본 연구는 경상북도 구미시 천생산 지역에서 발달하는 타포니를 대상으로 암석의 풍화 과정 및 타포니의 형성 과 정을 분석하고 있다. 연구지역의 타포니 발달은 조립질 퇴적암인 역암과 역질사암에서 발생빈도가 높으며 타포니의 발생 은 역의 이탈 및 박리가 발생한 지점에서부터 시작되는 것으로 추정된다. 지형적으로 산지의 남사면 암석 노출지에서 타 포니의 집중적 발달이 관찰되는데, 이는 겨울철 기계적 풍화와 여름철 화학적 풍화의 진행이 상대적으로 높은 환경적 조 건에 따른 것으로 해석된다. 타포니가 발달한 암석 표면에서 측정한 함수율의 분포 특성은 타포니 발생 지점이 주변에 비해 높은 함수율을 명확히 보여주고 있어 암석 내의 수분은 어떤 기제로든 타포니 발생에 상당한 영향을 끼치는 것으로 판단된다. 타포니 내에서 확인되는 풍화 침전물 및 이차광물에 관한 분석은 후속 연구로 현재 진행 중에 있다.

경상분지 중앙부에 분포하는 백악기 하부 하양층군의 사암과 이암에서 산출되는 속성광물은 탄산염 광물(방해석, 백운석), 점토 광물(I/S, C/S, 일라이트, 녹니석 및 캐올리나이트), 알바이트, 석영 및 적철석이 대부분을 이루고 있다. 각 층별 특징적인 속성 광물상으로는, 칠곡층에서는 알바이트-녹니석(C/S포함)-적철석이, 신라역암은 알바이트-일라이트-방해석이, 함안층에서는 일라이트-녹니석-적철석이, 반야월층에서는 알바이트-녹니석-백운석이 산출된다. 속성 작용 과정의 물리, 화학적 환경 변화를 지시하는 점토 광물로는 일라이트가 전층군을 통하여 보편적으로 산출되나, 녹니석(C/S포함)은 회색 또는 녹색암이나 화산기원 물질의 함량이 높은 칠곡층 사암과 이암에서 주로 나타난다. 이러한 속성 광물상에 근거할 때, 속성 광물의 생성은 일차적으로 기원암과 밀접히 연관된 것으로 판단된다. 또한, 일라이트 결정도를 기준으로 이 지역의 사암과 이암은 후기 속성 작용 단계 내지 저변성 단계에 해당되며, 속성 작용은 매몰 심도 보다 백악기 화강암체의 관입, 유기물의 함량과 입자의 크기 및 퇴적환경의 영향을 크게 받은 것으로 보인다.

단층비지는 단층의 중심부에 분포하면서 연약대를 형성하므로 단층비지의 광물학적 특성과 물성은 암반의 안정성에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 단열구조도를 참고하여 중, 대규모의 주요 단층을 선정하였으며, 총 16지역의 단층 코어부분에서 51종류의 시료를 채취하였다. XRD, SEM을 이용한 광물학적 분석과 단위중량, 마찰각, 점착력을 측정하였다. 점토광물은 대표적으로 카올리나이트, 일라이트, 스멕타이트로 나눠질 수 있으며, 화산암에는 일라이트 > 스멕타이트 > 카올리나이트와 녹니석의 순으로 함유된다. 퇴적암에는 카올리나이트와 녹니석 > 일라이트 > 스멕타이트의 순으로 풍부하다. 화강암에는 일라이트 > 스멕타이트 > 카올리나이트와 녹니석 순으로 함유된다. 마찰각은 점토 함량이 높을수록 감소하며, 점착력은 분산이 심하게 나타났다. 점토광물의 함량이 45% 이하에서는 점토광물의 함량이 증가할수록 점착력이 높아지나 45% 이상에서는 점착력이 낮아지는 추세를 보인다. 이는 단층비지가 불균질하며, 점토광물의 종류와 함량에서도 넓은 범위를 가지기 때문인 것으로 보인다.

