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포항시 남부 현무암체의 단층점토에서 산출되는 Fe-세피올라이트
손병서 ( Byeongseo Son ),황진연 ( Jinyeon Hwang ),이진현 ( Jinhyun Lee ),오지호 ( Jiho Oh ),손문 ( Moon Son ),김광희 ( Kwanghee Kim ) 한국광물학회 2016 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.29 No.1
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. The black fault gouge having 5-10 cm width occurs at the center of the fault fracture zone developed at the early Miocene basaltic rocks that is located at the Geumkwang-ri area in Donghae-myeon, Pohang city. The fault gouge was analyzed with XRD, FTIR, DTA/TGA, SEM, TEM, XRF, EPMA. Analyses reveal that the fault gouge is Fe-rich sepiolite having high iron content. Alteration minerals observed in the fault fracture zone are mainly smectite. The significant amount of smectite also observed in the basaltic parent rocks. The occurrence of constituent minerals indicates that the Fe-rich sepiolite was crystallized by faulting and hydrothermal alteration after the consolidation of basaltic rock at the deep place.
이진현,황진연,손문,손병서,오지호,이효민,Lee, Jinhyun,Hwang, Jinyeon,Son, Moon,Son, Byeong Seo,Oh, Jiho,Lee, Hyomin 한국광물학회 2017 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.30 No.3
이산화탄소 지중저장 실증연구를 위하여 마이오세 포항분지의 연일층군에서 굴착한 2곳의 시추코어 시료에 대해 X-선회절분석을 통하여 구성광물을 분석하였다. 그 결과, 석영, 사장석, 정장석, Opal-CT, 스멕타이트, 운모, 일라이트, 카올린광물, 녹니석, 방해석, 석고, 황철석, 돌로마이트, 능철석 등의 다양한 광물이 나타났다. 스멕타이트는 대부분의 시료에서 산출되고 있으며, 하부에서 비교적 많이 함유되었다. 상부지층에 주로 산출하는 Opal-CT는 비정질 규조의 속성작용에 의한 것으로, 깊이에 따라 크리스토발라이트의 d(101) 값이 $4.10{\AA}$에서 $4.05{\AA}$으로 대체적으로 감소하는 경향이 나타났다. 두 시추공에서 광물성분의 분포가 서로 유사하게 대비되어, 거의 같은 퇴적환경에서 형성된 것으로 생각된다. 스멕타이트가 대부분의 심도에서 상당량 함유되어 있으므로, 이들 지층은 이산화탄소의 지중저장시 덮개암의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다. In order to investigate the geological storage potential of $CO_2$, X-ray diffraction analysis were conducted for drilling core samples collected from the two drilling sites located in Yonil group of the Miocene Pohang Basin. As a result, various minerals were identified such as quartz, plagioclase, orthoclase opal-CT, smectite, mica, illite, kaolin mineral, chlorite, calcite, gypsum, pyrite, dolomite, and siderite. Smectite was detected in almost all of core samples, and relatively large amounts of smectite were observed in the cores from deeper strata. Opal-CT, mainly occurred in the upper interval of cores, was formed by diagenesis of amorphous diatoms. It shows a tendency that d101 value of cristobalite decreases with depth from $4.10{\AA}$ to $4.05{\AA}$. The almost identical variations in mineral composition with depth are observed at the two sites. This fact indicates that rocks distributed at the two sites were probably deposited in the similar depositional environments. It is determined that the strata in the study area can play roles of cap-rock for $CO_2$ storage, because the considerable amounts of smectite were contained in the rocks through the cores.
