초록 ▼

제 1 세부과제에서의 국내 고품위 요업광물자원인 고알루미나광상에 대하여 광석, 변질암, 비변질암 및 관련 화강암을 대상으로 현장조사와 광물조성 연구를 실시하고 화학분석 자료에 대한 다변량 해석 방법에 의해 지구화학적 특성을 규명하였다. 변질과정에 따른 mass balance 를 추적하여 변질시 주, 부성원소 및 미량원소들의 분산양상을 고찰하였고 황화광물 및 황산염광물의 동위원소 조정을 측정하여 황의 기원을 규명하였다. 또한 시추공 시료의 체계적 분석으로 심도에 따른 원소들의 수직적 분산양상과 변질과정에 따른 원소들의 분산양상 연구

제 1 세부과제에서의 국내 고품위 요업광물자원인 고알루미나광상에 대하여 광석, 변질암, 비변질암 및 관련 화강암을 대상으로 현장조사와 광물조성 연구를 실시하고 화학분석 자료에 대한 다변량 해석 방법에 의해 지구화학적 특성을 규명하였다. 변질과정에 따른 mass balance 를 추적하여 변질시 주, 부성원소 및 미량원소들의 분산양상을 고찰하였고 황화광물 및 황산염광물의 동위원소 조정을 측정하여 황의 기원을 규명하였다. 또한 시추공 시료의 체계적 분석으로 심도에 따른 원소들의 수직적 분산양상과 변질과정에 따른 원소들의 분산양상 연구 등을 통하여 고알루미나광상의 생성기구를 규명하고 탐사의 기초자료를 제시하고자 하였다. 연구결과 경남 밀양지역의 납석광상은 B 이 공급되는 환경에서 공간적으로 인접한 화가암류의 관입에 의해 열수변질작용을 받아 형성되었으며 잉여의 SiO?가 농집되고 열수로부터 Al?O?성분을 공급받아 형성되었다. REE pattern은 이들이 안산암질암의 변질로 형성되었음을 보여준다. 해남지역의 (La/Lu)(sub)(cn) 값은 열수가 HREE complex 의 형성에 유리하였음을 보여준다. 원소들의 수직적 분포는 산성변질대의 하부에 대한 Au탐사가능성을 보여주었고 판별분석에서는 Lu, Al?O?, Cr 및 TiO?, Yb, Sb 등이 변질대를 지구화학적으로 구분해주었다. 요인분석에서는 규화 및 납석화의 요인을 추출하였고 mass balance 의 추적으로 부터 Al?O? 성분이 열수를 따라 외부에서 공급되었음을 알 수 있었다. 황안정동위원 소 조성은 황의 기원이 화성기원이나 해남 일부지역에서의 퇴적기원의 영향을 받았을 것으로 해석되었다.
