A radioactive waste repository consists of engineered barriers and natural barriers and must be safely managed after isolation. Geologic events in natural barriers should be categorized and evaluated according to their magnitude to assess the present and future stability of disposal. Among the longterm evolutionary elements of natural barriers, faults are a small portion of the Earth’s crust. Still, they play an important role in nuclide transport as conduits for fluids moving deep underground. In addition, the physical and chemical properties of fault rocks are useful for understanding the longterm and short-term behavior of faults. Paleomagnetic research has been used extensively and successfully for igneous, metamorphic, and sedimentary rocks. In addition, magnetic characterization of fault rocks can be used to describe faults or infer the timing of major geological events along fault zones. Components of magnetization defined in fault-breccias were attributed to chemical processes associated with hydrothermal mineralization that accompanied or post-dated tectonic activity along the fault. The study of magnetic minerals in fault rocks can be used as “strain indicators”, “geothermometers”, etc. This study is a preliminary test of magnetic properties using fault gouges. Fault gouges are not well preserved in typical terrestrial environments. Access to fresh gouges typically requires trenching through faults or sampling with a core drill. Fortunately, it is a magnetic property study using a fault gouge that exists on the inner wall of KURT (KAERI Underground Research Tunnel). This is to identify the motion history of the fault and, furthermore, to understand the stress structure at the time of fault creation. In addition, it can be presented as evidence for evaluating faults that may appear in future URL (Underground Research Laboratory).

경북 포항시 남구 동해면 금광리 일대의 전기 마이오세 현무암층 내에 단층파쇄대의 중심에 약 5-10 cm의 폭을 가진 흑색의 단층점토가 길게 연장되어 나타났다. 이 단층점토에 대해 XRD, FTIR, DTA/TGA, SEM, TEM, XRF, EPMA 등으로 자세히 분석한 결과, Fe 성분을 다량 함유하는 Fe-세피 올라이트인 것으로 확인되었다. 이 외에 단층파쇄대의 변질광물은 주로 스멕타이트인 것으로 나타났 으며, 신선한 모암인 현무암에도 스멕타이트가 상당량 포함되어 나타났다. 이러한 구성광물의 산상으 로 보아, Fe-세피올라이트는 현무암의 고화 형성 후에 다소 깊은 곳에서 단층작용과 함께 열수변질작 용이 관여하여 형성된 것으로 사료된다.

황철석이 다량 존재하는 지역에서 산성암석배수에 의한 중금속 거동과 관련된 단층비지의 역할을 알아보기 위해, 양산지역에 분포하는 함황철석 안산암의 모암과 단층비지에 대하여 XRD, pH, XRF, SEM-EDS, ICP 분석을 실시하였다. 연구결과 모암의 주 구성광물로 석영(quartz), 엽랍석(pyrophyllite), 황철석(pyrite), 일라이트(illite), 황옥(topaz)이 관찰되었고 짙은 갈색의 단층비지 시료의 경우 석영(quartz), 일라이트(illite), 녹니석(chlorite), 스멕타이트(smectite), 침철석(goethite), 카콕세나이트(cacoxenite)가 동정되었으며 침철석이 주 구성광물이었다. 모암에서 동정된 광물 종으로 보아 모암은 열수 변질 작용을 많이 받은 것으로 보인다. ICP분석 결과 각 시료의 중금속 농도는 모암의 경우 Zn > As > Cu > Pb > Cr > Ni > Cd 순을 보였으며, 단층비지의 경우 As > Zn > Pb > Cr > Cu > Ni > Cd 순으로 나타났다. 두 시료를 비교해 보면 중금속의 총량은 전체적으로 단층비지에서 상대적으로 더 높은 값을 나타내며 특히 Pb, As, Cr은 2배 이상의 큰 차이를 보인다. 이러한 차이는 단층비지의 주 구성광물인 침철석의 높은 반응성과 넓은 표면적에 의해 Pb, As, Cr과 같은 중금속들이 공침 혹은 흡착되어 특히 높은 농도를 나타내며 또한 황철석의 산화에 의한 낮은 pH에 의하여 이러한 효과가 더욱 증가되었다고 사료된다. 그리고 자연환경에 쉽게 영향을 줄 수 있는 labile (step 1)과 acid-soluble (step 2)을 합한 농도의 비율은 대부분의 중금속이 모암에서 더 높게 나타나는 것을 확인하였다. 결과적으로 연구지역에서 단층비지는 모암에 비하여 많은 양의 중금속을 함유하고 연속추출법 단계 중 상대적으로 자연에 쉽게 유출될 수 있는 단계의 비율이 낮은 것으로 나타나 산성암석배수에 의한 피해가 예상되는 지역에서 단층비지는 중금속이 쉽게 용출되지 않게 하는 저장소로 큰 역할을 하는 것으로 판단된다.