현원학(Weonhak Hyun),황진연(Jinyeon Hwang),이진현(Jinhyun Lee),손병서(Byeongseo Son),오지호(Jiho Oh),양경희(Kyounghee Yang),김광희(Kwanghee Kim) 한국암석학회 2016 암석학회지 Vol.25 No.4
제주도의 전 지역에 걸쳐 넓게 분포하고 있는 하성 퇴적층인 탐라층은 역암, 사암, 이암 등으로 구성되어 있다. 대부분의 탐라층 이암 내에 다양한 크기의 석영이 다량 함유하는 것이 확인되었다. XRD 분석의 결과, 탐라층에는 석영, 사장석, 칼륨장석, 운모, 자철석, 적철석, 감람석, 휘석, 깁사이트, 방해석, 아날심, 그리고 점토광물로서 일라이트, 카올린나이트, 버미큘라이트, 스멕타이트, 녹니석, 10 Å-할로이사이트 등의 다양한 광물들이 산출되었다. 석영이 많은 곳일수록 카올린나이트, 버미큘라이트, 녹니석의 함량이 많아지는 경향이 나타났다. 이상의 결과들로 보아 탐라층의 근원암은 제주도의 화산암에서 기원된 것만이 아니며, 석영을 다량 함유한 기반암이 포함된 것으로 사료된다. 따라서 탐라층은 이전에 존재했던 기반암과 함께 제주도 화산암류의 물질들이 첨가되어 퇴적된 후, 속성작용, 열수작용, 풍화작용 등의 변질작용을 받아 형성된 것으로 생각된다. The fluvial Tamna Formation, consisting of conglomerate, sandstone and mudstone layers, is widely distributed in Jeiu Island. Various sizes of quartz crystals were identified from most of the Tamna Formation, including the mudstone layer. XRD analysis also shows that the mudstone layer is composed of various minerals, quartz, plagioclase, K-feldspar, mica, magnetite, hematite, olivine, amphibole, gibbsite, calcite, analcime and clay minerals such as illite, kaolinite, vermiculite, smectite, chlorite, 10 Å-halloysite. There is a tendency showing that the more amount of kaolinite, vermiculite, and chlorite is present where the more amount of quartz crystals is present. It is likely that the main source materials contributing to the Tamna Formation were from the parental rocks containing abundant quartz grains, suggesting that the Tamna Formation could not be related to Jeju volcanic rocks, but possibly to pre-existing basement rocks. Thus, we propose that the Tamna Formation was formed from the materials derived from both pre-existing basement rocks and Jeju volcanic rocks, which were subsequently affected by diagenesis, hydrothermal alteration and weathering process.
시멘트 풀의 직접수성탄산화에서 Chloride 첨가제와 pH의 영향
이진현 ( Jin Hyun Lee ),황진연 ( Jin Yeon Hwang ),이효민 ( Hyo Min Lee ),손병서 ( Byeong Seo Son ),오지호 ( Ji Ho Oh ) 한국광물학회 2015 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.28 No.1
최근 세계적으로 탄소포집 및 저장(CCS, carbon capture and storage)기술에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 이번 연구는 폐시멘트 미분을 이산화탄소를 포집하는 광물탄산화(mineral carbonation)의 효율적인 재료로 활용하기 위한 연구의 일환으로 수행하였다. 0.15 mm 미만으로 체가름된 시멘트 풀(W:C = 6:4)과 200 ㎖ 용액을 포함하는 반응용기에 순도 99%의 CO2 가스를 주입하는 직접수성탄산화 실험을 수행하고, 두 종류 첨가제(NaCl, MgCl2)의 탄산화에의 영향을 분석하였다. 특히, 첨가제의 종류와 pH변화에 따른 탄산화 과정, 생성되는 탄산염광물의 종류와 특성에 대하여 자세히 연구하였다. 직접수성탄산화 실험 결과 pH는 CO2의 주입으로 지속적으로 감소하였다. Ca2+ 이온 농도는 MgCl2가 첨가제로 활용한 경우에는 지속적으로 감소하였지만 MgCl2를 첨가하지 않은 경우에는 감소하다가 pH가 낮아짐에 따라 생성된 탄산염광물의 용해로 다시 증가하는 경향을 보였다. 생성물질에 대한 X-선회절분석 결과, MgCl2를 첨가하지 않은 경우에는 방해석이 우세하게 나타났고, MgCl2를 첨가제로 활용한 경우에는 Mg2+ 이온의 영향으로 아라고나이트가 우세하게 나타났다. 