북동태평양 C-C지역의 우리나라 광구에서 산출되는 망간단괴의 내부조직을 크게 주상조직 층상대, 첨상조직 층상대, 첨상조직 괴상대, 첨상조직 다공질대 및 괴상조직 괴상대로 구분하였다. 주상조직 층상대에서는 버나다이트(vernadite)가 가장 우세하게 산출되며, 첨상조직 층상대에서는 부서라이크(buserite)가 함께 산출된다. 첨상조직 괴상대는 부서라이트의 산출이 두드러지며, 부분적으로 토도로카이트(todorokite)가 수반된다. 첨상조직 다공질대는 첨상체 또는 구상체로 이루어지며 부분적으로 괴상조직으로 교대되는데 주로 토도로카이트와 부서라이트로 구성되어 있다. 괴상조직을 갖는 괴상대에서는 토도로카이트와 버네사이트(birnessite)가 부서라이트와 함께 산출된다. 각 조직대별로 미세조직을 이루는 엽리들에 대해 전자현미분석을 실시하였다. 엽리의 화학조성을 구성하는 요인은 상관계수 군집분석에 의해 Mn-K의 Mn군, Cu-Ni-Zn-Mg(Ca-Na)의 Cu-Ni-Mg군 Fe-Co-Ti(Ca-P)의 Fe군과 Si-Al의 Si군 등 네 개군으로 구분된다. 각 조직대는 세 개 또는 네 개의 군으로 구성되며 이들 각군은 단괴에서 산출되는 광물과 밀접한 관계를 가진다. Mn군은 토도로카이트, Cu-Ni-Mg군은 부서라이트, Fe군은 함코발트수산화철광물, 그리고 Si군은 규산염광물에서 주로 기인하는 것으로 생각된다. 엽리의 화학조성은 이들 광물의 조합과 구성광물의 화학조성에 따라 지배되고 한 조직대내에서도 여러종류의 조합을 보이는데 이는 각 조직대의 엽리들의 성인과 밀접한 관련이 있는 것으로 생각된다.

The mineralogy and chemical composition of reddish to brownish yellow residual soils, so called "Hwangto" have been examined according to representative host rocks. The result of the study indicates that Hwangto consists of 40-80% clay minerals and various minerals such as quartz, feldspar, hornblende, goethite, and gibbsite. Clay minerals include kaolinite, halloysite, illite, hydroxy interlayered vermiculite (HIV), mica/vermiculite interstratifield mineral and chlorite. The mineralogical constituents and contents of Hwangto were different depending on the types of host rocks. Moreover, the Jurassic granitic rocks contain relatively more kaolin minerals, whereas the Cretaceous granitic rocks contain more HIV and illite. In addition, reddish Hwangto contains relatively more kaolinite and HIV, and yellowish Hwangto contains more illite and halloysite. It is suggested that feldspars and micas of host rocks were chemically weathered into illite, halloysite, illite/vermiculite interstratified minerals, and HIV, and finally into kaolinite. Compared with their host rocks, the major chemical compositions of Hwangto tend to contain more Al2O3, Fe2O3, H2O in amount and less Ca, Mg, and Na. Hwangto contains relatively high amount of trace elements, P, S, Zr, Sr, Ba, Rb, and Ce including considerable amount of Li, V, Cr, Zn, Co, Ni, Cu, Y, Nb, La, Nd, Pb, Th in excess of 10 ppm. Relatively high amount of most trace elements were detected in the Hwangto. The major and minor chemical compositions of the Hwangto were different depending on the types of host rocks. However, their difference was in the similar range compared with the compositions of host rocks.

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.

