• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.729-744
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• 2023

전기 자동차 및 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬의 가치가 크게 증가하였다. 리튬은 주로 페그마타이트, 열수변질을 받은 응회암질 퇴적 점토 및 대륙성 염수에서 발견된다. 전 세계적으로 지하수로 공급되는 염호와 유전 염수는 세계 리튬 생산량의 약 70%를 차지하는 대륙 염수의 주요 리튬 공급원으로 주목받고 있다. 최근에는 심부 지하수, 특히 지열수도 리튬의 잠재적 공급원으로 연구되고 있다. 심부 지하수의 리튬 농도는 상당한 물-암석 반응과 염수와의 혼합을 통해 증가할 수 있다. 심부 지하수 중의 리튬 탐사를 위해서는 그 기원과 거동을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 전국적인 규모에서 국내 온천지역 지열수의 수문지화학 특성과 진화에 관한 예비연구를 바탕으로, 심부 지하수 환경에서의 리튬의 분포를 평가하고 그 농도에 영향을 미치는 지구화학적 요인을 이해하고자 하였다. 총 555개의 온천 지하수 시료 자료는 수화학적 특성에 따라 뚜렷한 지화학 진화 특성을 갖는 5가지 유형으로 분류되었다. 또한, 리튬의 부화 기작을 평가하기 위해 리튬 농도가 90번째 백분위수(0.94 mg/L)를 초과하는 시료(n = 56)에 대해 자세히 고찰하였다. 리튬의 농도는 수화학 유형에 따라 유의미한 차이를 보였는데, Na(Ca)-Cl유형, Ca(Na)-SO₄유형, pH가 낮은 Ca(Na)-HCO₃ 유형 순이었다. Ca(Na)-Cl 유형에서 리튬 부화는 해수침투에 따른 역이온 교환으로 발생한다. 백악기 화산퇴적 분지에서 특징적으로 나타나는 Ca(Na)-SO₄ 유형 지하수에서 용존 리튬의 부화는 열수 변질 점토 광물의 산출 및 화산활동과 관련이 있는 반면, 낮은 pH의 Ca(Na)-HCO₃ 유형 지하수에서는 심부 CO₂의 상승 혼입에 의한 기반암의 풍화 촉진으로 인해 리튬 부화가 일어난 것으로 해석된다. 본 광역 예비 지화학 연구 결과는 심부 지질환경에서의 수문지화학 진화에 대한 이해와 함께 향후 경제성 있는 리튬 탐사 지침과 관련하여 유용한 정보를 제공할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.321-328
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• 2003

인도네시아 반둥시(Bandung)의 남서부에 위치하는 땅긍(Tanggueng)지역의 금 및 비철금속(base-metal)의 광화작용은 Jampang Formation(올리고신-마이오신)의 결정질 및 암편질 응회암의 열극을 충진한 천열수성 맥상광체로 Celak, Cilangkap, Cigodobras 및 Pasirbedil 등의 주요 4개 석영맥으로 구성된다. 주요 광석광물로는 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석 및 반동석 등이 산출된다. 광화작용과 관련된 열수변질작용은 규화작용이 지배적이며, 견운모화(phyllic), 점토화(argillic) 및 산점상의 황철석을 포함하는 프로필리틱화작용(Propylitic)이 관찰된다. 관찰되는 맥석광물은 스멕타이트-일라이트의 혼합층광물, 녹니석, 견운모 및 카올리나이트 등이다. 광석광물의 침전은 0.0∼8.3 wt.%의 상당염농도를 갖는 광화유체로부터 약 34$0^{\circ}C$에서 약 19$0^{\circ}C$에 걸쳐 진행되었다. 상대적인 고염농도의 유체는 (1)기상 유체포유물의 존재로부터 확인된 비등현상과 (2)황동위원소연구 결과로부터 열수 유체내 마그마 유체의 혼합으로 기인된 것으로 사료된다. 광화작용시의 압력은 약 120∼200 bar로 추정되며, 이는 열수계가 정암압에서 정수압 환경으로 전이되었음을 지시하여 주고 광화심도가 약 750∼1,200 m에 해당됨을 나타낸다. 유체포유물의 균질화온도와 공생관계로부터 추정된 온도를 적용하여 계산된 열수 유체내 $H_2S$의 ${\gamma}^{34}$값은 -0.2∼l.8$\textperthousand$로서, 이는 광화유체내 황의 기원이 마그마임을 지시한다.

