• 한국광물학회지
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• 제29권2호
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• pp.73-78
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• 2016

점토 광물의 구조 내에 들어 있는 철의 산화수는 퇴적환경의 산화/환원 조건에 대한 정보를 제공하여 준다. 이러한 광물형성의 메커니즘을 밝히기 위해서는 고해상도를 가진 전자현미경을 이용한 나노 스케일 분석이 불가피하다. 투과전자현미경에 장착되어있는 전자에너지 손실분광 분석법(EELS)을 이용하여 정량적 철 산화수 분석을 논트로나이트 점토광물 구조 내 철의 환원으로 인한 K-논트로나이트의 형성의 예를 들어 설명하고자 한다. 철 산화/환원의 정량적 분석을 통하여 퇴적물의 위치에 따른 철 산화도 측정은 광물변화에 대한 연구를 용이하게 해준다. 따라서 본 논문은 전자에너지 손실분광의 분석방법 및 장점을 소개함을 목적으로 한다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.330-334
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• 2002

• 한국광물학회지
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• 제13권2호
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• pp.65-72
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• 2000

미생물을 이용한 광물 합성은 현재 초기 연구단계에 있으나 신소재 개발측면에서 다야한 활용성을 보인다. 본 연구의 목적은 철환원 박테리아를 이용한 자철석 합성에 있어 미치는 환경조건들을 알아보는데 있다. 본 연구를 위해 지하 3-km 코아 시료에서 분리한 호열성 철 환원 박테리아인 TOR-39을 이용하였다. TOR-39은 $65^{\circ}C$에서 12시간이내에 비정질 철수화물을 환원시켜 자철석을 형성한다. 25일 동안 배양하여 형성된 자철석은 정육각형 모양으로 입자 크기는 50-100 나노미터이다. TOR-39을 이용한 자철석 합성시 적절한 조건은 pH는 7.9-8.5, Eh는 -200 mV 이하, 배양기간은 3-25일 그리고 온도는 $45-75^{\circ}C$이다. 미생물에 의한 자철석 합성은 나노미터 크기의 광물을 직접 합성하므로, 산업적으로 많은 이용 가치를 가질 것으로 본다.

• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.107-115
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• 2010

한국원자력연구원 지하처분연구시설의 지하심부에 생존하는 미생물을 이용하여 용존우라늄의 제거 및 광물화에 대한 실험을 실시하였다. 미생물은 철환원박테리아와 황산염환원박테리아로 구분하여 개별적으로 실험을 실시하였으며, 실험 후 X-선 회절분석 및 주사전자현미경을 이용하여 생성광물을 확인하였고 용액상의 농도 변화는 유도결합플라즈마분석기를 이용하여 분석하였다. 철환원박테리아에서는 우라늄과 철이온이 공존할 때, 우라늄보다는 철이온이 선택적으로 환원과정에 참여하였으며, 결과적으로 우라늄의 환원 및 제거가 거의 이루어지지 못하였다. 하지만, 망간이 포함된 조건에서는 상당량의 우라늄 제거 효과가 나타났다. 황산염환원박테리아에서는 철과 망간이 공존할 때, 철이 선택적으로 황과 결합하여 맥키나와이트(FeS)라는 황화광물을 형성하였으며, 망간으로 구성된 황화광물은 만들어지지 않았다. 하지만, 망간이 공존하는 경우에 우라늄의 제거는 훨씬 효과적이었는데, 이는 황화광물에 불순물로 포함된 망간이 우라늄의 흡착 및 포획에 큰 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제6권2호
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• pp.105-115
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• 1993

철을 함유하는 전기적 광물들의 뫼스바우어 및 적외선 흡수 스펙트럼들은, 철 2가와 철 3가 이온들이 Y와 Z팔면체 자리에 들어가는 것을 보여준다. 철 이온들은 대개 2가인데, 대부분 Y자리에 분포되며 부분적으로 Z자리에도 들어간다. 흑갈색 전기석 광물들은 청색/녹색 전기석들 보다 Z자리의 철 2가 성분이 높다. 그러므로, 광학 스펙트럼으로 보면 흑갈색 전기석의 720 nm 피크가 청색/녹색 전기석의 피크보다 더 넓게 나타난다. 실험에 이용된 녹색/청색 전기석 광물들은 모두 철 2가 이온들만 가지고 있다. 전기석들의 적외선 스펙트럼들은 화학 분석결과로 보아 OH 주위의 양이온들의 환경에 따라 민감한 변화를 보인다. 열처리한 시료의 분석결과를 보면, O(1)H와 O(3)H의 적외선 흡수 스펙트럼 특성에는 차이를 보이지 않았다. 철 2가와 OH를 가지는 규산염 광물의 경우, $3565cm^{-1}$ 피크를 특징적으로 가지는데 이들의 탈수온도는 $700{\sim}800^{\circ}C$이다.

