• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.77-77
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• 2008

금(Au)이나 은(Ag)과 같은 귀금속 물질로 형성된 금속 나노 구조체는 표면 플라즈몬 공진(Surface Plasmon Resonance, SPR) 현상과 이의 국부 환경(local environment) 변화에 대해 민감한 의존성으로 인하여 생화학적 센서로의 응용이 주목 받고 있다. 표면 플라즈몬 공진은 광 흡수와 광 산란을 수반하는데, 두 가지 특성 모두 분광학적 신호검출방식으로 센서에 응용가능하다. 이 중 광 산란을 이용하는 방식은 광원의 배경잡음 효과가 배제되기 때문에 단일 입자 검출에 유리하다. 광 흡수와 광 산란 특성은 금속 나노 구조체는 크기, 형상, 주변 매질, 물질의 선택에 따라서 영향을 받는다. 본 연구에서는 금 나노 디스크(nanodisc)의 형상에 따라서 여기 되는 표면 플라즈몬이 광 흡수와 광 산란 특성에 미치는 영향을 가시광과 근적외선 영역에 대해서 불연속 쌍극자 근사법(Discrete Dipole Approximation, DDA)을 이용하여 전사모사(simulation) 하였다. 금 나노 디스크의 형상과 플라즈몬 특성 간의 관계는 공명 파장과 산란 양자 거둠율(scattering quantum yield, $\eta$)을 이용하여 분석하였고, 센서로서의 응용을 가늠하기 위해 주변 매질의 굴절률을 조절하여 그에 따른 민감도(sensitivity )를 비교하였다. 나노 디스크의 모양이 판상에 가까워질수록 공명 파장은 적색 편이하였고 광 산란 효율과 민감도는 증가하는 현상이 나타났다. 또한, 산란 양자 거둠율은 증가하다가 완만하게 감소하는 경향이 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권6호
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• pp.11-26
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• 2010

일본의 도시광산자원과 금속재자원화산업을 파악하기 위하여, 일본(日本)의 금속소비량, 금속리싸이클리률을 논하고, 철스크랩, 사용이 끝난 자동차, 폐가전제품 및 폐전자정보기지 등의 대표적인 재자원화산업의 개요를 조사하였다. 일본은 금속자원 소비대국이고 각종 금속 축적량 대국이기도 하다. 도시광산자원의 리싸이클링률은 자급률로 계산할 때 Pb 50%, Fe 33%, Al 25%이고, Hg, Au, Cd, Mn, Mo, Ag 등이 이어지고 있다. 그러나 기능재료에 첨가되는 레어메탈 및 REE 등은 리싸이클링 기술개발 단계라고 할 수 있다. 자동차, 가전제품 PC 등 사용이 끝난 제품의 리싸이클링산업은 활발하고, 리사이클링률은 법정기준치를 상회하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제48권4호
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• pp.337-349
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• 2015

이 연구는 휴광된 문명광산 주변의 토양과 식물의 유기적 관계규명을 위해 토양시료를 왕수, 1 M $MgCl_2$, 0.01 M $CaCl_2$ 및 0.05 M EDTA 등 다양한 추출제로 전처리하여 As 및 중금속을 분석하였다. 화학분해 방법에 따른 함량은 왕수 > 0.01 M $CaCl_2$ > 1 M $MgCl_2$ > 0.05 M EDTA 순으로 나타났으며 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보였다(p<0.01). 원소별 생물학적 농축계수(BAC)는 Cd, Cu 및 Zn 함량이 As와 Pb에 비해 상대적으로 높은 결과를 얻었다. 이 연구에서 식물농도에 영향을 주는 물리화학적 특성을 이용하여 단계별 다중선형회귀분석을 수행하였으며, 그 결과는 As 및 중금속의 농도 예측에 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 농가의 1일 평균 쌀소비량인 287 g을 적용하여 세계보건기구의 미량원소 1일 섭취 최대허용량과 비교한 결과 Cd와 As에서 각각 73.7%, 51.8%의 높은 섭취량을 보였다. 그러므로 현재까지 발현되지는 않았지만 광산주변 거주자들이 지역에서 재배된 쌀을 장기간 섭취할 경우 As 및 중금속 농축에 의한 건강의 악영향이 발생될 수 있으므로 적절한 처리가 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제38권6호
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• pp.663-673
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• 2005

