본 연구에서는 핵폐기물 매립장의 인공 방벽으로 사용되는 시멘트 물질들과 주변 지하수 반응 결과로 형성되는 강알칼리성 지하수와 주변 암과의 반응을 통해 변화되는 지하수 특성을 지구화학 모델링을 통해 예측하고자 하였다. 연구 결과 시멘트 수화반응을 통해서 pH는 13.3를 나타내었으며 이때 생성되는 광물들은 Brucite, Katoite, Calcium Silicate Hydrate(CSH 1.1), Ettringite, Hematitie, Portlandite였다. 이들 광물들과 경주 지역에서 채취된 지하수의 반응 모델링에서는 지하수의 pH가 12.4로 예측되었다. 이러한 강알칼리성 지하수와 주변 화강암과의 반응은 년 동안 반응속도 모델링을 통해 모사하였다. 그 결과 지하수의 최종 pH는 11.2였으며 pH는 규산염 광물과 CSH 광물들의 용해 침전에 의해 조절되고 있었다. 또한 지하수 수질도 이들 광물들과 점토광물 및 산화광물들의 용해 침전에 의해 결정되고 있었다. 본 연구 결과는 장기간 동안의 강알칼리성 지하수와 주변 암과의 반응 모델링을 통해 지구화학 및 수질 변화를 예측함으로서 인공 방벽의 안정성 평가에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

대구 월성동 출토 구석기 흑요석 석기는 광물, 암석 및 지구화학적 분석결과 마그마에서 급랭하여 생성된 균질한 유리질을 가지는 전형적인 흑요석에 속한다. 연구대상 흑요석의 주 구성성분은 규장질 유문암으로서 Calk-alkaline계열에 속한다. 기존의 국내 출토지, 백두산, 일본 큐슈지방에서 출토된 흑요석과 연구 대상 지역의 흑요석에 대한 분석 결과를 비교했을 때 미량원소와 희토류 원소의 함량의 차이는 있으나 대부분 서로 유사한 원소분포 패턴을 보였다. Sr 동위원소 분석 결과 소사 대상지역의 흑요석이 우리나라 남부지방이나 백두산 기원의 흑요석과는 상당히 많은 차이를 나타낸다. E-Ar 연대 측정 결과 약 30Ma로써 백두산 화산환동 시기인 10Ma보다 오래된 것으로 나타났다. 따라서 조사지역의 흑요석을 포함하여 한반도에서 발견되는 흑요석을 광물, 안석, 미량원소, 동위원소 및 연대 측정 등을 종합적해 볼 때 백두산지역, 일본큐슈와 한반도 남부지역, 한반도 중부지역 및 조사지역인 월성동 흑요석으로 4대분 할 수 있으며 이는 한반도에서 출토되는 흑요석의 기원지의 다양성을 시사하고 있다.

이 연구의 목적은 고등학생들의 광물과 암석에 대한 개념 이해의 특징을 알아보는 것이다. 연구 목적을 위하여, 광물과 암석에 대한 개념 질문지를 개발하였다 질문지는 4개의 영역으로 총 12문제로 구성되어 있었다. 고등학교 10학년 학생 93명, 11학년 학생 119명을 대상으로 자료를 수집하였다. 수집된 자료의 분석을 통해 고등학생들의 광물과 암석에 대한 이해 수준 및 특징은 다음과 같이 나타났다. 전체적으로 고등학생들은 절반정도의 이해 수준을 보였으며, 10학년 학생은 화성암 영역에서, 11학년 학생들은 암석 영역에서 평균보다 약간 낮은 이해 수준을 보였으나, 광물의 녹는점과 관련된 특정 개념에서 매우 낮은 이해를 나타냈다. 둘째, 10학년과 11학년 학생의 이해수준은 대체로 비슷하여 과학적 개념 형성 비율이 유사함을 나타냈으나, 몇몇 문항에 대해서는 학년이 올라감에 따라 과학적 개념 형성 비율이 증가한 경우도 있었다. 그러나 학년이 올라갔음에도 통계적으로 유의하지는 않았지만, 현무암의 표면적 특징을 묻는 문항에서 오히려 비과학적 개념의 빈도가 줄어들지 않고 늘어나는 경향을 보인 것도 있었다. 셋째, 학생들의 과학적 개념 형성에 지구과학 교과에서 배운 개념뿐만 아니라 주변 과학교과에서 배운 개념이 광물과 암석 개념 형성에 도움을 준 것도 있었지만 오히려 방해된 것도 있었다. 이 결과를 통해 학생들에게 지구과학 교과에서 사용되는 특징적인 용어들에 대한 교육을 할 경우 타 교과에서 사용되는 의미와는 별도로 이해되어야 한다는 것을 염두에 두고 가르칠 필요성이 제시되었다.

