• 자원환경지질
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• 제31권5호
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• pp.389-398
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• 1998

옥남 금-은 광상은 소백산육괴 선캠브리아기 율리층의 흑운모편암 및 천매암 내에 발달하는 함금-은 능망간석맥으로 산출된다. 광맥의 상호 구조에 근거하여 5회의 광물 침전기 (stage)가 인지되며, 각 시기는 특징적인 광물 조합을 나타낸다. 함금-은 맥(광화 3기)에서의 정출 광물은 맥의 연변부로부터 내측으로 가면서 다음과 같이 변화한다: 유비철석+황철석 (암색 능망간석 밴드 내)$\Rightarrow$섬아연석+황동석+방연석+에렉트럼 (담색 능망간석 밴드 내)$\Rightarrow$ 방연석+함은 광물 (정동 부위). 유체포유물 자료에 의하면, 광화유체의 온도 및 염농도는 시간에 따라 전반적으로 다음과 같이 감소했음을 지시한다: 광화 I기 (석영맥 광화작용), $345^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$, 3.4~7.8 wt.% NaCl 상당농도; 함망간 탄산염기 (II 및 III), 3130-2070C, 2.3-8.7 wt.% NaCl; 광화 4기 (석영맥 광화작용), $328^{\circ}{\sim}213^{\circ}C$, 3.6~5.4 wt.% NaCl. 광화유체는 냉각 희석 상태의 순환강우의 혼입과 주기적으로 반복된 버등을 통하여 진화한 것으로 사료되며, 유체포유물 자료와 지질 증거에 의하면 광화작용 중 양력은 90~340 bar이었다. 금은 함은량이 높은 에렉트럼 (21~29 atom.% Au)으로 산출되며 주로 $300^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$ 사이의 온도에서 침전되었다. 열역학적 검토에 의하면, 금은 pH의 증가와 더불어 온도, 유황분압 및 산소분압의 감소에 의해 침전하였으리라 사료된다.

• 한국광물학회지
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• 제20권2호
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• pp.115-124
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• 2007

충북 영동지역 영보가리 광산의 에렉트럼(은함량=$60.3{\sim}87.6atom.%$)-황화광물 광화작용은 선캠브리아기 편마암 내의 단층열극을 충진한 석영맥으로 산출된다. 석영맥은 광물조성이 단순한 괴상이며, 구조적으로 2회에 걸쳐 형성되었다. 산출 광석광물은 비교적 단순하며, 유비철석(비소함량= $31.4{\sim}33.4atom.%$), 황철석, 섬아연석(철함량 = $4.1{\sim}17.6mole%$ FeS), 방연석, 황동석, 휘은석 및 에렉트럼 등으로 구성된다. 유체포유물연구에 의하면, 광화작용은 $CO_2+CH_4$ 함량$(X_{CO2+EH4}=0.0{\sim}0.2)$과 저염도 ($0{\sim}10wt.%$ NaCl 상당염농도)를 갖는 $H_2O-CO_2-CH_4-NaCl$계 유체로부터 $200^{\circ}{\sim}370^{\circ}C$의 온도범위에서 진행되었다. 금-은침전은 천금속계 황화광물 보다는 후기, 약 $250^{\circ}C$ 근처에서 진행되었고, 유체불혼화에 따라 황화광물 침전 및 $H_2S$ 일탈이 야기되면서 주로 냉각 및 유황분압의 감소에 기인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제22권4호
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• pp.331-342
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• 2009

옥천층군이 주요 지질인 옥천군 북부지역 지하수 조사 관정에서 지하수 내 비소 농도 범위는 0.0051~0.0887 mg/L이다. 지하수 내 비소의 농도는 주 양이온 및 음이온 등의 주요 수질인자와 뚜렷한 상관관계를 찾을 수 없었을 뿐만 아니라 주요 지질 및 공간분포와도 관련이 없었다. 코어 암석 시료에 대한 박편분석, X-선회절분석, 전자현미분석 결과 황철석, 황동석, 유비철석 등의 황화광물들이 확인되었는데 이러한 황화광물류의 산화가 일차적인 비소의 기원으로 판단된다. 용해도 특성 분석 결과, 방해석$(CaCO_3)$, 돌로마이트(CaMg$(CO_3)_2$) Magnesite $(MgCO_3)$ 등의 탄산염광물들과 포화상태임을 확인하였다. 비소는 일차적으로 함비소 황화광물의 산화에 의해 발생되지만 본 연구 지역과 같이 알칼리 산소 조건(pe+pH>10)의 지하수 환경에서 이차적으로 탄산염광물과 평형을 이루는 $Ca_3(AsO_4)_2(c)$와 $Mn_3(AsO_4)_2(c)$ 등의 비소 광물들의 침전과 용해 평형과정이 지하수 내 비소의 최대 농도를 제한할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권3호
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• pp.148-154
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• 1998

