• 한국지구과학회지
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• 제21권3호
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• pp.323-336
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• 2000

충남지역의 초염기성암체는 주로 활석과 석면광상의 모암을 이루는 사문암체로서 홍성-광천과 온양-유구-청양을 연결하는 선 내부의 선캄브리아기 편마암복합체내에서 북북동 방향에 따라 단속적으로 평행하게 발달하는 10여개조의 렌즈상관입암체들이다. 사문암체의 규모는 폭 수십 cm${\sim}$1km, 연장 수 m${\sim}$5km로서 곳에 따라 그 규모가 다양하다. 이 사문암들은 주로 SiO$_2$(평균 39.99wt.%)와 MgO(평균 38.46wt.%)로 구성되었고, Cr(>1011ppm), Ni(>1660ppm) 및 Co(>80ppm)의 함량이 많다. 이 사문암들은 주로 사문석의 양이 50% 이상인 것이 대부분이며, 부위에 따라 기원암의 잔류광물인 감람석과 휘석, 크롬철석 등이 발견되는 데 사문암체 내에는 부분적으로 이들 잔류광물의 함량이 50% 이상 되는 사문석화감람암과 활석 및 석면광체를 포함한다. 충남지역 사문암의 기원암은 알파인형 초염기성암으로서 약간 결핍된 상부 맨틀(깊이: 30${\sim}$40km)기원의 더나이트 내지 해즈버자이트였으며, 대규모 단층을 따라 상승한 것으로 해석된다. 이들 사문암의 기원암으로부터의 주 사문석화작용은 충남지역에서 일어난 녹색편암상 내지 각섬암상의 광역변성작용시에 일어난 것으로 해석된다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.325-336
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• 2006

국내에서 산출하는 사문석은 산업원료자원으로 활용되는 있는 주요한 원료광물 중 하나이다. 국내 사문암은 초염기성암의 열수변질산물로 해석되어 왔으며, 울산 철광상지역, 경북 안동지역, 충남홍성-청양지역 및 경기 가평지역에서 산출하고 있다. 이 연구에서는 울산 철광상 일대에 분포하는 사문암에 대해 주로 야외에서의 산출상태, 광물학적 연구 및 화학성분분석을 통하여 석회암, 철광화작용 및 사문석변질작용의 관련성에 대한 해석이 시도되었다. 울산지역 사문암은 초염기성암인 페리도 타이트를 구성하는 감람석이나 휘석의 수화작용에 의해 사문석을 형성시키고, 이 사문석이 다시 변질되어 활석을 형성시킨다. 이러한 변질을 초래시키는 열수유체는 백악기 화강암 관입에 의해 도입되었을 가능성이 가장 높으며, 천수의 혼화에 의해 보다 많은 양의 유체가 공급된 열수순환계에 의해 열수변질작용을 초래 시킨 것으로 해석된다. 변질암들의 $SiO_2,\;Fe_2O_3$, MgO 등 일부 주성분원소의 변화는 사문석화작용, 활석화작용 및 철광화작용의 변질세기에 주로 지배되고 있다. 그러나 $Al_2O_3$와 CaO의 함량범위는 변질되지 않고 잔존된 방해석 및 각섬석이나 변질광물인 녹니석 등 광물의 함량비에 더욱 더 지배된다. 탄산염암의 존재는 해성퇴적기원(천해성 석회암)이든 화성기원(카보너타이트)이든 간에 스카른형 철광상을 형성시킬 수 있는 지질학적인 환경을 제공 한 것으로 보인다. 지질 및 구성 광물의 공생관계로 보아 탄산염암의 형성${\to}$백악기 화강암 정치${\to}$사문석변질작용 ${\to}$ 철광화작용의 순으로 형성되었을 것으로 판단된다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.233-257
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• 2023

충남 서부 홍성 및 비봉 사문석 광산의 암석 및 토양에는 석면이 산출된다. 이 지역은 기반암인 선캠브리아기의 편마암류 및 변성퇴적암류가 있고, 이들 암체를 관입하는 중생대의 화성암류, 그리고 시대 미상의 편마암류, 중생대 퇴적암류로 구성되어 있다. 상세한 지질조사와 더불어 사문암과 각섬암 시료를 채취하였고, 석면으로 추정되는 부분에서 광물시료도 채취하였다. 이들 중 대표시료에 대해 PLM, XRD, SEM, EPMA 분석을 실시하였다. 사문암은 급경사 단층으로 인접한 편마암 및 변성퇴적암과 NNE 방향을 이루며 발견되고 있고, 반복적인 사문암화와 활석화 작용이 사문암의 정치 방향에 따라 발생하였다. 각섬암은 선캠브리아기의 복합체내에서 관입암 또는 층상으로 산출된다. 사문암 및 각섬암에서 각섬석은 석면형 또는 비석면형으로 산출된다. 사문암들은 백석면과 트레모라이트 석면, 악티노라이트 석면을 포함하는데, 이 석면들은 단구, 벽개, 층상면을 따라 발견이 되고 산출상은 교차, 미끄럼, 덩어리 형이다. 각섬암들에는 트레모라이트 석면, 악티노라이트 석면이 덩어리 형으로 산출된다. 전체적인 결과 사문석 광산에서 온 암석들은 사문석계와 각섬석계 석면을 포함하며 이는 열수의 변질에 기인 한 것이다. 광산 지역의 건설상황 및 석면의 환경적 위해성을 고려시 추가적인 토지 관리 방안이 필요하다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2001년도 정기총회 및 추계학술발표 논문요약집
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• pp.42-42
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• 2001