타킬라이트는 현무암질 용암의 급랭에 의해 형성된 흑색의 현무암질 유리질암로서 울릉도 최 하부층 현무암질 집괴암 내에서 드물게 산출된다. 본 논문의 목적은 타킬라이트의 산출특징과 미세조직의 광물학적 특징을 규명하고, 울릉도 초기 화산활동의 의미를 밝히는데 있다. 이를 위하여 타킬라이트의 산상을 조사하고 편광현미경, XRD, EPMA, SEM을 이용하여 광물학적 연구를 수행하였다. 타킬라이트는 내수전, 도동 및 저동 해안산책로, 거북바위, 예림원 지역 현무암질 집괴암 내 염기성 암맥 주변부에서 산출된다. 타킬라이트의 폭은 수 cm 내지 10 cm까지 다양하다. 타킬라이트의 겉 표면은 치밀하고 매끈하나, 내부는 패각상 깨짐이 특징적이다. 타킬라이트의 기질부는 유리질과 같은 비정질로 구성되어 있으며, 미립질의 반정광물로는 흑운모, 아노소클레이즈, 새니딘, 사장석, 각섬석, 및 티탄철석 등이 소량으로 포함된다. 타킬라이트에서 특징적으로 발달하는 균열은 아원형, 타원형이 우세하며, 간혹 여러 다면체를 보이는데, 경계부가 구획되어 일종의 구상체나 덩어리를 이룬다. 조직과 광물조성의 특징으로 볼 때, 타킬라이트는 가수분해작용과 같은 후속 저온성 변질작용을 거의 받지 않았다. 타킬라이트의 산출특징은 울릉도 하부층인 현무암집괴암층의 대부분이 수중환경에 있었거나, 최소한 해수에 포화되어 있었음을 지시한다.

경주시 양북면 단층대의 각력암에서 로몬타이트와 아듈라리아가 산출되는데, 이들의 형태적 특징은 단층활동과 관련된 열수와의 반응으로 형성되었음을 지시한다. 로몬타이트의 산출은 충분한 물이 존재하는 각력대에 알칼리원소가 풍부하게 공급되었음을 의미한다. 로몬타이트는 신장된 주상형의 결정이 특징적인데 길이와 폭의 비는 대부분 5~10 : 1 범위이다. 자형의 로몬타이트, 아듈라리아는 Ca-사장석을 교대하거나, 유체로부터 침전되어 이차적으로 형성되었는데, 최후기 단계에서 비교적 빠르게 형성되었다. 단층파쇄작용으로 인해 투수성이 높아진 화강암질 모암은 열수와 반응하여 Ca, K와 같은 알칼리원소를 용탈시켰으며, 중성-약알칼리성의 열수용액으로부터 각력대에 로몬타이트, 아듈라리아가 침전되었다. 단층파쇄대에서 흔히 발달하는 로몬타이트와 아듈라리아와 같은 저온성 변질광물의 형성과정과 성인은 천열수광상에서 흔히 일어나는 모암변질, 열수반응과 유사하다. 단층대에서 생성되는 저온성, 이차적 아듈라리아의 형태적 특징과 화학조성은 조암광물의 K-장석류와 구분되므로 국내의 단층대에서 흔히 산출하는 K-장석은 아듈라리아일 가능성이 높다.

울릉도에서 산출되는 치밀한 회색부석, 회색부석, 갈색 및 검은색부석의 기질에 대한 광물 암석학적 특성을 연구하기 위하여 X-선 회절분석, FT-IR, 열분석, XRF, SEM 분석을 실시하였다. 그 결과, 울릉도 부석의 기질은 전반적으로 비정질이며 미량의 새니딘과 아노르도클레이스의 결정구조적 특성을 보였다. FT-IR 흡수스펙트럼에서 흡착수분을 지시하는 O-H 피크가 관찰되었으나 열분석에서 나타나지 않는 것으로 보아 수분 함량은 미미한 수준인 것으로 판단된다. 이러한 낮은 수분 함량은 기질이 넓은 비표면적을 가지며 형성 이후 상당한 시간이 지났음에도 불구하고 수화변질 정도를 매우 낮게 만든 것으로 생각된다. SEM 이미지상에서 기질의 기공은 2~2000μm 크기를 가지며 구형, 타원형, 실타래형 및 각상의 형태학적 특성을 보인다. 또한, 기공들은 융합하고 성장하면서 변형되는 연성특성을 보여준다. 다양한 크기와 형태를 보이는 기공의 특성은 마그마의 급격한 압력감소와 빠른 냉각에 기인하며 형성과정에서 마그마가 상당한 연성을 유지하였음을 시사한다. 초기에 형성된 치밀한 회색부석은 기공의 성장이 제한되고 구형 기공의 결핍과 각상의 매우 작은 기공(15μm 이하)을 포함하는 것으로 보아 수화프리니언 분출에 근접하였음을 시사한다. 기질표변에서 관찰되는 비정질 알루미나 규산염 덩어리인 극미립질 입자는 알칼리계열의 포놀라이트질 마그마가 급격히 상승하는 과정에서 미립자화된 마그마가 기질표면에 부착된 것으로 판단되며 부분적으로 결정화된 알칼리 장석입자와 공존할 가능성이 높은 것으로 추정된다.