• 광물과 암석
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• 제36권3호
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• pp.185-197
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• 2023

구봉 금-은 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상으로 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 대한광업진흥공사는 이 광상의 남부에서 시추(90-12)를 통한 심도 -728 ML에서 27.9 g/t Au 품위를 갖는 0.9 m 폭을 갖는 석영맥(6호맥)을 착맥하였으며 2004년 재차 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 2004년 시추 현장에서 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들(04-1)을 채취하여 함 티타늄 광물들(티탄철석, 금홍석)의 산상과 화학조성을 연구하였다. 심도 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 금홍석은 모암변질대에서 칼리장석, 흑운모, 석영, 방해석, 녹니석 및 황철석과 함께 산출된다. 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 티탄철석과 금홍석은 모암변질대와 석영맥에서 백색운모, 녹니석, 인회석, 저어콘, 석영, 방해석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 이들 광물조합을 토대로, 금홍석은 열수 용액에 의한 모암내 Ti을 풍부하게 함유한 흑운모의 열수변질작용(녹니석화작용) 시 형성된 것으로 생각된다. 티탄철석은 최대 0.09 wt.% (HfO₂), 0.39 wt.% (V₂O₃), 0.54 wt.% (BaO) 함량이 함유되어 있다. 심도 -275 ML과 -779 ML에서 산출되는 금홍석의 화학조성을 비교하면, 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)의 금홍석에서 WO₃, FeO 및 BaO 원소들의 함량이 높다. 이들 미량원소들은 심도 -275 ML의 금홍석 Ba²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (Nb⁵+, Ta⁵⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ + Fe²⁺, 2V⁴⁺ + (W⁵⁺, Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + Al³⁺ + (Fe²⁺, Ba²⁺), Al³⁺ + V⁴⁺ + (Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + 2Fe²⁺, 심도 -779 ML의 금홍석 2(Fe²⁺, Ba²⁺) + Al³⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + (V⁴⁺, Hf⁴⁺), Fe²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + V⁴⁺ + Ba²⁺로써 치환관계가 있었다. 이들 자료와 기 연구된 조산형 금 광상에서 산출되는 함 티타늄 광물들의 화학조성과 비교 검토 본 결과, 구봉 광상의 금홍석들은 다른 조산형 금 광상(운산 광상, Kori Kollo 광상, Big Bell 광상, Meguma 함 금 석영맥)들에서 산출되는 금홍석들보다 상대적으로 산화 환경에서 형성되었음을 알 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제48권3호
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• pp.213-219
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• 2015