• 한국광물학회지
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• 제30권4호
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• pp.205-217
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• 2017

간접 탄산화(indirect method) 및 양이온 공급원으로 사문암(serpentinite)을 이용하여 광물탄산화 연구를 수행하였다. 이산화탄소와 사문암 내 알칼리 토금속(칼슘과 마그네슘)의 탄산화 반응을 통해 고순도의 탄산칼슘과 탄산마그네슘을 합성할 수 있었다. 마그네슘 추출을 위해 황산암모늄을 사용하였고 Mg 추출률 향상을 위해 황산암모늄 농도, 반응온도 및 사문암과 추출 용매의 비(고액비) 등 여러 반응 변수를 검토하였다. 본 연구로부터 2 M 황산암모늄을 사용하여 $300^{\circ}C$ 반응온도에서 고액비(5 g/66 mL) 실험을 진행한 경우 약 80 wt% 이상의 Mg를 얻을 수 있었다. Mg 추출률은 추출 용매 농도 및 반응온도와 비례하여 증가하였다. 사문암의 Mg 추출 과정에서 얻어진 암모니아($NH_3$)는 회수하여 탄산화 과정에서 필요한 pH 복원제(pH swing agent)로 활용하였다. 본 연구를 통해 약 1.78 M 암모니아를 회수할 수 있었고 지구화학 모델링을 통해 사문암의 Mg 추출 과정의 핵심 단계를 해석하고자 하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권4호
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• pp.426-435
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• 2010

본 연구는 사문암 토양의 화학적 성질과 토양미생물량 및 토양효소 등 토양의 생물학적 활성을 대조구의 비사문암 토양과 비교하고, 사문암과 비사문암에서 공통으로 서식하는 새(Arundinella hirta)와 억새(Miscanthus sinensis var. purpurascens)의 낙엽이 입지가 다른 사문암지역과 비사문암 지역에서 분해될 때 분해율의 차이가 어떻게 유발되는지 9개월 동안 야외에서 교차 실험하였다. 사문암 토양은 비사문암 토양에 비하여 높은 pH, 낮은 dehydrogenase 와 urease활성을 나타내었으며 alkaliphosphatase의 활성은 높았다. 두 토양에서 microbial biomass-C와 N의 차이는 유의하지 않았으나 사문암 토양에서 microbial biomass-N함량이 더 높게 나타나 비사문암 토양에서 보다 낮은 토양의 C/N을 나타내는 원인이 되었다. 사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암지역에서 획득한 새와 억새 낙엽이 각각 39.8%, 38.5%의 중량감소를 보였으며, 비사문암 토양에서 획득한 낙엽은 각각 41.1%, 41.7%의 중량감소를 나타내었다. 비사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암낙엽이 46.8%, 42.2% 그리고 비사문암낙엽은 44.8%, 37.4%의 중량감소를 각각 보였다. 이러한 결과는 중금속을 포함하는 토양의 영향보다는 낙엽의 질적 차이가 분해율에 더 큰 영향을 미쳤음을 나타내준다. 일반적으로 낮은 C/N을 갖는 낙엽이 더 빨리 분해된다는 결과와는 달리 낮은 C/N을 갖는 사문암낙엽의 분해가 느린 것은 낙엽에 포함된 중금속의 저해가 낙엽의 C/N이나 lignin/N과 같은 낙엽의 질적 차이에서 유발되는 낙엽분해의 저해보다 큰 영양을 미친다는 결과를 보여주었다. 또한 낙엽분해가 진행되는 동안 낙엽내의 Cr, Ni과 Mg, Fe의 농도는 점차 증가하였으며 이러한 경향은 사문암지역에서 현저하였다.

• 한국광물학회지
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• 제8권2호
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• pp.91-107
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• 1995