• 한국광물학회지
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• 제13권2호
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• pp.73-83
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• 2000

다덕 광산 폐석내 섬아연석과 함망간탄산염 광물의 풍화현상과 그에 따른 중금속의 거동을 조사 하였다. 섬아연석은 풍화초기에 극미립 산화철의 망상구조 집합체로 교대되었으며, 후기에는 자연황이 용해중인 섬아연석과 산화철 집합체 사이에 침전되었다. 산화철 집합체에는 As가 다량 함유되어 있다. 능망간석와 함망간 방해석은 함아연산화망간의 망상구조 집합체로 교대되었으며, 함망간방해서과 함아연산화망간 사이에는 스미소나이트가 침전되었다. 선택적 용해외 X선회절분석을 이용하여 감정한 결과, 함아연산화망간은 헤테롤라이트/하이드로헤테롤라이트인 것으로 판명되었다. Zn의 일부는 규산과 결합하여 입간 공극에 월레마이트로 침전되었다. 풍화 초기에 형성되는 극미립 산화철 및 함아연산화망간의 치밀한 망상 집합체는 풍화용액의 순환을 차단하여, 모광물의 풍화 반응을 지체시키는 지화학적 장벽 역할을 하였다. 이에 따라 망상구조 내에 조성된 국지적 미환경하에서 풍화중간산물들이 침전되었다. 이상의 연구 결과로 다음과 같은 사항을 추론할 수 있다. 섬아연석의 Fe와 함망간탄산염의 Mn은 각각 산화철과 산화망간으로 침전되어 산성화에 기여하였다. 폐광석 더미내 As의 활동도는 저결정질 산화철에의 흡착에 의해 조절되며, Zn의 활동도는 미소환경조건에 따라 하이드로헤테롤라이트/헤테롤라이트, 스미소나이트, 월레마이트 등의 다양한 이차광물의 용해도에 의하여 조절된다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.111-115
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• 2006

최근 경기도 가평지역에서 새로운 철운석이 발견되었으며, 이는 한반도에 낙하(fall) 또는 발견(find)된 운석 중 다섯 번째 기록이다. 가평운석(가칭)은 북위 $37^{\circ}52'08'$, 동경$127^{\circ}27'54'$, 고도 147m 지점에서 발견되었으며, 운석의 분류상 철운석에 속한다. 가평운석의 표면은 지표상에서 풍화를 받은 흔적이 나타나나, 내부는 비드만스태튼 무늬(Widmanstatten pattern)와 같은 철운석의 특징이 잘 보존되어 있다. 가평운석의 암석학적, 광물학적 기재와 분류를 위해 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope) 및 전자 현미분석기(electron probe micro-analyzer)를 이용했다. 풍화의 산물인 철산화물이 나타나는 최외각부를 제외하면 가평 운석은 거의 순수한 철-니켈 금속광물(Fe-Ni metal)로 이루어져 있다. 이 중 니켈 함량이 적은 카마사이트(kamacite)가 대부분이며 소량의 태나이트(taenite)가 산출되어 비드만스태튼 무늬를 구성한다. 비드만스태튼 무늬의 특징에 의한 분류에 따르면 가평운석은 중립질 또는 조립질 옥타헤드라이트(octahedrite)에 속한다. 철운석은 화학적으로 열 개 이상의 하부그룹으로 세분되며, 가평운석의 정확한 하부그룹으로의 분류는 친철원소에 대한 미량분석이 추가적으로 필요하다. 가평운석의 냉각률은 $^{\sim}1^{\circ}C/Ma$이하로 나타나며, 이는 가평운석이 천천히 냉각된 비교적 규모가 큰 소행성의 핵에서 유래했음을 지시한다.

• 한국광물학회지
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• 제22권3호
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• pp.249-259
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• 2009

