지질공학│응용지질학
260 2010 추계지질과학연합학술발표회 초록집
SEM 영상을 이용한 극지환경에서의 물리적 풍화 관찰
박지환
*․현창욱․박형동
서울대학교 에너지시스템공학부, [email protected]
남극 세종과학기지 주변의 지중 온도를 모사하여 극지환경에서 발생되는 동결-융해에 의한 물리적 풍화작용을 실내 인공풍화 장치를 이용해 실험적으로 재현하였다. 남극 세종과학기지 주변에서 우세한 암종은 화강암질 섬록암 및 섬록암, 현무암, 라필리 응회암, 현무암질 안산암 으로 알려져있고, 본 연구에서는 이들 암종 중 섬록암, 현무암, 응회암을 실험대상으로 하였다.
남극의 시료를 채취하고 이용하는 데에는 많은 제약이 따르므로 국내에서 동일한 암종을 채취 하였다. 시료는 5 mm × 5 mm × 3 mm의 크기로 각 암종에 대해 2개의 시료를 가공하여, 총 6 개의 시료를 이용하였다. 온도조건은 -10 ~ 10℃를 반복하였고, 수분조건은 물리적 풍화의 가 속화를 위해 완전 포화상태로 실험을 수행하였다. 총 50사이클의 실험을 수행하였으며, 10사 이클마다 SEM 영상을 취득하여 암석시료의 물리적 풍화를 관찰하였다. SEM 영상에서 동일 지점의 동결-융해 사이클별 변화 과정을 관찰함으로써 극지환경에서의 물리적 풍화작용을 시 각적으로 확인할 수 있었다. 동결-융해 사이클을 0회, 10회, 20회, 30회, 40회, 50회 거치는 동 안 얻어진 SEM 영상을 분석한 결과 세 가지 암종에서 모두 미세균열의 수와 길이가 점진적으 로 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 많은 지점에서 입자의 탈락현상을 관찰할 수 있었다. 또한 광물입자간 구조가 치밀한 섬록암 시료에 비해, 공극율과 흡수율이 높은 응회암과 현무암의 경우 더 큰 변화가 관찰되었다.
사사: 본 연구는 교육과학기술부 기초연구사업의 연구과제인 “극지 동결-융해 풍화과정에 노 출된 암석의 물성변화 메카니즘과 측정연구(2010-0027753)”의 일환으로 수행되었으며, 이에 감사한다.
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