구봉광산은 과거 남한의 최대 금광중의 하나였다. 광산 주변 지역에서는 천부 지하수를 생활용과 농업용 수원으로 사용하여 왔다. 이 지역에서 Cd, Cu, Pb 및 Zn에 의한 토양오염이 보고되었으며, 이로부터 이 지역의 천부지하수의 수질과 광미로 인한 영향을 규명하고자 본 연구가 시작되었다. 인근의 하천수, 지하수 및 광미지역의 침출수 시료를 채취하여 Na, K Ca, Mg 등의 주양이온과 F, Cl, NO$_3$, SO$_4$, HCO$_3$, 등의 음이온 및 Al, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Se, As, Hg 등의 미량 오염원소등을 분석하였다. 분석결과로부터 4가지 유형의 수질특성을 구분하였으며, 이 지역의 지하수는 알칼리니티와 염도에 의한 농업용수로서의 위해성은 없는 것으로 판명되었다. 지하수 중의 주요염물질은 비소였으며, 유비철석(arsenopyrite)의 산화로부터 기인되는 것으로 사료된다. 따라서 기매립된 광미와 퇴적물을 파내는 것은 비소성분의 지하수로의 이동을 유발할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제43권2호
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• pp.137-148
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• 2010

백악기 불국사화강암 내 열극을 충진한 함금은석영맥으로 구성된 명보광산은 전남 보성군에 위치한 광산이다. 본 연구에서는 명봉광산의 광미를 채취하여 광미 내 황화광물 풍화와 이차 삼차 광물 생성 또는 변질 등의 다양한 과정들이 비소의 고정화에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 광물학적 화학적 방법으로 나누어 연구를 수행하였으며, 광물학적 방법으로는 비중/자력 선별, 초음파 서}척, 기기분석(X-선 회절 분석기, 에너지 분산분광기, 전자탐침미세현미경) 등이 이용되었다. 그리고 왕수분해법을 적용하여 광미 내 원소함량을 알아보았다. 연구결과, 광미의 풍화로 형성된 철 (산)수산화물은 충진, 침전, 변질 등의 3가지 형태로 존재하는 것으로 확인되었다. 즉, 황철석의 가장자리와 균열부를 충진하는 형태, 맥석광물을 피복하여 침전된 형태 그리고 유코나이트로 변질된 형태 등이었다. 초기 다량의 산-발생 광물인 황철석과 유비철석의 풍화로 인해 산화반응이 빠르게 일어나면서 많은 철 (산)수산화물과 스코로다이트 등이 이차적으로 생성되는 것이 인지되었다. 이와 더불어 산화 환경에 대한 노출기간이 길어지고 산-발생 광물이 소모되면서 광미 내 pH 감소속도는 점차적으로 줄어들게 될 뿐만 아니라 주변 모암 내 함유된 방해석과의 중화반응이 더 크게 기여함으로써 광미의 pH는 증가한 것으로 생각된다. 이러한 광미 내 pH의 상승으로 인하여 이차적으로 생성된 스코로다이트의 안정도가 감소하면서 비소가 재용출 되어진다. 또한 방해석과 스코로다이트로부터 용출된 칼슘이온과 비소이온이 국부적으로 농집되면서 삼차적으로 유코나이트로 성장하게 되고, 이러한 비산염광물의 일종인 유코나이트는 비소의 함량이 높은 광물로서 비소를 고정화시키는데 크게 기여한 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 광미의 주요한 일차광물인 황철석이 풍화되면서 생성된 다량의 철 (산)수산화물은 비소의 거동에 대하여 제어능력이 큰 것으로 인지되었다. 결론적으로 본 연구는 이러한 일련의 과정에 통하여 일차적으로 용출되거나 이차적으로 재용출된 비소는 흡착, 공침, 흡수 등과 같은 다양한 수착 반응들로 인해 고정화됨을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제15권3호
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• pp.155-166
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• 1982

