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.

남극 드레이크해협 극전선 남쪽 해산(수심 2710 m) 퇴적물코어(DP00-02, 코아길이 284 cm)의 화학조성과 점토광물분석을 실시하여 빙기-간빙기 순환과 관련된 고해양학적 분석을 실시하였다. 구성 점토광물은 전반적으로 스멕타이트가 우세하고 일라이트와 녹니석이 보다 적은 양으로 함유되어 있었다. 그러나 캐올리나이트는 거의 검출되지 않았다. 최하부에서 Marine Isotope Stage(MIS) 4와 5의 경계에 해당하는 170 cm 정도까지의 구간에서 상부로 갈수록 스멕타이트의 함량이 10% 정도 서서히 감소하는 경향을 보이고, 그 이상에서는 함량이 거의 일정하다. 점토광물 조성의 일정성에 비하여 SiO2, Zr, Cs, Th, REE, K2O, Al2O3는 CaCO3와 상호 대조적이면서 큰 변화를 보인다. 24, 136, 176 cm 깊이에서 SiO2의 급격한 증가와 CaCO3의 급격한 감소가 관찰되는데, 이 시기에 기원지로 생각되는 남극대륙 빙붕으로부터 ice-rafted debris (IRD)가 다량 공급된 것으로 판단된다. 기타 주원소들, 미량원소, REE의 변화경향은 SiO2와 유사하지만, Ni, Cu, Ba은 SiO2와 상관성이 상대적으로 매우 낮은데, 이는 쇄설성 외에 속성과정에서의 재동 또는 해양생산성이 높았던 시기의 규조와 같은 생물기원 쇄설물의 축적과 관련이 있는 것으로 추정된다. 특히 Ba의 경우, SiO2보다 10~20cm 정도 지연되어 증가하는 특이한 경향을 보이는데, 이는 빙하후퇴에 이은 생산성의 빠른 증가와 관련된 것으로 보인다.

양산단층 남부지역에 분포하는 화강암류들은 야외산상 및 암석기재적 특징에 의해 다섯 암상으로 분류되며, 이 다섯 암상은 다시 성인과 관련하여 두 그룹(그룹 I과 그룹 II)으로 분류된다 그룹 I의 화강섬록암, 포유암 함량이 많은 반상화강암, 그리고 포유암 함량이 적은 반상화강암은 마그마혼합의 영향을 받은 특징을 잘 나타낸다. 반면에 이들을 관입한 그룹 II의 등립질화강암과 미문상화강암에서는 마그마혼합의 증거들이 나타나지 않는다. 양산단층을 경계로 그룹별로 나타나는 매우 뚜렷한 미량원소 및 동위원소 조성은 이 두 그룹의 마그마가 서로 다른 마그마로부터 진화된 것으로 해석된다. 그룹 I내의 세 암상은 사장석의 분별과정을 포함하는 마그마 혼합의 정도차이에 의해 형성되었으며, MME는 흑운모의 분별과정을 겪었다. 그룹 II의 두 암상은 그룹 I과는 다른 모 마그마로부터 정장석의 분별과정을 통하여 형성되었다. 그룹별로 Rb-Sr 전암연령을 구하여 보면, 동측지괴와 서측지괴의 그룹 I이 각각 59.2±2.9Ma, 58.9±6.2Ma이고 그룹 II가 53.3±2.2(모두 2Σ 오차)Ma, 51.7Ma로 나타나, 양측지괴에서 그룹별로 서로 다른 군집된 연령을 보여주었다. Sm-Nd 동위원소 연구결과, 화강암류들의 근원물질은 그룹별로 달랐을 것으로 판단되며, 결핍맨틀에 의한 모델연령은 그룹 I이 약 0.8~0.9Ga이며, 그룹 II는 이보다 0.1~0.2Ga 정도 젊은 약 0.6~0.7Ga에 해당된다

오색 온천은 강원도 북동부 지역인 양양군 서면 오색리에 위치하고 있으며 온천 원수의 온도는 약 42℃이다. 온천 원수는 EC (196 us/cm), SO4 (10.88 mg/L), F (8.19 mg/L), 그리고 Na (37.09 mg/L)로 상당히 높은 값을 나타낸다. 온천 원수가 배출되는 배출구 부근에는 붉은 색과 검은색의 침전물이 형성되고 있다. X-선회절분석 결과 대부분 결정도가 낮은 철 수산화광물에서 관찰되는 회절선과 결정질의 메셀라이트로 구성되어 있다. 전자현미경 관찰 결과 침전물에는 외관상으로 구형과 막대모양의 박테리아와 유사한 형태들이 발견된다.