제 2 세부과제에서는 원격탐사 및 항공방사능 자료로부터 비금속광상과 이들 광상과 관련된 광역지질 특성유출을 위한 연구를 시도하였다. 대상지역은 울산북부 구 1/50,000 감포도폭지역 및 해남읍을 중심으로 한 1개 도폭에 해당하는 2개 지역이다. 연구방법은 첫째, 대상지역 광물, 암석시료에 대한 분광반사율 특성연구와, 둘째 원격 탐사자료에 의한 비금속광상 및 관련 지질특성 추출, 그리고, 세째, 패턴분류법에 의한 광역지질 mapping 등이다. 연구결과 고령토, 벤토나이트 등은 다른 암속보다 상대적으로 높은 반사율을 가지고, 납석 또한 높게 나타난다. 울산지역 벤토나이트 및 고령토 시료는 Band 7에서 강한 흡수현상을 나타내는데, 이는 점토분과 수산기에 의한 것으로 생각된다. 그리고 기타 암석의 경우 분광반사율은 백색도에 비례하며, 따라서 일반적으로 산성암에서 염기성암으로 갈수록 점점 낮은 반사율을 보인다. 또한 영상강조처리에서는 상단값을 강조하시키는 처리기법에 의해 효과적으로 비금속광산 추출이 가능하며, 특히 TM Band 1, 2 및 3을 이용한 Masking 기법이 가장 효과적으로 비금속광상을 추출할 수 있고, TM 밴드의 자연색 중합이나 위색중합 또한 어느 정도 효과적이다. 소규모 특성이나 선구조등의 추출을 위한 고주파 통과 필터링법이나 항공방사능 자료중 Total, K, Th, K/ Th 등이 유용하다. 그리고 패턴분류법에서는 TM은 PCA 분석에 의한 형태학적 분석이 유용하고, 항공방사능 자료는 ISOKATA 기법에 의한 Clustering 이 보다 효과적으로 분석된다. 자료군 선정은 다중회귀법이 대체로 양호하다.
제 3 세부과제에서는 국내의 주요 비금속 광물인 납석 및 고령토를 포함한 광석과 주변모암 그리고 천안산 석영섬록암을 대상으로 하여 온도와 함수상태에 따른 열적, 물리적, 역학적 특성을 조사하였다. 이를 위하여 경남 밀양 지역과 전남 해남, 다도 및 화순 지역에서 각종 납석광물과 주변모암을 채취하여, 편광 현미경과 주사전자현미경 관찰을 통하여 열파괴 효과를 규명하였고 또한 상온에서 700℃ 까지의 고온과 -50 ℃ 까지의 저온, 그리고 함수상태의 변화에 따른 시료의 단축압축강도, 영률, 인장강도 및 점착력의 변화양상을 규명하고, 공극률, 쇼아경도, 탄성파 전파속도 등의 기초물성을 측정함으로써 이들 역학적 특성??에 따른 고온삼축압축시험을 실시하므로써 온도와 압력의 영향에 따른 시료의 파괴강도 및 변형특성 등의 역학적 거동을 조사하였다. 이러한 연구결과로서, 시료는 온도가 높아짐에 따라 미소균열의 생성, 확대 전파로 인하여 강도가 저하되고 변형량은 증가하였으며, 온도가 낮아짐에 따라 간극수의 응고로 인하여 강도가 증가하고 변형량은 감소하였다. 또한 함수량이 증가함에 따라 강도가 저하되고 변형량은 증가하였다. 그리고 봉압이 증가함에 따라 파괴강도는 증가하였고 같은 봉압하에서 온도가 높아질 수록 파괴강도는 감소하였다. 이러한 연구를 통하여 국내 비금속광물의 활용도를 증가시키고, 지하구조물 설계와 안정성 해석의 기초자료를 제공하였다.