신예미광상(新禮美鑛床)은 태백산광화대서부(太白山鑛化帶西部)에 위치하여 Cambro-Ordovician 기(紀)의 막동석회암(莫洞石灰岩)과 신예미화강섬록암(新禮美花崗閃綠岩)(60m. y.)의 접촉부에 발달하는 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이다. 광석광물(鑛石鑛物)은 섬아연석(閃亞鉛石), 방연석(方鉛石), 황동석(黃銅石), 휘수연석(輝水鉛石), 자철석(磁鐵石)이며 자류철석, 황철석, 유비철석, 백철석, 회중석도 소량 수반된다. 스카른광물(鑛物)은 석류석(石榴石), 휘석동위원소성분(輝石同位元素成分)로 되어 있고 소량의 녹렴석(綠簾石), tremolite, phlogopite도 포함된다. 광상(鑛床)은 산출상태(産出狀態), 광물(鑛物)의 성분(成分), 유황동위원소성분(硫黃同位元素成分)에 의해 서부층상(西部層狀)스카른광체(鑛體)와 동부(東部) pipe 및 복상광체(服狀鑛體)로 나누어진다. 71개(個)의 유화광물(硫化鑛物)의 유황동위원소치(硫黃同位元素値)(${\delta}^{34}S$)는 -10.1~+5.0‰이며 서부층상광체(西部層狀鑛體)(조기광화(早期鑛化))의 유화광물(硫化鑛物)의 ${\delta}^{34}S$는 -10.1~+2.5‰, 서부(西部) pipe 상(狀) 및 맥상광체(脈狀鑛體)(후기광화(後期鑛化))의 것은 +2.7~5.0‰이다. 이같은 동서부(東西部)의 차이(差異)는 ${\delta}^{34}S$ 값이 광물의 종류(種類)에 관계(關係)없이 광화작용(鑛化作用)의 시기(時期)와 산출상태(産出狀態) 및 광화용액(鑛化溶液)의 침전환경등의 차에 의한 것으로 해석된다. 또 이 ${\delta}^{34}S$ 범위는 국내의 화성기원(火成起源)의 유화광상산(硫化鑛床産) 200여개 유화광물(硫化鑛物)의 ${\delta}^{34}$ 범위 +2~+7.0‰과 거의 같은 범위에 들어간다. 섬아연석(閃亞鉛石)-방연석동위원소지질온도계(方鉛石同位元素地質溫度計)에 의하면 동부(東部)의 신광체(新鑛體) B의 생성온도는 $400{\sim}540^{\circ}C$이며 이는 스카른광물의 광물조합에서 얻은 결과와도 비교적 잘 일치한다. 여러 자료(資料)에서 검토 해본 결과 신예미광상(新禮美鑛床)은 전형적인 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이며 열수광액(熱水鑛液)의 기원(起源)은 신예미화강섬록암(新禮美花崗閃綠岩)에 연관되어 있는 것으로 해석된다.

• 한국광물학회지
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• 제22권4호
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• pp.359-370
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• 2009

지표에 노출된 폐광미의 산화작용으로 인해 용출된 비소와 중금속들이 광산주변 환경에 심각한 오염을 야기할 수 있다. 본 연구는 황화광물의 산화작용과 이차 광물의 생성 및 변질과 같은 다양한 작용들이 비소의 거동에 미치는 영향을 광물학적 방법을 이용하여 고찰하였다. 연구대상 광미는 강원도 정선군에 위치한 낙동광산에서 채취하였다. 전처리한 광미로부터 자성광물과 비자성 광물을 선별한 후, 현미경 관찰을 통해 광물의 색 및 금속광택에 따라 분류하였고, X-선 회절 분석기, 에너지 분산분광기, 그리고 전자탐침미세현미경 등과 같은 다양한 기기분석들을 이용하여 광물학적 특성을 조사하였다. 문헌조사에서는 다양한 광석광물이 산출되는 것으로 알려졌지만, 산화 등과 같은 풍화작용으로 인하여 본 연구에서는 일부 광석광물들과 더불어 새롭게 형성된 이차 내지 삼차 광물들을 확인할 수 있었다. 특히 다량으로 존재했다고 알려진 자류철석은 동정되지 않았지만 특징적으로 콜로포옴 형태의 철 (산)수산화광물을 확인하였는데, 이는 자류철석의 큰 반응성으로 인하여 풍화가 급격하게 진행되어 자류철석이 모두 변질된 것을 입증한다. 뿐만 아니라 일차 광석광물인 유비철석의 균열부에 충진한 이차 광물인 스코로다이트를 확인할 수 있었는데 이러한 변질 과정을 통해 용출된 비소가 고정화되는 것으로 판단된다. 또한 이차 광물로 생성된 자로사이트가 다시 변질되어 삼차 광물인 철 (산)수산화광물이 형성되는 것도 관찰할 수 있었는데 이는 다양한 광석광물의 산화작용으로 인해 조성된 초기의 낮은 pH 환경으로부터 pH가 증가하는 환경으로의 전이를 지시한다. 이러한 환경의 변화는 이차 광물들과 주변 모암과의 작용 등에 기인하며 그 결과 이차 광물의 안정도가 떨어지게 되고 새로운 삼차 광물들이 형성된다. 이러한 과정에서 고정화된 비소가 재용출 되어 주변 환경에 확산되어질 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제36권1호
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• pp.27-38
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• 2003

