지하유류비축기지의 수리안정성 평가를 위하여 비축기지 내 관측공을 포함한 공동 주변 지하수의 지화학분석을 수행하였으며, 결과를 근거로 광물학적 클로깅의 가능성을 평가하고, 아울러 미생물학적인 클로깅 가능성을 함께 고려하여 보았다. 물시료들은 대부분 Ca-HCO3에서 Ca-HCO3-SO4 유형에 속하며 물시료의 유형에 따른 차이를 보이지 않는다. 주요 클로깅 유발광물인 방해석은 모든 관측공 및 공동운영수 시료에서 불포화상태로서 탄산염 광물에 대해 침전하지 않는 지화학 환경이다. Fe, Mn은 대부분 낮은 함량을 보이지만 포화지수계산결과에 의하면 대부분 철-산화/수산화 광물에 대해 포화-과포화 상태를 보여주며 높은 용존산소 농도를 보여주기 때문에 장기적으로는 이들에 의한 클로깅의 가능성을 지시한다. 일부 지상 관측공 물시료의 경우에는 철-산화/수산화 광물과 더불어 미세한 열극을 충전할 수 있는 점토광물에 대하여 높은 포화 지수를 보여주어 이들 광물의 침전에 의한 클로깅 가능성을 지시하고 있다. 통계분석 결과, 광물들의 침전/용해 정도는 주로 pH, Eh, DO에 의해 좌우된다. 미생물 분석결과는 대부분의 물시료에서 호기성 미생물과 점액성 세균이 우세하며 황환원세균 등의 혐기성균은 대부분 아주 적거나 검출이 되지 않았다. 클로깅을 유발시키는 미생물로 알려져 있는 점액성 세균은 모든 시료에서 105 CFUs/mL 이하의 값을 나타내고 있지만, 일부 관측공들에서 점액성세균이 우점하고 있기 때문에 장기적 관점에서는 이들이 클로깅의 원인으로 작용할 수 있으며 철 수산화/산화 광물의 침전가능성과 함께 고려하면 클로깅 가능성이 더욱 상승되는 효과를 가져올 수 있기 때문에 지하유류비축기지의 안정적인 운영을 위하여 클로깅 평가와 관련된 체계적이고 장기적인 프로그램이 필요하다.

공학적 방벽 중 완충재의 물리적 성능향상을 고찰하기 위하여 국내산 옥산 벤토나이트 원광을 사용하여 건조밀도(1.6, 1.8g/cm3), 수분함량(5, 9.4, 15, 20 wt%), 모래함량(0, 10, 20, 30 wt%)을 변화시켜 제작한 벤토나이트 블록의 열전도도를 측정하였다. 이 중, 수분 함량의 변화에 의한 열전도도 증가 효과가 가장 켰으며 특히, 수분 함량이 15 wt% 이상일 경우 건조밀도와 모래함량의 변화와 상관없이 1.0 W/mK 이상의 값을 나타내었다. 따라서 국내의 옥산 벤토나이트 원광을 완충재의 원료로 사용할 경우, 벤토나이트 블록의 제작 용이성과 열전도 증가의 효율성을 고려하였을 때 건조밀도 1.6g/cm3, 모래함량 10~30 wt%, 함수량 15 wt%로 벤토나이트 블록을 제조하는 것이 가장 효율적인 것으로 제안될 수 있다.

충남 유구지역 활석광상의 활석광석에서 관찰되는 활석과 녹니석의 혼합층상특성을 투과전자 현미경을 이용하여 연구하였다. 일반적으로 활석 내에 녹니석의 패킷이 존재하거나 혹은 그 반대로 녹니석 내에 활석의 패킷이 존재하는 것을 쉽게 관찰할 수 있다. 일부 시료에서는 국지적으로 불규칙한 활석-녹니석 혼합층상을 보인다. 확인된 활석-녹리석의 반응관계는 활석 층내에서 브루사이트층이 첨가 또는 제거되어 1개의 활석층과 1개의 녹니석층의 반응으로 나타나는 경우와, 하나의 활석층이 손실되면서 브루사이트층을 제공하거나 브루사이트층이 활석화되어 2개의 활석층과 1개의 녹니석층의 반응관계로 나타나는 경우가 있다. 이들은 모두 상당한 부피 변화를 수반한다. 또한 부피변화가 최소화되는 반응으로서 앞의 두 경우가 서로 결합된 경우와 부피변화가 증가되거나 감소되는 반응이 복합적으로 일어나는 경우가 있다. 이 경우 2개의 녹니석층과 3개의 활석층, 두 개의 녹니석층 + 1개의 활석층과 1개의 녹니석층 + 3개의 활석층, 3개의 녹니석층과 5개의 활석층 등의 복합적인 반응관계가 관찰되었다.

