본 연구는 초등학교 학습자들의 지질학적 시간 개념 인식에 따라 퇴적암 형성 과정을 어떻게 이해하고 있는지를 알아보기 위한 연구이다. 연구의 실행은 B 광역시에 위치한 U 초등학교 4학년 학생 57명을 최종 분석의 대상으로 진행되었으며, 데이터의 수집은 Jolley et al. (2012)이 개발한 LIFT (The Landscape Identification and Formation Test) 검사 도구를 수정 및 번안하여 객관식 문항을 구성하고, Charles and McConnell (2018)이 활용한 지질학적 경관 형성에 대한 인터뷰의 구조를 서술식 문항으로 제작하여 데이터를 수집하였다. 서술형 문항 응답 결과를 질적으로 분석하여 학생들의 지질학적 시간 개념 표출 유형을 기준으로 세 군집으로 분류하였다. 분류된 군집은 각각 구체적 시간 개념 군집(Specific time concept cluster), 막연한 시간 개념 군집(Vague time concept cluster), 시간 개념 미표현 군집(No time concept cluster)으로 명명되었으며, 각 군집별로 퇴적암 형성 과정에 대한 단답형 문항의 점수를 활용하여 통계적 검증을 수행하 였으며, “구체적 시간 개념” 군집은 “시간 개념 미표현” 군집에 비해 퇴적암 형성 과정에 대한 이해가 통계적으로 유의 미하게 높은 것을 확인하였다. 또한 그 구체적 사례에서 Ault (1982)가 언급한 지질학적 연대에 대한 과소 추정과 과대 추정의 사례를 발견하였다. 또한 각 군집별로 수집된 서술형 문항(퇴적암 형성 과정에 대한 서술)을 바탕으로 언어 네트 워크를 형성하고, 중심도 분석을 실시하여 시각화한 후 분석하였다. 분석 결과, 구체적 시간 개념 군집은 퇴적암 형성의 모든 과정에 대해 비교적 잘 인식하고 있으며, 지질학적 시간 개념이 현상과 잘 연결되어 있는 것을 확인하였다. 또한, 막연한 시간 개념 군집은 퇴적암 형성 과정에서 퇴적, 압축, 교결, 암석화, 노출의 과정이 비교적 잘 연결되어 있지 않지 만, 지질학적 시간 개념은 비교적 잘 인식하고 있었으며, 시간 개념 미표현 군집은 퇴적암 형성 과정에서 퇴적, 압축, 교 결 작용을 중심으로 설명하고 있으며, 지질학적 시간 개념의 인식 또한 거의 이루어지지 못하고 있다는 것을 확인하였 다. 추가로, 각 군집별 시간 노드의 커뮤니티가 가지는 중심도를 활용해 커뮤니티 분석을 실시간 결과, “시간 개념 미표 현” 군집은 퇴적암의 형성 과정을 시간 개념과 연관시키는 것에 어려움을 겪는 것을 확인하였다.

강원도 영월읍 북부 지역의 영흥리 물암골, 속골 및 삼옥리 일대에는 중기 석탄기의 요봉층이 남북 방향으로 길게 분포한다. 특히, 요봉층 내에는 품위가 높은 석회암이 발달되어 있어 석회석 자원으로 활발히 개발되고 있다. 이 연구는 요봉층내의 석회암의 구성 입자와 조직 및 지화학적 특징, 그리고 석회암의 부존 상태를 규제하는 지질구조를 파악하기 위해 수행되었다. 요봉층의 석회암은 대체로 담회색 또는 담갈색의 세립 팩스톤(packstone)과 와케스톤(wackestone)으로 구성된다. 석회암의 구성 입자는 해백합, 유공충, 방추충, 개형충, 복족류 등의 다양한 생물 파편으로 이루어진다. 연구 지역의 요봉층 내 석회암의 CaO 함량은 48.12∼59.31% 범위이며, 평균 함량은 54.52%로 높다. MgO, Al2O3, Fe2O3 및 SiO2의 평균 함량은 0.32%, 0.05%,0.20%) 및 0.05%이다. 화학성분을 고려할 때 요봉층 석회암은 비교적 품위가 높은 석회암이다. 석회암의 Al2O3, Fe2O3및 SiO2의 함량은 석회암의 암상, 층리의 발달 정도, 그리고 셰일층의 협재 등에 따라 변화 양상을 보이는 것이 특징적이다. 일반적으로 연구 지역에서 요봉층 석회암의 CaO 함량은 층의 상부로 갈수록 감소하는 경향을 나타낸다. 연구 지역에 분포하는 요봉층은 적어도 5회의 변형작용을 받은 것으로 밝혀졌으며, 이 중 첫 번째와 네 번째 변형작용 중에 생성된 습곡구조에 의해 요봉석회암의 부존상태가 크게 지배되는 것으로 파악되었다. 첫 번째 변형작용은 등사습곡과 엽리구조를 발달시켰다. 두 번째 변형작용에 의해 형성된 지질구조 요소인 노두 규모의 등사습곡은 조사 지역 전역에 걸쳐 발달되어 있지 않고 오직 요봉층의 녹색 이암 및 밤치층의 암회색 이암에만 발달되어 있다. 세 번째 변형작용에 의해 형성된F3 횡와습곡과 이와 관련된 S3 엽리구조 및 네 번째 변형작용 중에 생성된 노두 규모 및 지질도 규모의 F4 습곡구조, 그리고 다섯 번째 변형작용 중에 형성된 충상단층 및 이와 관련된 습곡구조가 연구 지역 전역에 걸쳐 연속적으로 인지된다.