금은광산의 광미에는 유비철석이 포함되어 있으며 이의 산화로 주변 지구화학적 환경에서 비소오염 양상이 주로 나타나고 있다. 풍화된 광미의 경우 황화광물의 산화과정으로 철 수산화물 및 수산화황산염이 풍부하게 생성되고 여기에 비소가 결합되어 있을 것으로 예상된다. 이 연구에서는 국내 일부 금은광산 지역의 풍화된 광미를 대상으로 SEW/EDS 분석과 연속추출분석을 실시하여 고상 비소의 광물학적, 화학적 특성을 파악하였다. 또한 pH/Eh 환경변화에 따른 고상 비소의 안정도와 용출 가능성을 평가하였다. 광미시료들은 총 황 몰농도와 비소 및 중금속원소들의 함량을 비교해 볼 때 풍화로 인해 황화광물의 산화가 많이 진행된 것으로 나타났다. XRD 분석에서 덕음, 동일, 다덕 광산 광미에서 철수산화황산염 광물로서 자로사이트가 나타났으며 비소의 총함량이 가장 높게 나타난(4.36%) 다덕광산 광미에서 결정질 비소 함유상으로 스코로다이트가 확인되었다. 이외 SEM/EDS 분석을 통해 보이단타이트와 유사한 조성을 가지는 상자 일부 Pb-비산염 형태도 구분되었으며 상대적으로 광미의 풍화정도가 낮은 삼광 및 구봉 지역에서는 유비철석이 인지되기도 하지만 광미내 비소는 주로 철수산화물 및 수산화황산염에 결합된 것으로 나타났다. 화학적 형태 분석에서도 동일, 다덕, 명봉 광산 광미에서 철수산화물과 공침전된 형태가 72∼99%로 나타났으며 삼광 및 구봉에서는 황화물 형태가 58%, 철수산화물 결합형태가 40% 내외로 나타나 이를 뒷받침한다. 광미에 대한 비소 용출실험에서 덕음 광미가 가장 낮은 pH(2.7)를 의이며 직접적인 철수산화황산염의 용해반응으로 비소가 용출되며 삼광 및 구봉에서는 알칼리성 환경(8.1-8.5)에서 탈착반응으로 상대적으로 많은 양의 비소가 용출될 수 있음을 보여주었다. 또한 산성환경에서 용존 비소의 +3가 비율이 높게 차지하여 환경적 영향이 크게 나타날 수 있다. 이와 같은 풍화 광미에 대해 환경복구 기법의 적용으로 인한 pH/Eh 환경의 변화와 미생물의 작용이 비소를 함유하는 상의 안정도에 영향을 줄 수 있으며 비소의 용출 정도는 증가할 수 있다.

• 광물과 암석
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• 제35권2호
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• pp.125-140
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• 2022