카올리나이트 KGa-1b (표준 점토)의 인산염 탈착 특성을 규명하기 위하여 벳치(batch) 흡착-탈착 실험을 실시하였으며, 탈착 과정은 연속추출법에 따라 pH 4에서 시행하였다. 인의 함량은 UV 분광분석기를 시용하여 측정하였으며, 이 때 파장은 820 nm를 이용하였다. 카올리나이트의 인산염 흡착-탈착 반응은 비가역적으로 일어나며, 흡착된 대부분의 인산염은 고착되는 경향을 나타낸다. 인산염 탈착 등온선은 반응 시간이 짧은 경우 프로인드리히 등온선에, 반응 시간이 긴 경우 탬킨 등온선에 더 일치하는 경향을 보인다. 인산염 탈착 반응은 초기의 빠른 반응과, 후기의 느린 반응으로 구분된다. 흡착된 인산염의 농도가 높아질수록 탈착률은 감소하는 경향을 보이며, 탈착 시간이 길어지면 탈착률은 감소하는 경향을 보여준다.

경남 고성군에 위치한 삼산제일 광산은 28만 톤으로 추정되는 광미로부터 기인된 것으로 판단되는 인근 주민들의 이타이이타이 증세가 사회적으로 문제가 된 바 있으며 이에 대한 다양한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 광미 매립지의 두 장소에서 매립 심도별로 채취된 광미시료에 대하여 광물학적 분석 및 지구화학적 분석을 통하여 이들이 중금속 거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. NN과 SN 두 지점에서 약 1 m 정도의 심도로 깊이별로 시료를 채취하였으며 NN 지점은 깊이가 깊어질수록 pH가 감소되는 양상을 보여주었다. SN 지점의 경우 깊이에 따라 pH의 변화가 거의 없었다. XRD 분석 결과 본 광미 시료의 주 구성광물은 석영, 미사장석, 백운모, 녹니석으로 거의 비슷한 산출 상태를 보였으며, 부수적으로 석고가 동정되었다. 분석한 4개의 시료에서 동정된 구성광물들은 거의 유사하나 NN 지점의 경우 방해석이 거의 동정되지 않았고, pH 4 이하의 산성토양 혹은 산성광산배수에 서 형성되는 자로사이트가 부수적으로 동정되었다. SN 지점은 상대적으로 방해석 함량이 많음이 관찰되었고 황철석도 동정되었다. 따라서 이러한 pH 변화에 영향을 주는 것은 방해석의 존재 및 이의 용해에 의한 완충작용으로 판단된다. 광미에 포함되어 있는 중금속의 함량은 전반적으로 Cu > As > Zn > Pb > Co > Cr > Ni > Cd의 순으로 나타났다. 두 지점의 중금속 함량은 pH의 변화에 밀접한 관련이 있은 것으로 나타나며 특히 양이온으로 존재하는 Cd와 Co의 경우 pH가 낮은 NN 지점에서 상대적으로 많은 함유량을 보이며 산화음이온으로 존재하는 Cr과 As의 경우 상대적으로 pH가 높은 SN 지점에서 함유량이 많은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구지역의 중금속의 거동은 광미에 포함되어 있던 방해석에 의한 pH 완충작용에 주로 영향을 받고 있음을 보여준다.