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.

한반도 동남부 일대에 발견된 제4기 단층인 상천, 입실, 왕산단층 비 지대에서 단층운동과 이에 수반된 유체의 영향으로 생긴 미구조 및 광물학적인 변화 양상을 알아보기 위해 단층 비지와 주위 모암의 전암분석과 전자현미분석이 수행되었다. 단층 비지와 주위 모암의 X-선형광분석 결과 유동성이 낮은 원소 즉 TiO2, MgO, P2O5 , Fe2O3가 신선한 모암에 비해 비지대에 집적되는데 이는 단층운동과 이에 수반된 유체들의 활동이 활발했음을 이야기 해준다. 단층 비지 물질의 X-선회절분석 결과 관찰되는 광물은 석영, 장석, 방해석과 점토광물이고, 점토광물은 대부분 스멕타이트이며 (060) 회절선의 값은 평균 1.50 a으로써 이팔면체 구조를 가진다. 전자현미분석 결과 비지대 및 모암내 다양한 종류의 황화, 탄산염 및 인산염광물들이 관찰된다. 상천단층 회색 비지대의 제노타임, 입실단층 접촉부 안산암과 왕산단층 접촉부 회색 안산암의 황화광물은 제4기 이전의 단층운동과 관련된 열수의 유입으로 인해 생성된 것으로 추측 된다. 입실 접촉부 안산암과 비지대의 맥상의 탄산염광물은 제4기 이전의 단층운동과 관련된 유체에 의해 생성되었고, 이들 탄산염광물이 물리적으로 심하게 파쇄되어 있으며 탄산염광물 가장자리에 반응연이 있는 것으로 보아 탄산염광물이 생성되고 난 후에도 단층운동과 유체의 활동이 활발했음을 알 수 있다. 왕산단층의 맥상의 방해석은 제4기 단층운동과 동시기 또는 후기에 생성된 것으로 볼 수 있다.

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.

양남 지역의 제 3 기층인 하서리 응회암층의 중.상부에 부존되는 벤토나이트들은 원암의 암상과 화학조성에 의존되는 광호 양상과 광물상을 나타낸다. 벤톤나이트들은 대부분 안산암질 원암의 기원을 시사하는 희유 및 희토류 원소들의 함유 양상을 보이고, 현무암질 원암의 벤토나이트는 최상부의 일부 층준에만 그 산출이 국한된다. 이 지역의 벤토나이트는 주로 유리질 내지 라필리 응회암이 속성 변질된 것으로 이 과정에서 SiO2와 알칼리 (Na, K) 성분들이 고갈되는 화학 성분상의 유동 양상이 인지된다. 벤토나이트는 주된 광물 성분인 스멕타이트 이외에 흔히 단백석 및 석영같은 규산 광물과 휼란다이트, 모데나이트 및 클리높틸로라이트간은 불석광물들을 수반한다. 스멕타이트는 대부분 몰노릴로나이트 유형이지만 최상부 층준의 현무암질원 벤토나이트와 비교하여 논트로나이트의 광물 화학, X-선회절 양상, 층간 화학 및 염화학적 특성 등이 논의되었다. 이 지역 벤토나이트의 형성과정은 (1) 화산쇄설물의 급속한 퇴적, (2) 비이상적으로 높은 매몰 온도(〈80℃) 조건, (3) 규산 광물의침전에 의한 공극수 내외 H4SiO4의 제거, (4) 원암의 낮은 Si/al 함유비와 높은 Fe 함유도 등에 의해서 조장된 것으로 해석된다.