Xiquegou 연-아연 광상은 중국 동북지역에선 가장 규모가 큰 연-아연 광화대 중의 하나인 Qingchengzi orefield에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 시생대의 그래뉼라이트(granulite)와 이를 관입한 고원생대의 미그마타이트질 화강암과 고-중원생대의 소딕(sodic) 화강암을 부정합으로 피복한 고원생대의 Liaohe 층군 및 이들을 관입한 중생대의 섬록암과 몬조나이틱 화강암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 Liaohe 층군내 Dashiqiao 층의 unit 3(돌로마이트질 대리암과 편암)내에 발달된 단층대를 따라 산출되는 맥상 광체로 트라이아스기의 마그마-열수형 광상에 해당된다. Xiquegou 연-아연 광상에서 석영, 인회석, 방해석, 황철석, 유비철석, 자류철석, 백철석, 섬아연석, 황동석, 황석석, 방연석, 사면동석, 에렉트럼, 휘은석, 자연은 및 농홍은석 등이 산출되며 모암변질로는 규화작용, 황철석화작용, 돌로마이트화작용, 녹니석화작용 및 견운모화작용 등이 관찰된다. 이 광상의 산출 광물조합 및 정출순서를 기초로, 돌로마이트는 1)모암인 돌로마이트(D₀) 및 2)연-아연 광화작용에 따른 모암변질 산물인 돌로마이트(D₁)로 두 유형이 확인된다. 이들 돌로마이트의 화학조성은 각각 Ca_1.03-1.01Mg_0.95-0.83 Fe_0.12-0.02Mn_0.02-0.00(CO₃)₂(D₀) 및 Ca_1.16-1.00Mg_0.79-0.44Fe_0.53-0.13Mn_0.03-0.00As_0.01-0.00(CO₃)₂(D₁)로써 이론적인 돌로마이트의 화학조성보다 미량원소들의 함량이 높다. 특히, FeO, PbO, Sb₂O₅ 및 As₂O₅ 원소들은 모암변질 산물인 돌로마이트(D₁)에서 높은 함량을 갖는다. 또한 이 광상의 모암에서 산출되는 돌로마이트(D₀)는 Ferroan 돌로마이트에 해당되며 모암변질 산물인 돌로마이트(D₁)는 철백운석 및 Ferroan 돌로마이트에 해당된다. 모암변질 산물인 녹니석의 화학조성은 (Mg_1.65-1.08Fe_2.94-2.50Mn_0.01-0.00Zn_0.01-0.00Ni_0.01-0.00Cr_0.02-0.00V_0.01-0.00Hf_0.01-0.00Pb_0.01-0.00Cu_0.01-0.00As_0.03-0.00Ca_0.02-0.01Al_1.68-1.61)_5.77-5.73(Si_2.84-2.76Al_1.24-1.16)_4.00O₁₀(OH)₈로써 이론적인 녹니석과 유사하며 Fe-rich 녹니석에 해당된다. 또한 이 녹니석의 화학조성 변화는 주로 팔면체적 Fe²⁺ <-> Mg²⁺ (Mn²⁺) 치환과 일부 팬자이틱 또는 Tschermark 치환(Al^3+,VI+Al^3+,IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV)메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제27권2호
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• pp.147-160
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• 1994

경상분지 백악기 퇴적암류와 화산암류내 열극을 충진한 열수 맥상광체들로 구성된 삼산지역 동광상들은 구조운동에 수반되어 2회에 걸쳐 형성된 석영 및 방해석맥들로 구성된다. 변질대에 산출되는 견운모에 대한 K-Ar 연령은 약 82Ma로서, 지역주변에 암주상으로 산출되는 화강섬록암의 관입활동 등 후기 백악기 화성활동과 관련된 것임을 지시한다. 주 광화시기인 광화 I기 석영맥내에는 황철석, 유비철석, 황동석, 섬아연석, 방연석, 적철석 및 Pb-Bi-Ag-Sb계 유염광물등의 광석광물들이 녹렴석, 녹니석 등의 맥석광물들과 함께 산출되며, 광화 I기는 광물들의 산출조직과 공생관계 등에 의하여 3개의 substage (early, main, late)로 구분된다. 본역내 광상들에서의 주된 동광화작용은 약 12~3wt. % NaCl 상당 염농도를 갖는 광화유체로 부터 약 $330^{\circ}C$에서 약 $280^{\circ}C$ 에 걸쳐 진행되었으며, 초기 광화유체의 비등현상으로부터 ${\leq}100{\sim}200bar$의 광화작용시 압력이 확인된다. 주광화시기인 광화 I기중 광화유체의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$값이 초기 8‰에서 후기 2.3‰로 점차 감소함은 광화유체의 비등과 천수혼입에 수반되어 산소분압이 점진적으로 증가한 결과로 해석된다. 유체내 산소 및 수소 안정동위원소 연구결과, 이들 동위원소 값이 광화작용의 진행과 함께 점차 감소함은 상대적으로 낮은 water/rock 비값을 갖는 환경하에서 동위원소 교환반응을 이뤄 평행상태에 이른 광화초기 열수계내에 광화작용의 진행과 함께 산화상태의 차갑고 동위원소적 교환반응이 거의 이뤄지지 않은 천수의 혼입이 점증 하였음을 지시한다.