제주도 동부 성산 일출봉 일대 현무암류에 대한 암석기재, 암석화학적 특징 및 마그마 성인에 대하여 연구하였다. 본 지역의 지질은 층서적으로 최하부에 표선리현무암이 놓이며, 그 위에 성산리현무암이 분포하는데, 이는 라필리스톤층 및 고토양층에 의해 하부용암류와 상부용암류로 구분된다. 본 지역에서 산출되는 용암류는 반정 광물의 종류 및 조직에 따라 크게 침상장석 감람석 현무암과 비현정질 현무암으로 구분할 수 있다. 본 지역의 화산암류는 TAS분류도에서 알칼리계열 현무암과 비알칼리계열 현무암으로 분류되며, 비알칼리 계열 현무암은 쏠리아이트암으로 분류된다. 쏠리아이트 현무암은 알칼리현무암에 비하여 SiO2, FeOT, CaO 함량이 높고, TiO2, K2O, P2O5 함량과 다른 불호정성원소 함량의 낮은 값을 가지는 특징을 보인다. MgO 함량 변화에 따른 미량 원소 변화에서 호정성 미량 원소의 변화 경향은 대체로 정(+)의 상관 관계를 나타내고, Th을 마그마 분화 척도로 사용한 불호정성 미량 원소의 변화 경향도 정(+)의 상관 관계를 나타낸다. 암석화학적 고찰 결과는 본 지역의 암석이 동질기원 마그마 물질의 부분용융의 차이에 의해 생성되었음을 지시한다.

한국원자력연구소 내 부지에 건설된 지하처분연구시설(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)에 대한 기초적인 광물 풍화 및 지화학적 특성을 살펴보았다. 분석 대상 시료는 건설 과정중에 노출된 암석에 대해서 화학적 풍화에 따른 암석의 미시적인 변화를 현미경 및 화학성분 분석 등을 통해 관찰하였다. 풍화가 진행된 화강암의 경우 암석을 구성하고 있는 광물들 주변에 미세하고 작은 균열들이 발달하였다. 특히, 장석 광물의 풍화가 특징적으로 관찰되었고 광물 용해에 따른 Ca 성분의 선택적 용출 현상이 심하였다. 또한, 를 함유한 흑운모의 용해에 의한 성분의 용출에 의해 주변 광물의 미세균열에 이차생성물로 철산화물 침전이 두드러졌다. 광물내부로 부터 발생된 미세균열은 풍화가 진행되면서 점차 그 규모가 커지고 grain boundary를 따라 매우 먼 거리까지 확장되는 특성을 보여 주었다. 신선한 암석 이 풍화됨에 따라 암석 내에 존재하거나 용출된 화학 성분들은 이러한 미세 균열들을 통해 새로운 이차광물 생성에 관여하거나 그들과 상호 반응하면서 이동하는 것으로 추정된다.

이 연구의 목적은 한반도 서남부에 분포하는 중성-염기성 심성암류의 지화학적 특성과 성인을 밝히는데 있다. 이들 중성-염기성암류는 주로 선캠브리아기의 회장암-반려암, 트라이아스기의 각섬석반려암(지리산 지역), 쥬라기의 섬록암-섬장암(지리산 지역과 북부 지역) 그리고 백악기 반려암-섬록암(남부 지역)으로 구성되어 있다. 암괴형의 회장암은 많은 관입체로 구성되어 있으며 반려암-노라이트-트록토라이트와 우백질 반려암으로 이루어진 반려암질암에 의해 관입되어 있다. 주 성분-미량 성분의 변화도, AMF 삼각도와 Pl-Px-Ol 삼각도에서, 우리는 한반도 서남부에 분포하는 중성-염기성암류가 Daly의 값과 유사한 경향을 보이며 칼크-알카리질암류에 속함을 보여준다. REE (La/Yb)cw와 Eu/Sm 값에 따르면 이들 암류는 경희토류가 중희토류보다 부화되어 있으며, 이는 대륙 연변부의 지구조에서 정치한 화성암류의 특징이다.