강원도 영월 남부 지역의 청림 일대와 충북 가창산 일대에는 중기 석탄기의 갑산층이 북북서 방향으로 길게 분포한다. 이 연구는 갑산층 내의 석회암의 구성 입자와 조직 및 지화학적 특징, 그리고 석회암의 부존 상태를 규제하는 지질구조를 파악하기 위해 수행되었다. 갑산층의 석회암은 대체로 담회색 내지 담갈색을 띠며, 세립질의 치밀한 조직을 갖는다. 석회암의 구성 입자는 해백합, 유공충, 방추충, 개형충, 복족류 등의 파편으로 이루어졌다. 부분적으로 재결정 작용을 받아 세립의 결정질 방해석으로 이루어지기도 한다. 갑산층 석회암의 CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3 및 SiO2의 함량을 분석한 결과 CaO 함량의 범위는 49.78 - 60.63%이며, MgO는0.74에서 4.63% 까지 변화한다. Al2O3와 Fe2O3는 각각 0.02∼0.55%, 0.02∼0.84% 까지 변화한다. 이들은 CaO의 함량이 비슷한 경우 이들의 값도 매우 비슷한 양상을 보여 준다. SiO2는 대부분이 1.55∼4.80% 범위 내에서 변화하나 일부 시료에서 6% 이상의 높은 값을 나타낸다. CaO의 함량을 기준으로 할 때 석회암은 크게 49.78∼56.26%(A군)와 59.36∼60.38%(B군)의 범위 내에 분포하는 2개의 군으로 구분된다. A군의 석회암은 CaO의 함량 변화에 따라 Al2O3, Fe2O3 및 SiO2는 매우 불규칙하게 변화하며, MgO는 대체로 거의 비슷한 값을 갖는다. B군의 석회암 경우 MgO, Al2O3, Fe2O3 및 SiO2는 매우 비슷한 값을 나타내는 특징을 보여 준다. 연구 지역의 갑산층 석회석 자원의 부존 상태를 규제하는 지질구조 요소들은 적어도 다섯 번의 변형작용에 의해 형성되었다. 첫 번째 변형작용은 등사습곡구조를 형성시켰으며, 연구 지역 전역에 걸쳐 발달된 층리면과 평행한 엽리는 축면엽리로서 축을 갖는 노두규모의 습곡구조와 그와 관련된 축면엽리, 파랑습곡구조, 파랑엽리, 교차선구조 등의 지질구조 요소를 형성하였다. 세 번째 변형작용 동안에는 압축응력축의 방향이 대체로 동서 방향으로 바뀌었으며, 노두규모의 습곡구조, 파랑습곡구조, 파랑엽리, 교차선구조 등의 지질구조 요소를 형성하였다. 네 번째 변형작용은 세 번째 변형작용과 동일한 응력환경하에서 거의 연속해서 일어난 것으로 여겨지며, 지질도 규모의 향사구조 및 배사구조를 형성하였다. 다섯 번째 변형작용은 네 단계의 변형작용 중에 형성된 지질구조 요소들을 절단하는 취성 단층운동으로 특징된다. 이 중에서 갑산층 석회암의 분포는 첫 번째 변형작용 중에 형성된 등사습곡과 네 번째 변형작용 중에 형성된 지질도 규모의 향사 및 배사구조에 의해 지배되고 있다.

결정질암반중의 지하수 이동로인 열극은 모암과는 다른 이차광물로 구성되는 수가 많다. 그래서 방사성폐기물 처분장 모암중의 열극광물은 그들의 높은 표면 반응성 때문에 관심의 대상이 되고 있다. 본 논문에서는 선캠브리아기 편마암류로 구성되어 있는 충남 유구지역수리치 시추공 코아의 열극표면에서 발견된 점토광물의 생성과정을 고찰하였고, 그들과 현재 지표수 및 지하수와의 평형관계를 알아보았다. 편마암 열극에서 물-암석 상호반응은 깁사이트, 캐올리나이트, 스멕타이드, 일라이트 등을 생성시켰다. 열극점토광물은 두가지 다른 과정을 통해 생성된 것으로 판단된다. : (1) 열극주변 모암 확산대에서 장석의 Incongruent Dissolution에 의한 스멕타이트 또는 일라이트의 생성, (2) 열극틈 사이에는 깁사아트, 캐올리나이트, 스멕타이트 (또는 일라이트)가 지하수의 용존이온으로부터 침전. 열극충전광물은 깁사이트→캐올리나이트→스멕타이트 (또는 일라이트) 순으로의 광물생성순서를 보인다. 광물생성순서를 규제한 요인은 지하수의 pH 상승, 충전물에 의한 열극틈의 투수계수 감소, 그리고 알카리 및 알카리토 원소의 Immobility에 의한 것으로 보인다. 수리치 시추공 지하수의 pH는 8.6-9.2 범위이며, 화학성분상 Na-HCO3 형이며, Na와 HCO3는 Albite와 Calcite의 용해작용으로부터 공급된 것으로 보인다. WATEQ4/F 프로그램에 의한 지하수의 포화지수는 pH 상승에 따라 깁사이트와 캐올리나이트는 침전반응을 거쳐 평형상태로, 스멕타이트와 일라이트 평형상태를 거쳐 재용해성 환경으로의 변화를 지시한다. Na2O-Al2O3-SiO2-H2O계의 상안정도상에 지표수와 지하수 모두 캐올리나이트 안정영역에 속한다.