• 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.

• 한국광물학회지
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• 제31권3호
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• pp.215-225
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• 2018

북한 무산 철광상과 중국 안산-번시 철광화대는 시생대 호상철광층으로 북중국 지괴의 동쪽 블록 중 용강 블록에 속한다. 무산 철 광상을 배태하는 변성퇴적암은 무산층군이고 안산-번시 철 광화대를 배태하는 변성퇴적암은 안산층군으로 이들은 주로 철질 규암, 각섬암, 편암, 혼성암으로 구성되어 있다는 공통점을 갖고 있다. 주 광종은 주로 철질 규암에 배태되어 있는 자철석이다. 광체의 모양은 무산 철 광상의 경우 습곡에 의해 말발굽 모양을 갖지만 안산-번시 철 광화대의 경우 대부분 층상의 모양을 갖는다. 호상철광층의 생성 연대는 무산 철 광상은 약 2.66-2.52 Ga이고, 안산-번시 철 광화대는 2.55-2.53 Ga로 보고되어 시기적으로 유사하며, 광상형은 모두 알고마 유형으로 알려져있다. 결론적으로 무산 철 광상과 안산-번시 철 광화대는 지질 및 형성 시기, 그리고 광상 특성이 매우 유사하다고 볼 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제17권3호
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• pp.245-265
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• 2004

일본의 제3기 퇴적분지 내 분포하는 주요 벤토나이트 광상인 Myogi, Tsukinuno, Dobuyama 및 Kawasaki 광상의 산상과 성인을 비교하였으며, 각 광상에서 산출되는 대표적 벤토나이트를 대상하여 광물학적 특성 및 물리화학적 특성이 비교되었다. 일본에서 산출되는 벤토나이트 광상은 신생대 제3기 마이오세기～플라이오세기에 형성된 녹색응회암대 내에 주로 분포한다. Myogi, Tsukinuno 및 Kawasaki 광상은 속성변질작용에 의해, Dobuyama 광상은 열수변질작용에 의해 형성 되었다. 속성변질광상인 Myogi, Tsukinuno 및 Kawasaki 광상은 층상형 또는 성층형 광체형을 보이나 열수변질광상인 Dobuyama 광상은 콘형의 광체형을 나타낸다. 이 광상들의 형성 시기는 1.8～21 Ma까지 넓은 년대 범위를 보이나 대체로 초기～중기 마이오세기에 형성되었다. 몬모릴로나이트 함량비가 가장 높은 Dobuyama 광석이 높은 표면적, CEC, MB 흡착량 및 강도 값을 보인다 몬모릴로나이트 함량비도 다소 높고 Na-형인 Tsukinuno 광석은 강 알카리성, 높은 점도 및 팽윤도를 보인다. Na-Ca 혼합형인 Kawasaki 광석들은 Na-형에 비해서는 낮은 점도와 팽윤도를 보이나 Ca-형인 Dobuyama 보다는 다소 높다. 제올라이트 함량비가 높은 Myogi 광석은 Na-형이나 몬모릴로나이트 함량비가 가장 낮기 때문에 낮은 점도, MB 흡착량, 강도값을 나타내나 CEC와 표면적 값은 다소 높다. 이는 제올라이트의 영향으로 생각된다. 대체적으로 수용액계에서 Na-형은 강한 분산이 초래되나 Ca-형은 응집이 보다 강하게 일어나며, 두 유형 모두 매우 서서히 응집이 초래되었다. 벤토나이트의 물성은 몬모릴로나이트의 함량, 층간 양이온종이나 불순광물(특히 제올라이트)에 의해 주로 규제되는 시료도 있지만, 몇 시료는 이와 일치되지 않는다. 이는 이 연구에서 확인치 못한 몬모릴로나이트의 층전하 간과 같은 결정-화학적 및 몬모릴로나이트의 형상비와 같은 결정 형태적 특성에 의한 영향일 것으로 해석 된다.