경북 일원에 분포하는 일부 약수탕(7개)의 침전물의 광물학적 특징을 수질과 관련하여 고찰하였다. 약수탕의 수질유형은 Ca-HCO3, Na(Ca)-HCO3, Ca-SO4로 나타난다. 약수의 가장 풍부한 화학성분은 Ca, Fe, HCO3 -이다. 대부분의 pH는 5.76~6.81 범위를 보이지만, 황수탕의 경우는 예외적으로 pH 2.8의 강산성을 보인다. 수질분석치를 근거로 한 포화지수 계산에 따르면 모든 약수는 철산화물, 철수산화광물에 대하여 과포화상태에 놓여 있어 이들 광물들은 쉽게 침전될 수 있을 것으로 예측된다. 침전물의 입도분석결과에 따르면 침전물은 다양한 입도의 물질로 구성되어 있는데, 이는 수질변화에 민감한 함철광물의 상변화 가능성 또는 여러 광물종의 혼합물의 존재를 지시한다. 대체로 적갈색 침전물의 입자가 연갈색 침전물에 비하여 더 크다. XRD, SEM분석결과 주요 광물들은 페리하이드라이트(2-line type), 슈베르트마나이트, 침철석 및 방해석로 구성되며, 규산염광물과 망간산화물이 소량 수반된다. 대부분의 약수탕에서 가장 풍부한 광물은 페리하이드라이트인데, 이것의 입자크기는 0.1~2 μm 범위이며, 평균 0.5 μm의 구형의 극미립질이 주를 이룬다. pH가 매우 낮은 황수탕에서는 슈베르트마나이트가 특징적으로 형성된다. 철박테리아의 일종인 Gallionella ferruginea는 신촌약수탕에서 흔하게 관찰되는데, 극미립질 구형의 철산화물 입자들이 Gallionella stalk 표면에 치밀하게 분포한다. 이같은 특징은 Gallionella 박테리아의 활동이 철광물의 형성에 직접적인 영향을 주는 것임을 의미한다. 조사된 약수탕의 수질특징과 침전광물의 형성은 서로 밀접한 관련성을 가지는 것으로 나타났다.

스텔러라이트(stellerite)는 제올라이트 광물군에 속하는데 국내에서 이 광물의 산출은 매우 적으며 이에 관한 광물학적인 연구는 전무한 상황이다. 경북 청도군 유천화강암에서 산출하는 스텔러라이트는 길이 3~4 mm, 폭 1~2 mm의 등립질, 자형이 특징이며 약간 납작한 주상형태가 가장 흔하다. 결정의 집합체는 무작위방향이나 방사상으로 밀집하는 조직이 특징적이다. 스텔러라이트 결정은 c축을 따라 발달하는데 010면이 가장 넓고 길게 발달한다. 주사전자현미경(SEM)에 의한 미세조직관찰 결과에 따르면 스텔러라이트는 풍화작용이나 탈유리질화와 같은 변질작용을 겪었다. 스텔러라이트는 161℃에서 가장 큰 탈수반응이 일어나고, 467℃에서의 탈수산기작용이 일어나며 그 이후에는 구조가 파괴된다. 스텔러라이트는 과냉각이 작은 환경에서 비교적 짧은 기간 동안에 잔류용액의 조성비가 비교적 일정하게 유지되는 환경에서 형성되었다.