알루나이트는 포항지역의 제3기 연일층군의 이암 층내의 탄산염 결핵체 주변에서 할로이사이트와 함께 극미립 변질물 (1-2 μm)로서 산출된다. 알루나이트는 정육면체와 유사한 능면체 결정형을 이루고 침상 내지 단주상의 할로이사이트와 밀접한 공생관계를 이룬다. X-선회절 분석에 의해서 이 알루나이트는 a=6.9897(1) a, c=17.2327(4)a, V=728.75(3) a3의 격자상수값을 갖는 것으로 밝혀졌다. X-선형광된 이 알루나이트의 화학식은 (K0.94N0.06)(Al2.55Fe3+0.45)(SO4)2(OH)6 으로서, 나트로알루나이트 단성분을 6-7 mole%정도 함유하는 것으로 분석되었다. 또한 시차열분석 (TG-DTG-DTA)을 통해서 알루나이트의 승화성 성분들 (H2O와 SO3)의 존재와 함유 정도를 조사하였고, 고온X-선회절분석을 병행하여 이 광물의 OH기의 이탈 반응 (520℃)과 고온상으로의 전이 반응 (600℃ 및 700℃)을 감정 하였다. K/Ar 법으로 측정된 알루나이트의 생성 연대 (0.342±0.008 Ma)와 안정동위원소들의 분석 결과 (δ18Oso4=-1.7, δDSMOW=-31, δ34S=-10.8)는 이 알루미늄 황산염 광물이 연일충군의 융기 이후에 야기된 민물의 유입에 의한 표성기원의 변질작용의 결과로 생성되었음을 지시한다. 알루나이트+할로이사이트 공생군의 침전은 이암 내에서 조성된 강산성 (pH=2-3)의 알루미늄 황산염 용액이 탄산염 결핵체를 만나 반응하여 pH가 국지적으로 증가되어 (pH=4) 과포화되는 과정에 의해서 야기되었다. 컴퓨터를 이용한 Al3+의 포화지수에 관한 화학적 평형 모델링 실험 결과, 알루미늄 황산염 용액으로부터의 알루나이트와 할로이사이트의 침전은 pH=4 및 「SO42-=10-4M 조건에서 K+과 Si(OH)4의 농도가 10-4M 이상 유지되어야 가능한 것으로 밝혀졌다.

In Pohang area, basaluminite accompanying a little amounts of hydrobasalumnite, super-genetically occurs as whitish cryptocrystalline (2-4 μm) clay-like aggregates in the vicinity of altered carbonate concretions embedded within mudstones of the Tertiary Yeonil Group. A hydrobasaluminite changed readily into a basaluminite at room temperature in air, and, in turn, into a metabasaluminite when heating to 150˚~300℃. For the basaluminite, a monoclinic unit-cellparameters (a=14.845a, b=10.006a, c=11.082a, β=122.15˚) were calculated by X-ray powder diffraction data. Its basal reflections (001 and 002) are XRD analyses strongly indicate that the aluminum sulphate mineral has a layer structure and, at least, three types of water, i.e., (1) interlayer water (9.0 wt %), (2) crystal water (8.0 wt %), and (3) structural water (19.0 wt %). may present in its lattice. Based on TG-DTG data combined with EDS and IR analyses, a new chemical formula of Al5SO4(OH)134H2O was given to the basaluminite. Field occurrence and stable isotope data (δ18O, δD, δ34S) for the basaluminite seem to reflect that it was formed by the leached meteoric solution from surrounding mudstones during or after uplifting. An interaction of the acid solution with carbonate concretion and the resultant local neutralization of the fluid rich in Al3+ and SO42- are major controls on the basaluminite formation.