충남지역 활석광상에서 산출되는 금운모의 광물학적 특성 및 활석화 작용과 연관된 금운모의 생성기원을 연구하였다. 연구지역의 활석광상에서 산출되는 운모류는 녹니석과 더불어 활석광석의 주요 불순광물이다 화학적으로 활석과 공존하는 운모류들은 전형적인 금운모 조성을 보여주고, 활석과 직접적인 관련이 없이 산출되는 운모류들은 흑운모에서부터 금운모 조성까지 광범위한 분포를 보여준다. 금운모는 주로 활석광체의 외곽부의 검은 변질대에 분포하며, 특히 괴상 활석광석에 수반 되어 산출된다. 편광현미경이나 후방산란전자상에서는 금운모와 녹니석이 혼정을 이루고 있는 양상을 흔히 관찰할 수 있으며, 드물게 활석과 함께 혼정을 이루는 양상을 관찰할 수 있다. 금운모의 투과전자현미경관찰결과, 일반적으로 전형적인 10 a의 격자상 내에 14 a의 녹니석층이 불규칙하게 혼합되어 있기 때문에 금운모의 생성과정이 녹니석과 밀접한 관계가 있음을 지시하고 있다. 이러한 금운모의 산출상태와 광물학적 특성 및 금운모생성에 필요한 K의 기원을 고려하였을 때, 연구지역의 금운모는 활석화 작용의 후기단계에서, 초기 성분과는 달리 K을 충분히 함유한 열수용액과 활석광체와의 반응에 의해서 주로 생성된 것으로 판단된다. K은 이러한 K-변질작용이 일어나기 용이한 구조조건을 가진 활석광체와 주변 화강암질 편마암과의 접촉부에서 화강암질 편마암으로부터 유입되었다.

방사성폐기물의 처분연구와 관련하여 대전 유성지역 화강암내 심부시추공 시추코아의 단열 광물들에 대한 광물학적 특성을 연구하였다. 유성지역의 심부시추공들에는 다수의 단열대가 발달해 있으며 국지적인 열수변질작용이 중첩되어 있다. YS-01 시추코아에 대한 전암분석결과 -90 m∼-130 m 구간과 -230 m ∼-250 m 구간에서 급격한 SiO2 함량 감소와 Al2O3, CaO, L.O.I 값의 증가가 관찰되며 이는 단열충전광물의 생성과 관련이 있다. 이러한 단열충전광물에 대한 XRD분석결과 불석광물(로몬타이트, 휼란다이트), 방해석, 일라이트(2M1과 1Md 다형), 녹니석, 녹염석, 카올리나이트 등이 확인되었으며, 산출되는 양은 방해석 불석광물 〉 일라이트 〉 녹염석 녹니석 〉 카올리나이트의 순이다. SEM관찰 및 EPMA 분석결과, 단열충전광물들의 심도에 따른 조직 및 화학특성의 변화는 관찰되지 않는다. 연구지역은 화강암반내에 발달된 단열대가 지하수의 유동로로 작용하여 오랜 기간에 걸친 물-암석 반응이 진행되었고, 또한 저온의 열수변질작용이 중첩되었기 때문에 이들에 의한 단열충전광물의 생성기원 연구가 필요하다.

중원지역 지열수의 CO2 가스의 용축과 수반된 탄산염 침전물의 광물학적 특성을 밝히기 위하여 탄산염 침전물에 대해 광물학적 및 지구화학적 분석방법을 적용하여 보았다. 이들은 매년 수 mm의 두께로 저수조내에 침전되며 미세한 층상으로 결정화되어 있고, 검은 갈색의 얇은 층들이 반복적으로 존재하고 있다. 침전물은 비교적 순수한 방해석으로 되어 있으며 1M HCl로 처리하여 잔류물을 XRD 분석한 결과는 카올린 광물 및 일라이트질 광물이 확인되었다. 전자현미분석에 의하면 검은 갈색층은 주로 방해석과 Fe나 Mn 산화광물의 집합체이며 소량의 점토광물도 함께 섞여 있는 것으로 추정된다. Fe의 경우에는 주로 방해석내 Ca자리를 치환하여 존재하며 일부 산화광물로 함께 침전된 것으로 보인다. 반면에 Mn의 경우는 일부는 Fe처럼 방해석결정구조 내에서 Ca를 치환하면서 존재하기도 하지만 주로 산화물의 형태로 존재하는 것으로 보인다. 후방산란전자상(BSEI) 관찰에 의하면 Fe와 Mn 모두 매우 미세한 입자의 산화광물들로 밀집해 있는 부분이 관찰되기도 한다. 중원지역 탄산수로부터 방해석이 침전되는 과정은 CO2 가스가 방출되면서 pH가 증가하면서 방해석 및 Fe, Mn 산화물이 과포화상태가 되어 침전되는 것으로서 해석할 수 있다. 또한 지하 심부를 순환하면서 활발한 물-암석반응의 결과로 Si나 Al 및 기타 이온들의 함량이 상대적으로 높았던 탄산수가 pH가 높아지면서 카올린 광물이나 일라이트질 광물, 석영등의 규산염 광물들이 함께 침전하였을 것이다. 그러나 방해석의 침전과정이 이루어지는 과정 동안에, 온천공으로부터 채수되는 탄산수의 양이 수요에 따라 매우 불규칙해서 탄산수의 수요가 많은 경우 탄산수가 지속적으로 과잉 채수되면 주변 천층지하수가 탄산수에 혼합되어 Fe, Mn 등의 농도를 상대적으로 낮추게 되어 산화물형태로 침전되기가 어려워져서 거의 순수한 방해석만이 침전하게 된다. 결과적으로 거의 순수한 방해석 층에 검붉은 층이 불규칙하게 반복되고 있는 중원지역 탄산염침전물은 침전작용이 일어나는 대부분의 기간 동안 지속적으로 주변 전층지하수의 유입이 일어났음을 지시하고 있다. 또한 Fe, Mn 등의 함량이 높은 탄산수로부터의 침전은 매우 짧은 기간동안 단속적으로 일어났음을 지시한다.