해남 모이산 천열수 광산 주변의 열수변질작용에 의한 암석, 토양과 농작물간의 셀레늄의 상호작용을 규명하기 위하여, 모이산 인근의 토양과 농작물 시료를 채취 분석하였다. 토양시료는 6개의 산 토양과 6개의 밭 토양을 대상으로 수분함량, pH, ICP, XRD, XRF 분석을 통해 구성 광물과 원소함량을 분석하였으며, 농작물 시료는 토양과의 관계를 파악하기 위해 이 지역에서 재배된 양파와 대파를 대상으로 원소함량을 분석하였다. 토양에 대한 XRD 분석 결과, 주요 구성광물은 석영과 장석이며, 그 외 열수변질작용에 의해 일라이트, 녹니석과 적철석을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 산 토양과 밭 토양의 pH는 각각 4.6~4.9와 5.2~6.7로 나타났는데, 산 토양에 비하여 밭 토양의 pH가 높게 나타난 것은 영농에 의한 비료시비가 원인으로 판단되었다. 원소함량 분석 결과, 비료의 영향이 크게 작용하는 밭 토양에서 산 토양에서는 검출되지 않았던 K(24.81~79.49 ppm), Ca(29.27~116.33 ppm) 등이 다량 함유한 것으로 나타났다. 이러한 경향은 작물에서도 나타나는데, 상대적으로 높은 농도의 K(116.89~169.79 ppm), Ca(20.18~32.29 ppm)가 농작물에 흡수되어 있는 것으로 분석되었다. 토양 시료에서의 Se 함량은 18.35~70.31 ppb의 범위로 분석되어 분석 시료간 유의미한 차이를 나타내지는 않았으나, 양파(119.48~179.50 ppb)와 대파(146.65 ppb)에서는 많은 양의 Se이 검출되었다. 이는 작물에 따라 각 원소에 대한 흡수율이 상이하여 농축도 역시 다르게 나타나는 것으로 판단되었다.

• 한국광물학회지
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• 제25권1호
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• pp.9-21
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• 2012

우리나라에는 약 6개소의 사문석광산이 존재하였으며, 그 중에 최근까지 채굴되었던 충남지역의 비봉광산에 대하여 구성광물의 산출상태, 특성 및 성인을 검토하였다. X-선회절분석, X-선형광분석, 주사현미분석, 전자현미분석, 적외선분광분석, 편광현미경관찰 등을 통하여 사문석의 광물학적 특성을 조사하였다. 비봉광산의 사문암체는 선캠브리아기의 변성퇴적암을 관입한 형태로 소규모로 분포하여 나타나며, 사문석, 포스터라이트, 휘석, 투각섬석, 자철석, 녹니석, 운모, 활석, 돌로마이트 등의 다양한 광물들이 산출되었다. 사문암체의 광물조합은 크게 A) 사문석-포스터라이트, B) 사문석, C) 사문석-녹니석(버미큘라이트), D) 사문석-투각섬석, E) 투각섬석-녹니석의 5가지로 구분되어 나타났다. 사문석광물은 리자르다이트와 안티고라이트가 주로 포함되며 크리소타일은 일부 부분적으로 포함되어 산출되는 것으로 나타났다. 사문암체의 구성광물과 그 산출상태로 보아 포스터라이트를 주성분으로 하는 초염기성암의 열수변질작용에 의해 사문석이 형성되었으며, 그후 2차적인 열수작용에 의해 녹니석과 투각섬석 등의 변질광물이 형성된 것으로 나타났다.

• 암석학회지
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• 제25권4호
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• pp.335-348
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• 2016

제주도의 전 지역에 걸쳐 넓게 분포하고 있는 하성 퇴적층인 탐라층은 역암, 사암, 이암 등으로 구성되어 있다. 대부분의 탐라층 이암 내에 다양한 크기의 석영이 다량 함유하는 것이 확인되었다. XRD 분석의 결과, 탐라층에는 석영, 사장석, 칼륨장석, 운모, 자철석, 적철석, 감람석, 휘석, 깁사이트, 방해석, 아날심, 그리고 점토광물로서 일라이트, 카올린나이트, 버미큘라이트, 스멕타이트, 녹니석, $10{\AA}$-할로이사이트 등의 다양한 광물들이 산출되었다. 석영이 많은 곳일수록 카올린나이트, 버미큘라이트, 녹니석의 함량이 많아지는 경향이 나타났다. 이상의 결과들로 보아 탐라층의 근원암은 제주도의 화산암에서 기원된 것만이 아니며, 석영을 다량 함유한 기반암이 포함된 것으로 사료된다. 따라서 탐라층은 이전에 존재했던 기반암과 함께 제주도 화산암류의 물질들이 첨가되어 퇴적된 후, 속성작용, 열수작용, 풍화작용 등의 변질작용을 받아 형성된 것으로 생각된다.