천연 광물소재를 양이온 치환하여 환경개선재로 응용되고 있는 Lumilite®의 원료 중 원광의 광물학적 특징을 분석하고 구성광물의 나노결정의 발달특징을 관찰하였다. 이를 위하여 편광현미경에 의한 조직관찰, XRD, SEM, FTIR, XRF 분석을 실시하였다. 구성 광물상은 클리높틸로라이트, 일라이트, 석영, 알바이트 사장석이며, 본 시료는 미립질의 치밀한 조직을 가지는 것이 특징이다. 나노결정의 크기는 70~100 nm 범위가 흔하면, 비교적 등립질 내지 반등립질로 구성된다. 나노결정들의 단면은 아원형 내지 완만한 각형이며, 나노결정의 표면에는 수 nm 크기의 원형돌기가 거의 균질하게 분포한다. 전시료의 화학조성은 SiO2 74.22~75.65 wt.%, Al2O3 13.25~13.72 wt., CaO 4.23~5.15 wt.%이며, 그 외 주성분과 수분은 미량으로 함유된다. 원료물질은 결정학적으로 500℃까지는 안정한 상을 유지하나, 700℃에서는 구조가 거의 파괴된다. Lumilite®가 흡착능력이 뛰어나고 높은 양이온치환능력을 가지는 것은 나노결정들이 잘 발달하고, 이들 사이에는 다양한 미세공극이 잘 발달하기 때문인 것으로 보인다.

경남 고성군 삼산제일광산과 삼봉광산의 폐석 적치장 하류 하천에서 발견된 2차 침전물을 주사 전자현미경 관찰, 전자현미분석 및 X선회절분석을 실시하여 그 실체를 규명하였다. 이 두 광산은 모두 구리 황화염 광물을 주 대상으로 채광하던 곳인데, 현재는 모두 폐광 중이다. 삼봉광산의 경우 흰색 침전물과 청색 침전물, 삼산제일광산의 경우 녹색 침전물이 발견된다. 흰색 침전물은 장축 10μm, 단축 3μm 정도의 규조류가 약 30μm 두께로 기존 암석을 피복하고 있는 것인데, 이 규조류는 담수에 서식하는 우상류의 일종인 Fragilaria construens이다. 청색 침전물은 황동석이 용탈되어 변질된 것인데, 변질 결과 Cu:Fe 비가 약 5에서 13으로 증가한다. 녹색 침전물은 200~300nm, 지름은 200~300nm 정도의 벌레 모양을 가지고 있는 물질이 피복하고 있는데, 이들은 2차적으로 형성된 woodwardite같은 구리의 황산염이 주를 이루고 있는 것으로 여겨진다. 구리의 함량이 현재까지 보고된 구리 황산염 광물에 비하여 월등히 높은 점으로 볼 때 미생물의 활동과 관련이 있다고 생각된다. 이 물질의 정확한 동정을 위해서는 추가적인 연구가 더 필요하다.

본 연구는 댐으로 유입되는 하천수의 수질과 부유물질의 특성 분석을 통하여 댐의 탁수발생원인을 환경지질학적으로 규명하는 데 있다. 이를 위하여 2004년 5월부터 8월까지 3회에 걸쳐 가창댐의 본 댐 유역, 수변과 상류지역의 토양, 암석, 유입하천을 대상으로 댐 원수와 하천수, 토양, 암석, 부유물질의 특성을 ICP, IC, 입도분석기, XRD, SEM로써 분석하였다. 상류에서 하류로 갈수록 EC, 탁도, 양이온, 음이온의 농도가 증가하는데, 이는 풍화와 같은 지질학적인 영향으로 이온들의 총량이 증가하기 때문이다. 부유물과 토양내의 주 광물조성은 질석, 일라이트, 카올리나이트, 석영, 장석, 철수산화물 등이었다. 토양의 경우, 상류에서 하류로 갈수록 세립질 10% 구간(d10)의 입자의 양이 약간 증가하며, 부유물은 댐에 가까워질수록 질석의 함량이 증가한다. 그러나 본 유역을 구성하는 암석은 대부분 유사함을 보이고 이러한 지질분포특성에 의하여 부유물과 토양의 광물조성의 변화는 거의 나타나지 않는다. 부유물을 구성하는 점토광물들은 주변의 토양 구성광물과 유사하며 주변 모암의 풍화작용에 의해 생성된 토양으로부터 유래된 것을 지시한다.