• 자원환경지질
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• 제52권1호
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• pp.107-118
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• 2019

태백산분지 북익부 고품위 석회석의 생성은 크게 동생적(syngenetic)과 후생적(epigenetic) 관점으로 나뉘어 있으며, 산소-탄소 안정동위원소 비 특성을 이용하여 이들의 생성환경을 고찰하였다. 북익부의 4개 광산(GMI, 정선, 백운, 백광)과 남익부의 상동(오미아)광산, 그리고, 삼척지역의 쌍용동해광산을 대상으로 하였으며, 이들과의 비교를 위해 정선지역 대기층 노두시료를 포함하였으며, 이들을 색상에 따라 암회색, 회색, 담회색, 백색으로 구분하였다. 산소 안정동위원소 비는 4.5 ~ 21.6 ‰의 넓은 범위의 변화를 보이지만, 탄소 안정동위원소 비는 -1.1 ~ 0.8 ‰ (방해석 맥 제외)로 매우 좁은 범위를 보여, 열수의 작용이 크지 않았음을 지시한다. 또한, 광산별, 색상별 산소-탄소 안정동위원소 비의 분포범위의 차이는 없으며, 주변 노두에서 채취된 탄산염암과 유사한 범위를 보이는 것으로 보인다. 이와 같은 결과는 고품위 석회석의 생성에 있어서 열수의 영향은 거의 없었다는 것을 지시한다. 산소 안정동위원소 비 값은 암석의 색상변화(백색화)보다는 조직의 변화와 관련되는데, 산소 안정동위원소 비 15 ‰ 전후를 기준으로 탄산염암의 산상을 구분할 수 있다. 이보다 높은 경우 괴상 또는 층리가 잘 보존된 특징을 보이는 반면, 낮은 경우 하나의 시료 내에서 두 가지 이상의 색상이 나타나고 있으며, 층리는 교란되거나 거의 소멸하여 흔적만 확인된다. 두 가지 이상의 색상이 나타나는 경우 밝은 부분이 어두운 부분에 비해 현저히 낮은 산소 안정동위원소 비를 보이는 경우가 다수 관찰되며, 이는 열수와의 반응에 의한 현상으로 해석된다. 다만, 이와 같은 현상은 소규모로 나타나고 있으며, 광상 전체적인 고품위 석회석의 생성에 대한 해석으로는 적당하지 않다. 특히, 재결정화한 백색의 탄산염암에서 높은 산소 안정동위원소 비 값을 보이는 것은 이 지역 탄산염암의 재결정화에 열수의 작용이 매우 적었음을 지시하며, 주변 마그마에 의한 열적 영향만을 받은 결과로 해석된다. 또한, 고품위 석회석광상 내 광체의 분포가 수평으로 연속적이며, 고품위 석회석 상하 주변에 백운석이 층상으로 협재되는 등의 산상을 고려할 때, 연구지역 고품위 석회석의 생성은 동생적(syngenetic) 해석이 보다 더 타당할 것으로 판단된다. 따라서, 태백산분지 전반적으로 순차층서적 관점에 의한 퇴적상의 해석이 필요할 것으로 사료되며, 이는 추가적인 고품위 석회석 광체의 확보에 매우 중요한 요소가 될 것이다.

• 광물과 암석
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• 제34권2호
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• pp.107-120
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• 2021