• 한국광물학회지
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• 제29권4호
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• pp.229-238
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• 2016

본 연구는 원자력 중대 사고 시, 환경에 유출된 방사성 세슘의 확산을 억제하기 위해 충북 영동지역 일라이트의 활용 가능성을 평가하였다. 영동 일라이트는 운모질 편암의 열수변질 작용에 의해 형성되었으며, 주요 구성 광물은 석영, 장석, 일라이트이다. 저농도 세슘 용액을 사용한 회분식 흡착 실험 결과, 영동 일라이트의 흡착 분배 계수($K_d$)는 약 $4,200L\;kg^{-1}$으로 다른 점토 광물에 비해 비교적 높은 값을 가지며, 이는 일라이트에 존재하는 풍화된 모서리면(FES)의 영향으로 판단된다. 영동 일라이트와 세슘의 흡착등온선은 비선형 흡착 특성을 나타내며 단일 표면 한계 흡착 능력이 $250,000{\mu}g\;kg^{-1}$으로 우수한 흡착능을 보여주어 방사성 세슘 흡착제로서의 사용 가능성을 입증하였다. 이러한 결과는 추후 방사능 누출 사고 등의 긴급 상황 발생 시, 영동 지역 일라이트를 오염 확산 방지 및 정화작업에 사용하기 위한 평가 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.279-289
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• 1997

Dark to pale green-colored, Cr-bearing sericites from hydrothermal alteration zone of the Narim gold deposit were investigated mineralogically and geochemically. The alteration zone is composed mineralogically of quartz, carbonate minerals and green sericite with minor amounts of chlorite, barite and sulfide minerals (pyrite, sphalerite, galena). The zone is enriched in As (967 to 1520 ppm), Cu (31 to 289 ppm), Ni (1027 to 1205 ppm), Pb (0.20 to 1.24 wt.%) and Zn (1.03 to 1.07 wt. %) compared with fresh rocks such as granitic gneiss, porphyritic biotite granite and basic dyke. The Cr, probably the chromophore element, is highly enriched in the alteration zone (1140 to 1500 ppm), host granitic gneiss (1200 ppm) and porphyritic biotite granite (1200 ppm). Occurrence and grain size of sericite are diverse, but most of the Cr-bearing sericites (150 to $200{\mu}m$ long and 20 to $30{\mu}m$ wide) occur along the boundaries between ore veins and host rocks (especially basic dyke and granitic gneiss). X-ray diffraction data of the sericite show its monoclinic form with unit-cell parameters of $a=5.202{\AA}$, $b=8.994{\AA}$, $c=20.103{\AA}$, ${\beta}=95.746^{\circ}$ and $V=935.83{\AA}^3$, which are similar with the normal 2M1-type muscovite. Representative chemical formula of the sericite is ($K_{1.54}Ca_{0.03}Na_{0.01}$)($Al_{3.42}Mg_{0.38}Cr_{0.14}Fe_{0.06}V_{0.02}$)($Si_{6.69}Al_{1.31}$)$O_{20}(OH)_4$. The Cr content increases with decrease of the octahedral Al content, and ranges from 0.36 to 2.58 wt.%. DTA and TG curves of the sericite show endothermic peaks at $342^{\circ}$ to $510^{\circ}$, $716^{\circ}$ to $853^{\circ}$ and $1021^{\circ}C$, which are due to the expulsion of hydroxyl group. The total weight loss by heating is measured to be about 8.8 wt. %, especially at $730^{\circ}C$. Infrared absorption experiments of the sericite show broad absorption band due to the O-H bond stretching vibration near the $3625cm^{-1}$, coupled with the 825 and $750cm^{-1}$ doublet. The vibration bands related with the H-O-Al and Si-O-Al bonds occur at $1030cm^{-1}$ and 500 to $700cm^{-1}$, respectively. Based on paragonite content of the sericite, the formation temperature of the Narim gold deposit is calculated to be $220{\pm}10^{\circ}C$.