밀양점토광상의 알루미늄이 풍부한 다이아스포아 단괴에서 열수변질 기원 전기석은 집합체나 미립으로 산출한다 대부분의 전기석 결정은 미세한 대구조가 특징적인데, 이는 열수변질 작용동안 개방계의 유체혼합과 같은 변동이 심한 환경에서 형성되었음을 지시한다. 본 전기석의 화학적 진동누대 구조의 양상은 결정축의 방향과는 무관하게 흡사한 특징을 보인다. Mg는 결정성장 초기, Fe는 후기 단계동안에 부화되었으며, Fe/Mg의 비는 규칙적으로 진동함을 보여 준다. 화학분석, 후방산란영상(BSE), X-선 화학분석도에 따르면 전기석내 진동누대구조는 Fe와 Mg 함량변화에 주로 제어되었으며 봉소함량의 기여도는 미미하다. 전기석이 다이아스포아와 딕카이트로 변질되는 것으로 볼 때 전기석은 B, Fe, Mg의 활동도가 감소하면서 이들 고알루미나 광물에 비하여 불안정해 진다. 그러므로 열수계내 알루미늄 활동도가 전기석의 안정성을 제어하는 것으로 볼 수 있다.

울산단층 동쪽 지괴에 발달한 제4기 단층인 개곡1, 개곡2, 신계, 마동, 원원사, 진현단층을 대상으로 X선회절분석(XRD), 전자현미분석(EPMA), 후방산란전자영상분석(BSE), K-Ar연대측정법을 이용하여 단층비지의 광물조성과 미세조직의 특징을 연구하였다. 단층비지내 변질광물들은 단층운동에 수반된 열수변질작용으로 형성되었다. 28.9Ma~44.3Ma 범위의 연대를 나타내는 단층비지는 주로 점토광물, 석영, 장석으로 구성된다. 점토광물은 스멕타이트가 주구성 광물이고 소량으로 녹니석, 일라이트 및 카올리나이트가 산출된다. 접촉부 모암과 단층 비지대에서는 단층작용과 관련된 열수작용에 의해 광물의 변질작용의 흔적이 쉽게 인지되고, 주입비지와 절단된 방해석맥 등과 같이 단층작용이 반복된 증거를 볼 때 단층비지대는 다중변형작용의 산물임을 알 수 있다. 녹색 내지 녹회색 계통인 진현단층의 비지의 경우 적색계통의 다른 단층비지에 비해 Al2O3의 함량이 높고, MgO와 CaO의 함량은 낮다. 스멕타이트의 화학분석 결과, 단층비지의 색은 기질을 구성하는 점토광물의 종류와 화학적 조성과도 밀접한 관계를 가진다.

구리 흡착 실험과 MINTEQA2 및 FITEQL3.2 컴퓨터 프로그램을 이용하여 고성군 판곡리에서 산출되는 황토 현탁액의 구리 흡착 특성을 연구하였다 구리 흡착 실험은 pH, 구리 용액의 양, 전해질의 이온 세기를 변화시키면서 실시하였고, 구리의 농도는 유도결합플라즈마분광분석기를 사용하여 분석하였다. 첨가하는 구리 이온의 양과 pH가 증가할수록 흡착되는 구리 이온의 양도 증가한다. 특히 pH가 5.5에서 6.5로 변할 경우 급격한 흡착률의 증가가 있으며, pH 7.5에서 거의 100% 흡착된다. 배경 전해질의 이온 세기에 영향을 받지 않는 것으로 보아 구리 이온은 황토 표면과 내부권 복합체(inner-sphere complex)로써 아주 강한 화학적 결합을 하고 있는 것으로 판단할 수 있다. MINTEQA2 프로그램을 이용하여 구리의 화학종 분포를 계산한 결과, pH가 증가함에 따라 Cu2+ 의 농도는 점점 감소하고 Cu(OH)2 농도는 점점 증가한다. FITEQL3.2 프로그램을 이용하여 황토의 표면을 규산염 광물 자리와 산화염 광물 자리로 나눈 two sites-three pKas 모델을 적용하여 흡착 양상을 모델링한 결과, 구리 용액의 부피가 2～6 mL인 경우 구리 흡착 평형 상수 값을 도출할 수 있었다. 철산화염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 앙은 pH 4.5～6.5 범위에서 급격한 흡착 양상을 보이다가 그 이상 pH에서는 흡착되는 양이 조금씩 밖에 증가하지 않는다. 규산염 광물 반응 자리에 흡착되는 구리의 양은 구리 용액의 양이 적을 때는 미약하다가 구리 용액의 양이 커질 경우 그 양이 많아진다. 침전에 의하여 제거되는 구리의 양은 광물 표면 자리에 흡착되는 양과 비교하면 아주 적다. 구리 이온에 대한 흡착 친화도는 규산염 광물보다는 철산화염 광물이 더 큰 것으로 판단된다.