강원도 고성군 일대에서 산출되는 제3기 후기 마이오세 현무암에 대한 암상 구분과 산출 상태를 파악, 박편 관찰과 주요 구성광물에 대한 화학성분 분석, 현무암의 전암 주성분·미량성분·희토류 원소의 조성 연구를 통하여 기원 마그마의 성인과 지체구조적 위치를 규명하였다. 고성지역에는 7개의 낮은 산봉우리에 프러그 돔형으로 알칼리현무암이 분포하며, 주상절리가 발달하며 단사휘석-반상조직이 우세하다. 현무암에는 기반암인 흑운모화강암과 하부지각 기원의 반려암과 상부맨틀기원의 레졸라이트 포획체를 함유한다. 현무암류는 모두 알칼리 계열로 분류되며, 대부분이 알칼리현무암의 성분 영역에 도시되고 일부 조면현무암과 피크로현무암 영역에 도시된다. 본역의 현무암류는 K2O/Na2O의 따라 정상계열에 도시된다. 이 지역 현무암을 형성한 마그마는 희토류원소의 변화 패턴과 미량원소의 거미그림 특징으로부터, 상부 맨틀 물질인 석류석 페리도타이트의 부분용융에 의하여 형성된 것으로 사료되며, 현무암질 화산활동은 태평양판의 침강 섭입과는 무관한 지판내부현무암에 해당하는 조구적 위치에서 열점과 관련하여 형성되었다.

연구지역의 차노카이트는 일반 화강암질암에 비해 암색을 띠고 사방휘석과 석류석을 함유하는 석영장석질암이다. 일부 지역에서 엽리가 발달하나 대체로 미약한 편이며 산상의 특징, 구성광물의 종류와 암석의 변형 정도 등에 의해 암상의 변화를 보인다. 주 구성광물은 석영, 사장석, K-장석, 사방휘석이며, 흑운모, 석류석, 앤쏘필라이트 등을 부분적으로 포함한다. 암석화힉적 분석 결과, SiO2의 함량이 61∼65%에 해당되었으며, 주위의 규장질 화성암 조성의 편마암류들과 연속적인 변화 경향성을 보인다. 주성분 산화물들의 변화 경향을 살펴본 결과, 각섬석 편마암, 회장질암을 제외한 주위의 편마암류들과 거의 동일한 체계성을 보였다. 차노카이트의 변성조건을 고찰하기 위하여 사방휘석-석류석 지온계와 사장석-석류석 지압계를 적용해 본 결과 석류석의 중심부의 경우 761˚C내외의 온도와 약 7 kbar의 압력 조건, 주변부의 경우 653˚C내외의 온도와 약 6.4 kbar의 압력조건을 지시하였다. 이는 차노카이트가 초기의 고변성작용을 받은 후 보다 후기의 저 변성작용에 의해 재평형이 이루졌음을 암시한다.

The purpose of this study is to examine the effects of utilizing concept maps in a rock-related unit. To do this, two groups composed of 73 sixth grade students engaged in this study. One group (experimental group) participated in utilizing concept maps in the unit, the other (control group) took part in traditional instruction in the same unit. The results of this study are as follows, after seventeen sessions: First, the achievement between the two groups showed significant difference. It indicates that utilizing concept maps as an instructional method is effective. Second, in the examination of the experimental group's attitudes toward concept maps, the students showed more affirmative responses on cognitive items than on affective items. Third, the students showed that they have difficulty in the method and the procedure of drawing up the concept maps. It indicates that the method and the procedure are sufficiently learned before instruction begins.

이 연구는 광물과 암석에 대해 고등학생들이 얼마나 흥미를 가지고 있는지를 조사 · 분석하여 광물 및 암석 단원의 학습에 시사점을 얻는데 그 목적이 있다. 이를 위해 서울, 경기, 충북 및 제주 지역의 인문계 고등학교 3학년생 783명(남학생: 429명, 여학생: 354명)을 연구 대상으로 선정하였다. 광물과 암석에 대한 학생들의 관심과 호기심 정도의 조사 결과, 우리 주변에 있는 광물이나 암석에 대한 관심과 관련하여 많은 학생들이 흥미가 다소 부족한 것으로 나타났다. 또한 이 단원에 대해 전체적으로 여학생들이 남학생보다 더 긍정적인 반응을 보여 여학생들이 남학생 보다 더 흥미를 가지고 있는 것으로 나타났다.