• 암석학회지
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• 제13권4호
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• pp.214-223
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• 2004

중생대 쥬라기에 생성된 과알루미나질 화천화강암의 산소와 수소 안정 동위원소 조성을 알아보고, 이들 값이 다른 지역에 분포하는 쥬라기 화강암이 가지는 값과 어떠한 차이를 보이는지를 비교해보았다. 화천화강암을 구성하는 석영과 사장석은 각각 8.2에서 10.6$\textperthousand$과 5.8에서 $\delta$$^{18}$ O 값을 가지며, 화천 화강암 주위에 분포하는 호상흑운모편마암의 전암 $\delta$$^{18}$ O 값은 8.1에서 9.4사이의 값을 갖는다 화천화강암의 전암과 흑운모의 $\delta$D 값은 각각 -84에서 -113$\textperthousand$과 -107에서 -l13$\textperthousand$ 사이의 값을 갖는다. 기반암의 전암 $\delta$D 값은 -76에서 -100$\textperthousand$ 사이의 값을 갖는다. 화천화강암의 $\delta$$^{18}$ O과 $\delta$D값은 과알루미나질 화강암이 전형적으로 가지는 값에 비해 낮은 값을 가지는 특징을 보여준다. 화천화강암이 가지는 낮은 $\delta$$^{18}$ O 값은 오랜 기간 동안 이루어진 유체-암석 상호작용으로부터 기인한 것이다. 안정동위원소 모델링 결과는 약 1$\textperthousand$ 이하의 비교적 낮은 $\delta$$^{18}$ O 값을 가지는 유체가 비교적 높은 유체/암석 IB(<-6) 환경 하에서 동위원소 교환반응이 일어났음을 지시해준다. 이 유체는 천수가 화천화강암 및 주변에 분포하는 변성이질암과의 오랜 시간에 걸친 산소동위원소 반응 결과 $\delta$$^{18}$ O 값이 무거워진 유체이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.83-92
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• 2005

산성암반배수가 발생되는 지역을 중심으로 사면구조물의 피해현황과 환경오염 실태를 파악한 결과를 하면 다음과 같다. 첫째, 산성암반배수가 발생하는 절취사면은 대부분 숏크리트공법으로 처리하고 있으며, 산성암반배수가 사면구조물의 안정성에 악영향을 미치고 있다. 둘째, 숏크리트는 산성암반배수에 의해서 현저하게 열화되어 가고 있으며, 용수발생량이 많은 곳은 배면공동이 발견되는 경우도 있다. 셋째, 절취사면에서 산성암반배수가 발생되는 곳은 국부적으로 불안정하고, 이를 보강하기 위하여 앵커와 록볼트를 사용하고 있으나 강산성암반배수에 의해 부식될 우려가 크다. 넷째, 식생공의 경우 산성암반배수가 잔디 씨앗의 발아 및 성장에 악영향을 미치고 있어 일부 지역에서는 생석회를 사용하여 산성암반배수를 중화시키고 있으나 근본적인 대책은 되지 못하고 있다. 다섯째, 황철석의 풍화로 발생한 산에 의해 배수가 낮은 pH를 유지하면서 중금속들을 용출시켜 지속적으로 배출하여 부근 토양, 지하수와 하천수를 오염시킬 개연성이 매우 크다. 산성암반배수의 발생 가능성을 암석유형별로 평가한 결과 편마암, 화강암의 경우 산성배수 발생 가능성이 낮은 군으루 열수변질을 받근 화산암, 응회암, 탄질셰일, 금속광산 폐석시료는 산성배수 발생 가능성이 높은 군으로 분류되었다. 따라서 토목건설공사과정에서 빈번히 발생될 것으로 예상되는 사면절취에 의한 암반산성배수에 대비하여 발생개연성이 있는 지역에 대한 지반정보의 확보 및 대책기술의 개발이 요구되고있다.