Mineral description and mineralogical characterization were made for the wellsite, a barrian zeolite, which found as diagenetic alterations in the Miocene pyroclastic rocks in Gampo area. The wellsite occurs together with clinoptilolite, smectite and apatite as euhedral crystallites (0.2~0.4mm) forming interpenetraion twinning in the vesicles of altered pmice fragments. Compared to other reported wellsites, the wellsite is rather silicic (Si/(Al+Fe): 3.12-3.16) and Ca-rich. Unit cell dimensions and chemical formular determined from XRD, EMPA and TGA data are as follows:a=9.883a, b=14.204a, c=8.677a, β-124.764˚, (Ba0.57K0.36)(Ca1.18Na0.04)Al3.9Si12.1O32.13.9H2O.The cation composition of the Gampo wellsite, which shows an exchange reaction in the form of Ba2++Ca2+=2(K++Na-), is deviated far from the compositional range of a phillipsite-harmotome series. Due to higher abundance of divalent cations (Ca, Ba) and si in the wellsite, cimpared to those of the phillipsite and harmotome reported in other areas, the zeolite seems to be characteristic of higher water content (18.7 wt%) and higher thermal stability. XRD, chemical and thermo-chemical results of the wellsite reflects that wellsite is rather a Ba- and Ca-rich end member of a phillipsite-harmotome-wellsite series than an intermediate phase of phillipsite-harmotome series or a barrian variety of phillipste.

Buserties are known to have layer structures with variable C dimension which depended on the nature interlayer catious and contents of water molecular between edge-sharing [MnO6] octabedral layers. Na-, Ca-, Mg-, and Zn-buserties were synthesized in the laboratory and studied for to know the structural states of water molecules and the role of catious in the buserite structures. With lowering the relative humidity(RH), Ca-buserite begins to dehydrate at 27% RH and proceeds further very slowly. Mg- and Zn- buserite also slow dehydration above 2% RH. With gradual ineveasing temperature Ca- and Zn-buserite show abrupt shifting of 10a peak (10a-phare) toward 7a peak. All of 7a-phare are further dehydrated to 5a-phare by further increasing temperature. It suggests that interlayer catious play a crucial role in the dehydration behavious of buserites. Simulation of one-dimensional X-ray diffraction patterns of buserties show that buserites have three layers of water molecules of different types: the very loosely bound and tightly bend waters, instead of two layers that was regarded by previous authers. The very loosely bound water is sited I open space of the interlayer, the loosely bound water is bound on the tightly bound water by hydrogen bond, and the tightly bond water in coodinately bound on the interlayer catious.

The talc of the Daeheung, Pyeongan, and Cheongdang (Shinyang) talc deposits in the Yesan-Gongju-Cheongyang area is a hydrothermal alteration product of serpentinite originated from ultramafic rocks. The mineral assemblages in alteration zones are: serpentine, serpentine-talc, talc, talc-chlorite, talc-phlogopite-chlorite, and talc-tremolite-chlorite. Chemical distributions in both the Al2O3-FeO-MgO system and the immobile elements suggest that the serpentine-talc and talc rocks are the reaction product of ultramafic rocks and silicic hydrothermal solution without addition of other granitic components, whereas chlorite-, phlogopite-, and tremolite-bearing rocks are the metasomatic alteration product of serpentinite by hydrothermal solution affected by granitic gneiss. Discontinuities in the immobile element ratios of mineral assemblages are due to changes in their mineralogy. The relative contents of Al2O3, TiO2, Zr in the talc-phlogopite-chlorite and talc-tremolite-chlorite rocks increase irregularly with increasing phlogopite, tremolite, and/or chlorite contents in contrast to other ore types. But the relative contents of Cr, Ni, and Co are uniform in all the mineral assemblages. Chemistry of each mineral assemblage formed by steatitization of serpentinite suggests that Cr, Co, Ni, MgO, and Fe2O3 are relatively immobile during the alteration, whereas SiO2, Al2O3, CaO, and K2O are highly increased. The contents of chlorite, phlogopite, and tremolite in each mineral assemblage might be controlled by addition of Al2O3, K2O, and CaO, respectively. The high contents of other elements than immobile elements in the altered rocks as compared with unaltered rocks indicate that a large amount of elements were introduced from hydrothermal solution up to about 8∼41% in total mass showing maximum value in the talc-phlogopite-chlorite rock.