충남 예산-공주-청양지역의 대흥, 평안, 신양(청당)광산에서 산출되는 녹니석에 관하여 화학적 및 성인적 연구를 하였다. 이들 광상은 초염기성암기원의 사문암이 열수변질작용을 받아 생성되었다. 활석 광석의 주 구성 광물은 활석, 녹니석, 금운모, 각섬석류, 사문석, 탄산염광물 등이고 이밖에 감람석, 휘석류, 크롬철석, 스멕타이트, 녹니석/스멕타이트의 혼합층상광물들과 같은 팽윤성 광물들이 소량 산출된다. 이 중 감람석과 크롬철석은 광상의 초염기성암 기원을 지시하는 중요한 광물이다.녹니석은 활석 광석의 불순 광물 중 가장 많은 양을 차지하는 광물이다. 이들 녹니석은 성인적으로 활석과 밀접하게 연관된 녹니석과 그렇지 않은 녹니석의 두 가지 뚜렷한 타입으로 나뉘어지며 이들은 화학적으로 명확한 차이를 보인다. 전자의 녹니석은 Mg/(Mg+Fe)비가 높으며 매우 일정한 범위의 Mg/(Mg+Fe)qkl (0.784∼0.951/산소수 14 기준)를 보여주고, 높은 8면체 치환양 (0.892 (-0.200∼0.692)/산소수 14, 이상적인 클리노클로어/차모사이트 성분 기준)과 넓은 범위의 Al 함량 변화 (2.975 (1.085∼3.160)/산소수 14 기준), 높은 Cr, Ni 함량을 갖는다. 이들은 매우 제한되고 높은 Mg/(Mg+Fe)비를 갖는 환경에서 생성되었으며 따라서,활석과 밀접하게 연관된 녹니석은 생성시, 주변암에 둘러싸여 있는, 초염기성암 기원의 사문암에 의해 주로영향을 받았다. 후자의 녹니석은 전자의 녹니석에 비하여 Fe 함량이 더 놓으며 광범한 범위의 Mg/(Mg+Fe)비 (0.378∼0.852/산소수 14 기준)를 보여주고, 더 적은 범위의 8면체 치환양 (0.560 (-0.035∼0.525)/산소수 14, 이상적인 클리오클로어/차모사이트 성분 기준)과, 전반적으로는 더 높은 값을 가지면서 더 좁은 범위의 Al 함량 변화 (1.491 (1.468∼2.959)/산소수 14 기준)를 보여주며, 낮은 Cr, Ni 함량을 갖는다. 이들은 낮은 Mg/(Mg+Fe)비를 갖고 전자에 비해 Al이 풍부한 환경에서 생성되었으며, 따라서 활석과 연관되지 않은 녹니석은 생성시 광체와 인접한 화강아질 편마암에 의해 주로영향을 받았을 것으로 생각된다. 녹니석의 이러한 2가지 화학조성상의 경향은 녹니석과 공존하는 운모류나 각섬석류들의 화학분석결과와도 잘 일치한다. 이러한 결과는 이 지역의 활석 광상이 초염기성암 기원의 사문암이 열수변질작용을 받아 생성되었음을 명확하게 지시하며, 따라서 활석 광석내에 존재하는 녹니석은 활석의 근원 광물로서 녹니석편암 및 녹니석 편마암 매의 녹니석이 활석화되고 남은 잔존광물이 아니라, 주변암에 의해 성분상의 영향을 받은 열수와 사문암과의 변질교대작용에 의한 활석화과정 중에 주로 생성된 것으로 추정된다. 이러한 결과는 연구지역의 활석광상이 초염기성암의 사문암화 작용과 활석화 작용의 두 가지 변질작용에 의해 형성되어졌음을 알려준다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.101-102
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• 2006

• 한국환경생태학회지
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• 제12권3호
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• pp.271-278
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• 1998

충남 홍성에 위치한 백동 사문암지역에서 암석 및 토양에 함유되어 있는 중금속 함량과 이 지역에서 생육하고있는 소나무 및 리기다소나무에 의해 식물체의 부위별로 흡수된 중금속 농도를 다른 모암지역(각섬석 편암 및 편마암)과 비교하여 측정하였다. 암석의 경우 사문암의 Ni, Cr, Co, Fe 농도가 각섬석 편암 및 편마암에 비해 더 높았다. 상부토양도 암석과 매우 유사한 결과를 나타내고 있어서, 특히 Ni, Cr, Co, Fe는 사문암토양이 가장 높았고, Zn과 Sc는 각섬석 편암이 더 높았다. 소나무의 평균 중금속 함량은 사문암지역에서 Ni, Cr, Co, Au, As, Sb. W농도가 가장 높았으며, 이 중 Ni, Cr, Co는 암석 및 토양내 높은 함량 변화와도 일치하였다. 그외에 Zn, Sc는 각섬석 편암지역이 높았으며, Fe, Mo는 편마암이 각각 높았다. 같은 사문암지역에 분포하는 두 수종을 비교하면 대부분의 원소에서 소나무보다 리기다소나무내 함량이 더 높았으며(Ni 및 W은 예외), 이로 보아 식물체로의 중금속 흡수량이 리기다소나무가 더 크다는 것을 알 수 있다. 식물체의 부위별로 비교해 보면 두 수종 모두 모암의 구별없이 대부분 원소에서 뿌리부분이 지상부보다 흡수량이 높았다. 사문암지역에서 대부분 원소(Ni, Cr, Co, Zn, Sc, Fe)의 상대적인 비(평균 식물체 함량/토양 함량)는 모두 사문암보다 각섬석 편암이나 편마암지역에서 더 높았다. 특히 편마암지역은 Zn을 제외하고 전 원소에서 가장 높게 나타났다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.135-135
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• 2005