또한 pH 단계별 직접수성탄산화 실험결과, MgCl2를 첨가하지 않은 경우에는 pH가 높은 실험 초기에 나타난 바테라이트는 pH가 낮아질수록 결정도가 좋은 방해석으로 전환되는 것을 확인하였고, MgCl2를 첨가제로 활용한 경우에는 pH가 낮아질수록 방해석의 함량은 감소하고 아라고나이트의 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다. Recently, carbon capture and storage (CCS) techniques have been globally studied. This study was conducted to use waste cement powder as an efficient raw material of mineral carbonation for CO2 sequestration. Direct aqueous carbonation experiment was conducted with injecting pure CO2 gas (99.9%) to a reactor containing 200 ㎖ reacting solution and the pulverized cement paste (W:C = 6:4) having particle size less than 0.15 mm. The effects of two additives (NaCl, MgCl2) in carbonation were analyzed. The characteristics of carbonate minerals and carbonation process according to the type of additives and pH change were carefully evaluated. pH of reacting solution was gradually decreased with injecting CO2 gas. Ca2+ ion concentration in MgCl2 containing solution was continuously decreased. In none MgCl2 solution, however, Ca2+ ion concentration was increased again as pH decreased. This is probably due to the dissolution of newly formed carbonate mineral in low pH solution. XRD analysis indicates that calcite is dominant carbonate mineral in none MgCl2 solution whereas aragonite is dominant in MgCl2 containing solution. Unstable vaterite formed in early stage of experiment was transformed to well crystallized calcite with decreasing pH in the absence of MgCl2 additives. In the presence of MgCl2 additives, the content of aragonite was increased with decreasing pH whereas the content of calite was decreased.
국내 공기 중 섬유상 물질의 존재실태와 석면의 분석방법에 대한 고찰
황진연 ( Jinyeon Hwang ),오지호 ( Jiho Oh ),이효민 ( Hyomin Lee ),이진현 ( Jinhyun Lee ),손병서 ( Byeongseo Son ) 한국광물학회 2015 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.28 No.2
부산과 울산의 중심지역에 대해 공기 중의 분진시료를 채취하여, 위상차현미경, 위상차분산현미경, 주사전자현미경 등으로 석면을 분석한 결과, 석면은 검출한계 이하로서 확인되지 않았다. 공기중의 분진시료에는 섬유상물질이 다수 포함되었으나, 이들은 대부분 유기질 섬유인 것으로 나타났다. 무기질 섬유물질로는 암면, 세라믹섬유, 석고 등이 소량 포함되었으며, 비섬유상인 석영, 방해석, 장석등의 광물도 가끔 관찰되었다. 국내의 공기 중 분진의 석면분석은 주로 위상차현미경으로 관찰하는 것으로 규정되어 있으나, 이것만으로는 석면의 식별이 불가능한 것으로 나타났다. 따라서 일본 JIS법과 같이 저온회화 처리 장치에 의한 유기물질 제거 후에 분산염색법으로 석면을 식별하고 계수하는것이 효율적인 것으로 사료된다. Dust samples collected from air in metropolitan areas of Busan and Ulsan were analyzed by phase contrast microscopy, phase contrast dispersion microscopy and SEM. Asbestos concentration in dust samples was lower than detection limit. Many fibrous materials were observed in dust samples, but most of them were organic fibers. Inorganic fibers such as rock fiber, ceramic fiber and gypsum were contained in the samples and non-fibrous minerals such as quartz, calcite and feldspar were also occasionally observed. Domestic law requires that asbestos in air dust is mainly analyzed by phase contrast microscopy. From this study, however, precise analysis of asbestos was almost impossible by this method only. As indicated in JIS method of Japan, therefore, count and identification of asbestos were more efficient by dispersion staining method after removing organic materials in samples by low temperature incinerator.