춘천 지역 구봉산층군 내에서 산출되는 백색 및 흑회색 투감섬석에 대하여 전자현미분석과 리트벨트법에 의하여 결정화학적 특징이 연구되었다. 화학 조성상 백색 투감섬석 (WHT)은 흑회색형 (BLT)에 비하여 Al과 Na의 양은 많고, Mg와 Ca의 양은 적은 차이를 보여준다. 단위포의 크기에 있어 b축의 길이는 WHT가 BLT보다 약 0.013a 크다. 이는 후자의 M(4) 자리에 보다 많은 Na와 Mg가 치환된 결과로서 계사된 〈M(4)-O.가 각각 2.522, 2.512a로 잘 일치하고 있다. 자리 점유율에 있어 BLT의 경우 모든 Al이 T(2)에 채워지며, WHT에서는 T(1), T(2)에 각각 0.138, 0.181씩 Si를 치환하고 있다. M(1), M(2), 및 M(3)는 모두 Mg에 의해 채워지고 있으며, Ca가 채워지는 M(4)에는 BLT에서는 소량의 Mg가 들어 있다. (001) 방향으로 투각섬석의 구조를 작도해 보면, WHT에서는 사면체의 바닥면이 T(1) 안쪽으로 다소 기울어져 있으나, BLT에서는 T(1)과 T(2)가 서로 마주보며 기울어져 있는 특이한 양상을 보여준다. 이러한 구조상의 차이점은 앞으로 보다 많은 투각섬석에 대한 구조적인 연구를 수행할 필요가 있음을 보여준다.

춘천 지역 선캠브리아기의 구봉산층군 내의 백운석질 대리암에는 광역변성작용의 산물로서 조립질의 투각섬석이 주된 규산염 광물상을 이루며 산출된다. 이들은 배태 층준과 원암의 조성에 따라 두 가지 유형으로 구분된다. : (1) 투각섬석(흑회색)+방해석+백운석+활석, (2)투각섬석(백색)+금운모+백운석+방해석+K-장석, 백색의 투각섬석이 흑회색형보다 상대적으로 높은 Al과 알칼리 함유도를 보이지만, 전반적으로 모두 Mg-단종에 가까운 화학 조성을 갖는다. 투각섬석들이 격자 구조상의 결함 구조를 갖지 않는데 비해서, 금운모는 1M 구조형을 이루고 저면 격자 간격상에 녹니석 단위의 빈번한 개재에 의한 격자상의 구조적 결함이 흔히 관찰된다.방해석-백운석 지온계에 대한 연구와 TWEEQU 프로그램을 이용한 상평형도 작성을 통해서, 투각섬석들은 500~600℃의 온도 범위, 8kb 정도의 압력 및 Xco2=0.2~0.5 조건에서 생성된 것으로 해석하였다. 이 지역의 투각섬석은 위와 같은 조건에서 지속적으로 평형 상태가 유지되고 상안정도가 증대되므로서, (1) 투휘석을 수반하지 않고, (2) 격자 구조상의 결합을 갖지 않는, (3) 자형의 큰 결정을 이루게 된 것으로 해석된다.

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.

직운산층의 열적변성도를 밝히기위해 일라이트의 '결정도'와 녹니석의 화학성분을 이용하였다. 직운산층의 일라이트 '결정도'값은 Weaver index로는 4.48에서 32.5에 이르며, Kubler index로는 0.14δ˚ 2θ에서 0.03δ˚ 2θ에 이른다. 대부분의 일라이트 '결정도'값은 epizone의 영역 (K. I.〈 0.21δ˚ 2θ)에 속한다. 직운산층 녹니석에 의해 계산된 온도와 그 화학 분석치(Fe/(Fe+Mg)=0.45, Tet. Al/Octa. Al=0.84, the calculated temperature=250-270˚C)는 기존의 epizone 녹니석의 연구결과와 잘 일치한다. 이 연구의 결과는 직운산층의 변성정도가 epizone에 속하고 직운산층은 과거에 적어도 300˚C의 온도에 도달했다는 것을 나타낸다.