지화학 자료의 공간적 분포와 금은광산의 공간적 분포사이의 상관관계를 조사하였다. 활용된 자료는 한국자원연구소에서 발간된 지화학도 중 21개 원소에 대한 도면과, 현재까지 파악된 광산의 위치도면 및 1:100만 지질도이다. 지화학도는 250m 등간격의 격자형 화소로 제작된 도면 중 통계분석을 위하여 1km 간격의 자료를 추출하여 분석하였으며, 광산위치의 지화학 자료 역시 250m 간격의 화소에서 추출하여 분석을 수행하였다. 광산과 지화학자료의 공간적인 상관분석은 베이시안 중첩법과 의사결정나무 기법을 활용하였디. 베이시안 통계기법은 각 지화학도에 분포하는 원소의 화소값을 올림차순으로 정열한 후 자료의 개수가 자기 5, 25, 50, 75, 95, $100\%$에 해당하는 등급을 나누어 모든 지화학도를 6개의 등급을 갖는 도면으로 재분류 하였다. 자 등급에 속한 광산의 개수를 대상으로 광산이 발생할 확률이 계산되었으며, 이 확률을 취합하여 최종 사후확률이 계산되었으며, 사후확률로 광산이 배태될 예측 도면이 작성되었다. 금/은, 동, 철, 납/아연, 텅스텐광산 및 광산이 존재하지 않는 위치에 해당하는 지화학 자료와 암상을 기준으로 의사결정나무를 학습시키고, 학습된 결과를 전체 자료에 적용하여 예측도면을 작성하였다. 광산이 존재하지 않은 지역을 추출하기 위하여 지화학도의 화소를 1km간격으로 추출한 후 이들 중 광산과 750m이내에 있는 자료는 제외시키는 알고리듬을 활용하였다. 예측결과 베이시안 방법에 의한 광산의 위치 예측이 의사결정나무에 의한 예측보다 상대적으로 정확함이 확인되었다. 그러나 두 방법 모두 공히 기존의 광산위치를 적절히 예측하고 있어서 지화학 자료는 광산의 위치와 밀접한 관계를 갖고 있음이 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제44권2호
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• pp.95-107
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• 2011

모이산-은산 천열수 금-은광상을 배태하고 있는 황산 화산암들은 성산지구 전반에 널리 분포하며, 대규모 열수변질작용을 수반한다. 열수변질작용에 따른 지구화학적 변화특성을 파악하기 위해 모이산과 주변 화산암으로 구분하여 분석되었으며, 이들은 대체적으로 석영안산암질 내지 유문암질 조성을 갖는다. 천열수계에서 수반되는 열수변질작용은 모암으로부터 알카리원소들을 쉽게 유동시키기 때문에, 일정한 지구화학적 변화를 보인다. 이러한 특성은 열수변질작용의 정도를 정량화하는데 적용될 수 있다. 모이산 화산암들의 AI지수에 따른 $Na_2O$ 함량변화는 미약한 정도에서부터 상당히 강한 변질작용을 수반하는 단계로 정량화 될 수 있다. $K_2O$ 함량의 증가에 따른 $CaO+Na_2O$ 함량의 감소는 열수유체로부터 지속적인 $K^+$의 유입과 모암 내 장석류들의 $Ca^{2+}$와 $Na^{2+}$성분들이 제거되는 견운모화작용의 결과로 이해된다. 일부 모이산 화산암들의 선적인 변화는 강산 열수유체로부터 모든 알카리 성분들이 완전히 제거되는 강고령토변질작용의 결과로 이해될 수 있다. 또한 AI지수와 CCPI지수의 변화양상은 함금-은 석영맥을 형성시킨 광화유체의 유입으로 모이산 화산암들의 장석류가 일라이트로 교대되는 견운모변질작용과 Mg와 Fe의 활동도 증가에 따른 견운모+녹니석+황철석 변질작용에 해당하는 두 가지 변질양상을 갖는다. 미량원소 및 희토류원소들에서도 열수변질작용과 관련된 지구화학적 변화특성을 보인다. 친지각원소인 $Sr^{2+}$ 의 상당한 결핍은 열수변질작용동안 장석류들이 알루미나 규산염광물 혹은 충상규산염광물들로 변질되는 과정에서 $Ca^{2+}$가 제거되면서 이를 치환하고 있는 $Sr^{2+}$이 함께 제거된 것으로 보인다. 상대적으로 낮은 총 희토류함량(모이산: 119-182 ppm; 성산지구:111-209 ppm)과 완만한 부의 기울기는 열수변질작용동안 상당한 LREE원소들이 제거되었음을 지시된다.