Abstract ▼

Geochemical studies on the high grade ceramic mineral deposits in the Milyang and the Haenam areas have been carried out to investigate the mechanism of their genesis and to establish their exploration guide. Pyrophyllite deposits in the Milyang area could be formed form the hydrothermal alteration

Geochemical studies on the high grade ceramic mineral deposits in the Milyang and the Haenam areas have been carried out to investigate the mechanism of their genesis and to establish their exploration guide. Pyrophyllite deposits in the Milyang area could be formed form the hydrothermal alteration of andesitic and tuffaceous rocks owing to the intrusion of spatially related granitic rocks in boron enriched environment. REE patterns indicate that the high alumina deposits formed by the alteration of andesitic and tuffaceous rocks. (La/Lu)(sub)(cn) shows that hydrothermal fluid in the Haenam area could make effects to the formation of HREE complex. Vertical distribution of chemical elements in the Milyang deposits shows the potential of Au ores in deeper part of acidic alteration zone.Contents of Lu, Al?O?, Cr, TiO?, Yb and Sb discriminate the alteration zone successfully. Factors for silicification and pyrophyllitization were obtained form factor analysis. During alteration processes, residual silica is concentrated and brought about silicification, and alumina was introduced form hydrothermal fluid. The source of sulfur in the Milyang is of igneous origin, but some high alumina deposits in Haenam area could be influenced by sedimentary origin of sulfur.
Study was made on feature extraction for non-metallic are deposits and their related geology using the Remote Sensign and Airborne Radiometric data. The areas selected for this purpose are the northern part of Ulsan and around the Haenam area. The methods employed are, firstly, study on the reflectance characteristics of minerals and rocks samples in the study area, secondly, applications of various feature extraction techniques to Landsat and airborne radiometric data, and finally evaluation of applicability of smoe useful pattern recognition technuques for regional lithological mapping. As a result, reflectances of non-metallic minerals are much higher than other rock samples in the area. The reflectances of rock samples may depend on the degree of whiteness of asmples, so that usually the acidic and felsic ones are higher in reflectance than the basic and mafic ones. Strong absorption of the Ulsan mineral samples in the TM Band 7 may be due to clay and OH in near 2. 2 μm spectrum. In the image enhancement, the values in the end should be emphasized for extraction of non-metallic ore deposits to be effective. The Masking technuque using TM Band 1, 2 and 3 may be the most effective and the natural colour composite and false colour composite may provide some success as well. The High-pass filtering technique and Total, K and Th channels of the airborne radiometric data may also be useful to some degree as and complementary tool. In pattern recognitionm PCA may be effectively used to the Landsat TM for regional mapping based on texture analysis and ISODATA in clustering may be more effective to the airborne radiometric data.
Uniaxial compressive strength, Young's modulus, tensile strength, cohesion, porosity, wave velocity and shore hardness of pyrophyllite and kaolinite ores and wallrocks collected form the Milyang areas and Hwasoon-Dado-Haenam areas were measured through pre-heating test, high and low temperature and dried-saturated test. Failure behaviours of these rocks under confining pressure were examined through triaxial compressive test. The formation and extension of microcrack were investigated through observations of photomicrograph and scanning electron micrograph. The variation of mechanical properties of non-metallic minerals and the associated country rocks with temperature and moisture condition were examined for improvement of their practical use and design and stability analysis of underground openings.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...10
• 제 2 장 연구방법...12
• 제 3 장 결 과...15
• 제 4 장 고 찰...20
• 제 5 장 결 론...25
• 제 6 장 참고문헌...30
• 제 1 세 부 목 차...35
• 제 1 장 서론...37
• 제 2 장 연구방법...40
• 제 1 절 지질 및 광상개요...40
• 제 2 절 시료채취 및 화학분석...47
• 제 3 장 연구결과...53
• 제 1 절 광물조성...53
• 제 2 절 지구화학적 특성...61
• 제 3 절 다원소(multi-element)분석자료의 통계적 해석...84
• 제 4 절 황동위원소 조성...112
• 제 4 장 고찰...115
• 제 1 절 광물조성...115
• 제 2 절 지구화학적 특성...116
• 제 3 절 변질과정의 mass balance...126
• 제 5 장 결론...134
• 제 6 장 참고문헌...137
• 제 2 세 부 목 차...145
• 제 1 장 서 론...148
• 제 2 장 연구방법...150
• 제 1 절 연구대상지역의 지질개요...150
• 제 2 절 비금속광물 및 주변 암석 시료의 분광반사율 측정...153
• 제 3 절 영상강조처리...157
• 제 4 절 패턴분류...160
• 제 3 장 결 과...163
• 제 1 절 비금속 및 암석시료의 분광반사율 특성...163
• 제 2 절 영상강조처리...169
• 제 3 절 패턴분류...190
• 제 4 장 결과 고찰...201
• 제 1 절 울산지역...201
• 제 2 절 해남지역...203
• 제 5 장 결 론...205
• 제 6 장 참 고 문 헌...208
• 제 3 세 부 목 차...215
• 제 1 장 서 론...217
• 제 2 장 연구 방법...220
• 제 1 절 기초원리 및 이론적 배경...220
• 제 2 절 시료의 특성 및 시편 제작...225
• 제 3 절 실험 방법 및 실험 장치...230
• 제 3 장 결 과...241
• 제 1 절 온도 변화에 따른 시료의 조직변화...241
• 제 2 절 예열시험에서의 예열온도 변화에 따른 시료의 역학적 특성 변화...245
• 제 3 절 고온시험에서의 온도 변화에 따른 시료의 역학적 특성 변화...271
• 제 4 절 건조-습윤시험에서의 함수상태에 따른 시료의 역학적 특성 변화...290
• 제 5 절 냉동-동결시험에서의 저온 변화에 따른 시료의 역학적 특성 변화...306
• 제 4 장 고 찰...322
• 제 1 절 온도 변화에 따른 시료의 조직변화...322
• 제 2 절 예열시험에서의 예열온도 변화에 따른 시료의 역학적 특성 변화...323
• 제 3 절 고온시험에서의 온도 변화에 따른 시료의 역학적 특성 변화...325
• 제 4 절 건조-습윤시험에서의 함수상태에 따른 시료의 역학적 특성 변화...327
• 제 5 절 냉동-동결시험에서의 저온 변화에 따른 시료의 역학적 특성 변화...329
• 제 5 장 결 론...331
• 제 6 장 참고 문헌...334