강원도 상동지역의 폐탄광 지역에서 형성되는 광산산성배수에 대한 환경지구화학적 특징을 밝히기 위하여 옥동천 수계에서 13개의 물 시료를 채취하였다. 물 시료 SJ-13을 채취하여 실험실에서 121일 동안 자연 건조시켜 노란색과 갈색의 증발광물을 얻었다. SJ-13 물 시료를 자연 건조시키면 농도가 높아지게 되고 결국 gypsum이나 copiapite와 같은 광물을 형성할 수 있는 포화상태에 도달할 것이다. 상류지역에서 Mg, Si, Ca, Fe, Mn, Al, Cr, Cu, Zn, As, Se, Cd, Se, Th, U, Fe 그리고 SO₄ 등의 이온 농도는 높은 값을 보이다가 하류지역으로 갈수록 낮아지고 있다. 반면에 Na, K 및 Cl 등과 같은 이온농도는 상류지역에서 낮게 나타나지만 하류지역으로 갈수록 높아지고 있다. Gypsum에 대한 포화지수는 이온강도, TDS 및 TDI가 증가하면 증가하여 나타난다. 증발광물에 대한 XRD 분석에서 결정도가 높은 gypsum과 copiapite가 관찰된다. Gypsum에 대한 주 peak는 7.62, 4.28 및 3.06Å 등이고 copiapite에 대한 peak는 18.78, 9.30, 6.18, 4.51 및 3.58Å 등이다. XRD 상에서 관찰된 gypsum과 copiapite에 대한 IR 분석에서 OH stretching 흡수밴드, H₂O의 deformation 흡수밴드 그리고 SO₄^(2-) stretching vibration에 해당되는 흡수밴드가 관찰된다. 증발광물에 대한 SEM 및 EDS 분석에서 침상 및 주상의 결정들은 gypsum으로 보여지고 thin tabular 한 efflorescenting growth 형태로 나타나는 결정들과 얇은 결정들이 방사상 집합체로 나타나는 결정들은 copiapite로 해석된다. EPMA 분석에서 미세한 결정들이 석화석고 모습을 보이는 것 그리고 방사상 결정체로 나타나는 결정들에 대한 Ca와 S의 atomic%가 거의 1 : 1로 나타나고 있다.
This study investigated geochemical characteristics of acid mine drainage(AMD) discharged from the abandoned coal mine at the Sangdong area. Surface stream water samples were collected from 13 locations along Okdong creek. The yellowish and brown color of evaporated mineral was prepared by air dry for SJ-13 acid water sample during 121 days in the laboratory. As the SJ-13 acid water sample becomes fully drying, the concentration of this water become progressively more concentrated and its may be eventually reached saturation with respect to either gypsum or copiapite. At the upstream site, the Mg, Si, Ca, Fe, Mn, Al, Cr, Cu, Zn, As, Se, Cd, Se, Th, U, Fe and SO₄ ion contents were relatively high but those contents decreased significantly with the distance from the coal mine. On the contrary, the Na, K and Cl ion contents were low in the upstream site, but those contents increased to the downstream. The value of saturation index for gypsum increase with increasing ion strength, TDS and TDI in this surface stream water. The x-ray powder diffraction studies identified that the evaporated minerals were well crystallized gypsum and copiapite. Diagnostic peaks used for identification of gypsum were the 7.62, 4.28 and 3.06Å peaks. Diffraction peaks at 18.78, 9.30, 6.18, 4.51 and 3.58Å may indicate copiapite. The IR absorption bands of evaporated mineral which indicated gypsum and copiapite were found from OH stretching, deformation of H₂O and SO₄^(2-) stretching vibration, respectively. In the SEM and EDS analysis, the crystals of acicular and columnar in the evaporated mineral probably shown the gypsum. The efflorescenting growth of thin tabular crystals and radiating clusters of fibrous crystals in the evaporated mineral may be identified as the copiapite. The fine-grained alabaster of crystals with large platy cleavable radiating of gypsum crystals were shown in EPMA. According to the EPMA analysis for gypsum, the atomic % ratios of Ca to S is near to 1.