수의 특징과 슈베르트마나이트(schwertmannite)의 환경지질학적인 의미와 역할을 고찰하였다. 이를 위하여 폐광석의 변질양상, 수질과 하상침전물의 특징을 입도분석, 수질분석, XRD, SEM, TEM을 이용하여 분석하였다. 달성광산의 폐수처리장과 하천의 산성광산배수는 하류로 가면서 pH와 전기전도도(EC)가 감소한다. 폐광석의 황철석이 용해된 부분에서 황은 자형의 등립질, 치밀한 집합체로, 침철석은 길게 신장된 입자가 달라붙어 십자가, 별모양, 불가사리형의 집합체를 이룬다. Eh-pH 다이아그램 상에서 수질은 슈베르트마나이트와 페리하이드라이트의 안정영역에 놓여 있다. 하상침전물은 적갈색인 경우 대체로 슈베르트마나이트, 황갈색내지 노랑갈색인 경우 침철석으로 구성된다. 하상침전물의 입도는 d(0.1)0.861 μm~3.769 μm, d(0.5) 3.984 μm~15.255 μm, d(0.9)는 9.875 μm~56.726 μm범위이다. 슈베르트마나이트의 결정형은 등립질의 구상체가 특징적이다. 슈베르트마나이트 구상체 표면에 발달하는 침상돌기체는 폭이 100 nm, 길이 200~300 nm이며, 이들은 방사상으로 성장한다. 국내 여러 산성광산배수에서 흔하게 관찰되는 적갈색, 황갈색의 침전물에는 슈베르트마나이트가 함유되어 있을 가능성이 매우 높다. AMD의 중금속 저감대책을 수립하기 위해서는 정확한 감정을 통하여 슈베르트마나이트의 존재여부와 상안정성을 검토할 필요가 있다. The Dalseong acid mine drainage were studied focused on the characters of schwertmannite that controls geochemistry of the stream. Besides chemical analysis of stream water, particle size analysis, XRD, SEM, and TEM were performed on precipitates of streams and on wasted metalliferous ores. The AMD discharged from the abandoned mine reveals a decrease of pH and EC downward stream. Euhedral sulfur occurs as equigranular aggregates on the altered pyrite while fine acicula goethite coalesces to form cross, star, or starfish-like shapes. Water chemistry plotted on the Eh-pH diagram shows that schwertmannite and ferrihydrite are stable phases. Reddish brown precipitates consist of mostly schwertmannite with less goethite, whereas yellowish brown precipitates are composed of geothite with less schwertmannite. The particle size of precipitates ranges d(0.1) 0.861 μm~3.769 μm, d(0.5) 3.984 μm~15.255 μm, and d(0.9) 9.875 μm~56.726 μm. Schwertmannite is characterized by equigranular spheric form. Pincushion or spicule with 100nm width and 200~300 nm length form on schwertmannite sphere with radial growth patterns. It is highly probable that reddish or yellowish brown precipitates formed in many AMDs may contain schwertmannite. Because it can serve as sink for removing heavy elements by adsorption in AMD system, there is a need to correctly identify schwertmannite in precipitates and to characterize its phase stability.
논문 : 화학적 풍화에 의한 결정질 암석내의 미세조직 발달특징과 암반공학적 의미
추창오 ( Chang Oh Choo ),정교철 ( Gyo Cheol Jeong ) 대한지질공학회 2011 지질공학 Vol.21 No.4
암석의 풍화착용은 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 발달특징은 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. Weathering can reduce rock strength and eventually affect the structural stability of a rock mass, which is important in the field of engineering geology. Several methods have been developed lo evaluate the degree of weathering, including the chemical weathering index. In this study, we analyzed the weathering degree and characteristics of microtextures and pores in crystalline tucks (gneiss and granites) based on petrographic observations, the chemical weathering index, mineralogy by XRD, microtextural analysis by SEM/EDS, measurements of pore size and surface area by the BET method, and microporosity by X-ray CT. The formation of secondary minerals and micrutexture in gneiss and granitic rocks are assumed to be affected by complex processes such as dissolution, precipitation, and fracturing. Hence, it is clear that some chemical weathering indices that are based solely on whole-rock chemistry (e.g., C1A and CWI) are unable to provide reliable assessments of the degree of weathering. Great care is needed to evaluate the degree of chemical weathering, including an understanding of the mineralogy and microtexture of the rock mass, as well as the characteristics of micropores.