소백산 육괴 서남부에 분포하는 지리산 지역에는 알칼리장석이 거정으로 산출되는 편마암이 광범위하게 분포한다. 본 연구는 기존의 반상변정질 편마암을 그 기원과 조직 특성에 따라 잔류반상 화강편마암(blastoporphyritic granite gneiss)으로 명명하였다. 화강암질 편마암을 관입하고 있고 포획암을 함유하며 잔류반상 화강편마암과 화강암질 편마암 경계에서 알칼리장석 거정의 유 · 무를 뚜렷이 확인할 수 있는 등의 야외 증거는 잔류반상 화강편마암이 멜트 기원임을 밝혀준다. 잔류반상 화강편마암에서 거정으로 나타나는 알칼리장석의 형태는 주로 장방형이며, 타원형 내지 원형을 이루기도 한다. 알칼리장석 거정들의 평균 장경은 2.2에서 6.5cm(평균 4.3cm)이지만, 큰 거정(크기로 상위 30%)들은 7.9cm(평균 5.2cm)에 달한다. 잔류반상 화강편마암의 흑운모 조성은 에스토나이트와 시데로필라이트의 중간 성분으로 구성되어 있다. 잔류반상 화강편마암에서 산출되는 석류석은 그 성분이 알만딘으로 중심부는 파이로프 성분이 풍부한데 비하여 주변부로 가면서 파이로프 성분이 급격히 감소하고 알만딘 성분이 풍부해지는 전형적인 후퇴변성의 누대구조를 이루고 있다. 알칼리장석 거정의 분석 결과는 결정의 주변부로부터 중심에 이르기까지 그 조성의 변화가 없었다. 알칼리장석 거정에 석영, 흑운모, 사장석, 세립의 미사장석 등이 포유되어 있다. 잔류반상 화강편마암의 사장석은 안데신의 조성을 나타낸다. 주성분 산화물의 변화 경향에서 잔류반상 화강편마암은 체계적인 변화를 보이며, 분화 경향에 의하면 마그마의 결정분화에 의해 생성되었음을 알 수 있다. 전암 화학조성에 의하면 잔류반상 화강편마암은 화강섬록암 영역에 도시되며 칼크알칼리 계열의 파알류미나질 S-타입화강암이 기원암이다.

제천화강암은 반상화강암(거정질 K-장석 함유 화강암)과 중립질 화강암으로 나눈다. 장석광상모암인 반상 화강암은 직경 8∼11km, 면적 약 80km2이다. 반상 화강암의 주 구성광물은 정장석, 사장석, 흑운모, 석영이며 부구성광물은 자철석, 져어콘, 스핀, 인회석이다. 직경 3∼10cm 거정질 정장석에 포획된 광물들은 각섬석, 사장석, 석영, 자철석, 스핀, 인회석, 져어콘이다. 주로 각섬석, 사장석, 석영으로 구성된 염기성 포획암이 반상 화강암에 자주 관찰된다. 중립질 흑운모 화강암은 주로 정장석, 사장석, 흑운모, 각섬석으로 구성되고 부구성광물은 적철석, 백운모, 인회석, 져어콘이다. 반상 화강암, 중립질 흑운모 화강암, 거정질 장석 및 염기성 포획암의 사장석 입자 중앙부와 주변부의 An[Ca/(Ca+Na)] 함량은 각각 36과 21, 40과 32, 37과 32, 43과 36이다. 각섬석의 XFe 함량은 흑운모 화강암에서 0.57, 석기부분이 0.51, 염기성 포획암이 0.47이다. 흑운모와 각섬석은 모두 화학적 누대구조가 없이 균질한 성분분포를 보인다. 거정질 정장석은 화성기원이며 동일 기원의 흑운모 화강암이 먼저 형성된후 잔류마그마 에서 H2O가 불포화되면서 K-장석의 고체곡선 부근에서 성장속도가 핵결정속도보다 매우 빨라져서 거정질로 된 것으로 해석된다. 염기성 포획암의 성인은 마그마가 염기성과 규장질의 성분층을 이룰 때 하부의 염기성 마그마가 상부의 규장질 마그마를 관입하여 혼재되어서 형성된 것으로 해석된다. 흑운모 화강암의 평형온도 및 압력은 약 800˚C와 4.83∼5.27Kb로 추정된다.

본 연구는 옥천대 중앙부에 위치한 전주 엽리상화강암체에 대한 전암화학 및 Sr, Nd동위원소 조성을 측정하여 화강암체의 관입시기와 기원을 파악코자 하였다. 본 암체는 중립 내지 조립질의 엽리상 흑운모 화강암으로 중성 내지 산성 조성을 보여 비교적 넓은 조성변화를 갖는다. 칼크알칼리 계열에 속하고, 대륙 및 호상열도의 지구조환경에서 형성된 화강암류의 특징을 나타낸다. 분석된 시료를 이용한 Rb-Sr 전암연령은 168.2±8 Ma(2σ)이고, Sr 초생치는0.71354±0.00031로서 중생대 쥬라기 중기 관입암체에 해당된다. 143Nd/144Nd 비는 0.511477∼0.511744의 범위를 갖고 있다. 168.2Ma로 표준화한 εNd 값은 -15.4∼-21.2, εSr 값은 +108.8∼+l42.6이고, 맨틀에 대한 모델연령은 1.82∼2.89Ga이다. 이러한 동위원소 조성은 전주 엽리상화강암체를 형성한 마그마가 대륙 지각물질의 부분용융산물임을 나타낸다.