대구광역시에 위치한 달성광산의 폐광석과 하천수에 형성된 황산염 광물인 명반석과 슈베르트마나이트의 특징과 수질변화를 통하여 산화환경하에서의 환경지구화학적 의미를 고찰하였다. 산성광산배수는 하류로 갈수록 pH가 감소하는 특징을 보이는데, 이는 슈베르트마나이트의 형성에 크게 영향을 받는다. Al광물들의 침전작용에 의하여 하천수로부터 Al이 제거되는데, 그 중에서 가장 중요한 Al-황산염광물인 명반석은 Al의 가수분해 상수인 pK1 이상의 높은 pH환경에서 잘 형성된다. 명반석은 SEM하에서 뚜렷한 구상의 결정체로서 슈베르트마나이트와 수반되고, 높은 포화지수를 나타낸다. 지표환경에 노출된 폐금속광석에서는 산화작용으로 인하여 다양한 이차광물이 기존의 광물표면에 성장하거나, 피복 되어 있다. 명반석은 특징적으로 구형, 싸리버섯 같은 정벽(botrytis-like habit), 또는 방사상의 결정집합체로 나타난다. 또한, natroalunite를 수반하거나, 이 둘의 물리적 혼합체(mixture)를 형성한다. 본 산성광산배수의 유해성분들이 하천을 따라 다소 저감되기는 하나, 슈베르트마나이트가 지속적으로 형성되므로 하류로 갈수록 pH가 감소한다. 그러므로 하상침천물은 쉽게 다시 용해될 수 있다. 따라서, 본 AMD에서 자연저감효과는 미미하며, 여전히 잠재적인 위해 요소를 가지고 있다.

지하수 중 우라늄이 높은 농도로 포함되어 있는 대보화강암 지역의 대수층구간에서 회수된 시추 코아에서 우라늄광물의 산출과 존재형태를 연구하였다. 우라늄광물은 일차적 기원으로 산출되며, 저어콘, 모나자이트, 제노타임 등과 같은 부성분 광물 내에 함유되는데 대부분 미량성분이나 포획물로 들어있다. 우라늄 광물은 1~2mum 이하의 미림질의 결정으로 산출되므로 후방산란 전자영상(BSE)으로서도 구분이 매우 어렵다. 우라늄 광물을 포함하는 부성분 광물에서 이들이 빠져나간 용해동공이나 용해조직이 흔하게 관찰되는 것으로 보아 이들은 부분적으로 지하수로 용해되어 빠져나간 것으로 판단된다. 모암내의 우라늄함량과 지하수중 우라늄의 함량이 서로 별다른 관련성을 보이지 않는 사실은 우라늄광물이 용해될 수 있는 수리화학적 환경 외에도 우라늄 광물의 산출특징과 존재형태도 중요한 요소임을 지시해 준다.

주구성 양이온이 Si와 Al인 딕카이트와 엽납석에 대하여 적외선분광분석(FTIR)을 실시하였다. 원적외선(Far-IR)영역과 중간적외선(Mid-IR)영역을 이용하였으며, 특히 200 cm-1 / 이하의 Far-IR영역에서 처음으로 딕카이트의 흡수선들을 제시하였다. 딕카이트의 경우 일부 시료에서 소량의 카올리나이트나 나크라이트 층이 소량으로 협재되어 있다. 카올리나이트의 결정도를 나타내는 Hinckley지수는 딕카이트의 결정도와는 관련성이 적게 나타났다. 엽납석의 경우, 수산기와 관련된 신축진동흡수띠(3673~3676 cm-1 )는 약간 이상적인 구조에서 벗어나 있는데, 아마도 미량의 철에 의한 영향이나, 삼사형과 단사형이 섞여 있기 때문인 것으로 보인다.