본 연구는 황토와 황토에서 분리한 점토(clay fraction)를 이용하여 수용액 내 양이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 분산과 응집의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구를 위하여 사용한 황토는 전남 나주시 동강면 장동리 황토로 지표면으로 부터 90~130 cm 깊이에서 채취하였다. 황토와 황토에서 분리한 점토(< $2\;{\mu}m$) 그리고 이들 시료로부터 결정질 철과 비결정질 철을 제거한 황토와 점토시료를 이용하여 실험을 실시하였다. 이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 저면간격과 물리적 성질의 변화를 알아보기 위하여 4가지 양이온($Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$)과 이들 이온의 농도(0.001 M~1 M)를 변화시켰을 때 광물의 침강속도와 점토광물의 저면간격의 변화를 연구하였다. 장동리 황토의 주 구성광물은 석영이며, 황토로부터 분리한 점토는 카올리나이트, 일라이트, 버미큘라이트로 이루어져 있다. 장동리 황토의 비결정질 철과 결정질 철의 함량은 각각 16.3 mg/kg과 436 mg/kg으로 주로 결정질 철로 이루어져 있다. 이온농도가 다른 4가지 이온을 추가한 수용액에서 구성 입자의 크기가 작은 점토가 황토에 비하여 분산이 더 잘되었다. 황토광물을 코팅하고 있는 결정질 철과 비결정질 철을 제거하기 전과 제거한 후 광물의 분산실험 결과에서 철을 제거한 시료가 분산이 더 잘 일어났으며 이는 코팅된 철 산화물이 광물입자들의 분산을 방해하는 것으로 사료된다. 수용액 중 이온의 종류와 농도가 광물의 분산에 미치는 영향 실험결과에 따르면 첨가한 이온의 농도가 클수록 그리고 양이온 전하량이 클수록 침강속도가 빨랐다. X-선 회절 분석 결과에 따르면 카올리나이트와 일라이트는 양이온의 종류와 농도에 따른 저면 간격의 변화가 없었다. 하지만 버미큘라이트는 일반적으로 +2가 양이온을 첨가한 경우 저면간격이 $14.04\;{\AA}$으로 +1가 양이온의 $13.9\;{\AA}$보다 크게 나타났다. 이는 +2가 양이온들의 수화반경이 +1가 양이온보다 크기 때문으로 사료된다. 따라서 광물에 코팅된 철과 수용에 내의 이온의 종류와 농도가 광물의 분산 및 버미큘라이트와 같은 팽창성 점토광물의 저면간격에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

• 한국광물학회지
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• 제3권2호
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• pp.79-88
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• 1990

고령토의 조직과 산출상태의 관찰결과 산화철 광물을 침전시킨 철의 주요 근원은 모암인 회장암에 함유된 각섬석과 녹니석이다. X선 회절 분석결과 침철석은 녹니석이 버미큘 라이트로 변질되고 각섬석이 용해되기 시작하는 하부 백색 광석에서 우세하며, 적철석은 각섬석, 녹니석 및 버미큘라이트가 심한 용탈작용을 받는 상부 적갈색 광석이나 열 개에서 침철석과 함께 산출된다. 침철석 및 적철석내 Fe에 대한 Al의 치환량은 각각 6~26 mol% 및 5~8mol%이며 이 두 값 사이에는 비례 관계가 있다. 회절선폭의 크기로부터 계산된 침철석과 적철석의 평균 입자크기는 340$\AA$ 이하이며 침철석은 약간의 침상을 보이는 반면 적철석은 탁상이다. 전자현미경 관찰에 의하면 버미큘라이트와 수반되는 침철석은 침상 또는 성상이나 적갈색 광석에서는 그러한 특징이 작다. 적철석은 육각 또는 원형을 보이나 상부 적갈색 광석에서는 보다 불？칙한 모양이다. 적철석과 침철석의 광물학적 특성을 합성실험에서 보고된 결과들과 비교하여 성인적 측면에서 논의되었다. 이 지역에서는 침철석과 적철석의 생성에 적합한 기후조건들이 중첩된 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.319-328
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• 2001

연구지역의 철-희토류광상은 선캄브리아기의 편마암류내에 맥상으로 배태되어 있으며, 크게 두 개의 광체, 즉 자은광체(북부광체)와 홍천광체(남부광체)로 나뉜다. 광상에서 산출되는 경제적인 광물로는 자철석, 모나자이트, 스트론티아나이트 및 중정석이다. 산출광물의 공생관계 및 조직을 근거로 본다면, 광화작용은 카보나타이트의 분화작용과 관련되어 Na-카보나타이트 단계와 Fe-카보나타이트 단계로 나눌 수 있다. 주된 희토류광물은 Fe-카보나타이트 시기 동안에 침전되었다. 이처럼 철-희유광물이 카보나타이트와 관련되어 침전되었다고 고찰하는 증거로는 1) 스트론티아나이트와 모나자이트가 용리조직을 갖으며 산출되는 점, 2) 스토론티아나이트와 중정석이 용리조직을 갖는점, 3) 희토류광물이 주로 산출되는 지역에서 화성기원의 액마이트가 산출되는 점, 4) 탄산염광물-자철석-희토류광물의 공생 및 공존관계 등으로 볼 때 이 지역의 철-희토류광화작용은 화성기원의 카보나타이트에서 기원되었음을 암시하고 있다.