검덕 연-아연 광상은 한반도에서 가장 규모가 큰 연-아연 광상으로 지체구조상 고원생대의 마천령층군이 포함된 Jiao Liao Ji belt내 혜산-리원 광화대에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 고원생대의 마천리층군 변성퇴적암류와 이를 관입한 중생대의 만탑산 관입암체 및 신생대의 현무암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 마천리층 변성퇴적암류내에 층상광체 및 맥상광체로 산출되며 퇴적분기형 광상에 해당된다. 이 광상에서 산출되는 돌로마이트들은 산출 광물조합 및 정출순서를 기초로 1)모암인 돌로마이트(D₀), 2)각섬암상의 변성작용에 의한 초기의 돌로마이트(투각섬석, 양기석, 투휘석, 섬아연석, 방연석 등)(D₁), 3)각섬암상의 변성작용에 의한 말기의 돌로마이트(활석, 방해석, 석영, 섬아연석, 방연석 등)(D₂), 4)석영맥과 함께 산출되는 돌로마이트(백색운모, 녹니석, 섬아연석, 방연석 등)(D₃)으로 산출된다. 이들 돌로마이트의 화학조성은 각각 Ca_1.00-1.20Mg_0.80-0.99Fe_0.00-0.01Zn_0.00-0.02(CO₃)₂(D₀), Ca_1.00-1.02M_0.97-0.99Fe_0.00-0.01Zn_0.00-0.02(CO₃)₂(D₁), Ca_0.99-1.03Mg_0.93-0.98Fe_0.01-0.05Mn_0.00-0.01As_0.00-0.01(CO₃)₂(D₂) 및 Ca_0.95-1.04Mg_0.59-0.68Fe_0.30-0.36Mn_0.00-0.01(CO₃)₂(D₃)로써 이론적인 돌로마이트의 화학조성보다 미량원소들의 함량이 높다. 이 미량원소들은 FeO, MnO, HfO₂, ZnO, PbO, Sb₂O₅ 및 As₂O₅ 원소들이며 광화작용이 진행됨에 따라 FeO, MnO, ZnO, Sb₂O₅ 및 As₂O₅ 원소들의 함량이 증감 변화가 있으나 HfO₂와 PbO 원소들의 함량은 증감 변화가 없다. 검덕광상의 D_o, D₁ 및 D₂는 Ferroan 돌로마이트에 해당되며 D₃는 Ferroan 돌로마이트와 철백운석(ankerite)에 해당된다. 따라서 1)모암인 돌로마이트(D₀)는 고원생대(2012~1700 Ma) 해양증발환경에서 실리카와 함께 퇴적된 후 계속적인 속성작용에 의해 돌로마이트화 작용에 의해 형성되었다. 2)초기의 돌로마이트(D₁)는 고원생대의 리원암군 관입(1890~1680 Ma)에 의한 변성작용(최소 각섬암상)에 의한 열수교대작용에 의해 형성되었다. 3)말기의 돌로마이트(D₂)는 각섬암상의 변성작용에 의한 계속적인 온도와 압력의 감소에 의해 잔존 유체로부터 형성되었다. 또한 4)석영맥의 돌로마이트(D₃)는 중생대의 만탑산 관입암체의 관입(213~181 Ma)에 의해 형성되었다.

• 자원환경지질
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• 제55권3호
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• pp.241-259
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• 2022

희토류 원소 (Rare Earth Elements; REE)는 전통적으로 카보나타이트나 풍화잔류광상에서 채광이 이루어졌다. 하지만, 최근 각종 첨단산업에 활용되는 희토류 원소의 수요증가로 인해, 추가적인 희토류 부존량 확보를 위한 비전통적인 희토류 광상으로서 함희토류 탄층이 주목받고 있다. 함희토류 탄층은 일반적인 탄층보다 높은 농도 (> 300 ppm)의 희토류 원소를 함유하는 탄층을 의미한다. 이는 크게 3가지 성인유형으로 분류되며, 두가지 이상 성인의 복합작용으로 형성되기도 한다. 우선, 육성형 (terrigenous) 함희토류 탄층은 주로 보크사이트 광상 기원 광물들의 이동 및 재퇴적에 의해 형성되며, 주로 LREE (Light REE)가 부화된다. 응회질형 (tuffaceous) 함희토류 탄층은 화산 분출에 기인한 화산재가 석탄 분지에 유입이 되어 형성된다. 이 유형은 주로 화산재기원의 함희토류 광물들과 자생기원의 인산염 광물들이 탄층과 톤스테인층의 경계부에 얇은 층상으로 농집되며, 희토류가 균질하게 분포하는 수평형 REE 패턴을 갖는다. 마지막으로, 열수형 (hydrothermal) 함희토류 탄층은 화성암기원 열수에 의해 희토류가 유입되어 형성된다. 이러한 탄층에서는 함할로겐 인산염 광물들과 함수광물들이 세립질의 자생형으로 존재하며, 주로 HREE (Heavy REE)가 부화된다. 미국은 이미 켄터키주 파이어 클레이 탄층을 대상으로 탐사로부터 선별 및 공정개발을 통해 고순도 산화 희토류의 생산에 성공하였으며, 연간 희토류 소비량의 약 7% 공급을 목표로 연구를 확장하고 있다. 한국의 경우, 경주-영일 탄전의 갈탄층이 응회암층과 함탄층이 협재하는 특징을 보이고, 압밀작용의 영향이 상대적으로 적은 신생대 제3기의 연대를 갖는 것으로 보아 응회질형 함희토류 탄층으로서의 개발 가능성이 기대된다. 따라서, 국내 희토류 공급망 다각화를 위해 함희토류 탄층 대상의 광물, 광상 및 퇴적학적 연구를 통한 개발 가능성 평가가 우선적으로 요구된다.