• 광물과 암석
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• 제33권1호
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• pp.53-64
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• 2020

삼광 금-은 광상은 과거에 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나이다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 부정합으로 피복한 쥐라기 백운사층으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형 금-은 광상이다. 이 광상에는 일반적으로 엽리상 석영맥이 관찰되며 석영, 철백운석, 백색운모, 녹니석, 인회석, 금홍석, 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석 등으로 구성된다. 엽리상 석영맥과 모암변질에서 산출되는 백색운모의 화학조성은 (K_1.02-0.82Na_0.02-0.00Ca_0.00)(Al_1.73-1.58Mg_0.26-0.16Fe_0.23-0.10Mn_0.00Ti_0.03-0.01Cr_0.01-0.00)(Si_3.35-3.22Al_0.79-0.65)O₁₀(OH)₂ 및 (K_0.75-0.67Na_0.01Ca_0.00) (Al_1.78-1.74Mg_0.16-0.15Fe_0.15-0.13Mn_0.00Ti_0.04-0.02Cr_0.01-0.00)(Si_3.33-3.26Al_0.74-0.67)O₁₀(OH)₂로써 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모에서 층간 양이온(K+Na+Ca)과 팔면체 자리에서의 Fe+Mg+Mn+Ti 함량이 높게 산출된다. 이 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환((Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV) 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환에 의해 일어났음을 알 수 있다. 엽리상 석영맥에서 산출되는 철백운석은 결정방향에 따라 서로 다른 상들이 교호하며 산출되며 이들 상들에서는 FeO 및 MgO 함량 변화가 관찰된다. 따라서 삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥 형성은 조산형 금은 광상의 형성 시 주 광화시기인 연성전단(ductile shear) 시기에 형성되었음을 알 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.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.222-231
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• 2005

광산주변의 광해대책 없이 방치된 대부분의 잔류광미는 광산지역의 하류 농경지뿐만 아니라 재배 작물의 중금속 오염의 주원인이 될 수 있다. 본 연구는 폐금속광산의 중금속 오염 특성을 평가하기 위하여 국내 25개 광산 주변에서 채취한 광미를 대상으로 수용성, 산가용성 및 전함량 중금속을 분석 검토하였다. 광미 중 수용성 무기이온들의 함량은 ${SO_4}^{2-}>Ca^{2+}>Mn^{2+},\;Na^+,\;Al^{3+}>Mg^{2+},\;Fe^{3+}>Cl^-$ 순으로 높았으며, 특히 pH, EC, ${SO_4}^{2-}$ 및 $Ca^{2+}$ 함량은 광산별로 큰 편차를 보였다. 광미중의 중금속 전함량은 Cd 31.8, Cu 708, Pb 4,961, Zn 2,275 및 As 3,235 mg/kg이었고, 중금속 중 Cd, Zn 및 As는 우리나라 토양환경보전법의 토양오염대책 기준을 초과하였다. 광미 중 전함량에 대한 수용성 중금속 비율은 Cd > Zn > Cu > Pb > As 순으로 높게 나타나 토양 환경내에서 이동성이 높은 순위와 일치하였다. 또한 0.1M-HCl 산가용성 침출비율은 각각 Cd 17.4, Cu 10.2, Pb 6.5, Zn 6.8 및 As 11.4%(1M-HCl 추출성)이었고, 광미 중 중금속 전함량에 대한 수용성 함량비율은 화학성분 조성과 관련성이 큰 것을 알 수 있었다. 광미중의 중금속 부화계수(EF)는 As > Pb > Cd > Cu > Zn 순이었고, 오염지순(PI)는 Au-Ag 광산이 다른 광산보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 광산 주변 광미의 중금속 부화계수와 오염지수를 근거로 볼 때 심각한 수준으로 중금속이 농집되어 있어 폐광산 주변의 주요 오염원은 광미를 포함한 광산폐기물로 판단할 수 있었다. 따라서 폐광산 주변에서 중금속을 다량 함유된 광미의 유실 및 강우에 의한 유출은 하부 수계 및 농경지에 심각한 문제를 야기 시키며,특히 산성 황화물을 함유하는 광산폐수는 산성배수를 일으켜 중금속 용출 부화를 가중시킬 수 있어 이에 대한 대책이 강구되어야 할 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제31권4호
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• pp.307-323
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• 2018

인성광상은 옥천누층군의 황강리층 내에 발달한 열극 충진 함 금-은 및 베이스 메탈 석영맥 광상이다. 광상 생성에 기여한 맥들은 녹니석화, 규화작용, 견운모화 그리고 탄산염화 작용 등 다양한 변질양상 및 광석 광물에 따라 네 시기로 구분된다. 첫 번째 시기(stage 1)에는 자형의 황철석 및 유비철석과 함께 투명하고 경제적 광석이 나타나지 않는(barren) 석영맥이 나타난다. 두 번째 시기(stage 2)에는 자형 석영 결정의 석영맥이 형성되며, 유비철석, 섬아연석, 황동석, 황철석 및 방연석이 나타난다. 세 번째 시기(stage 3)에는 유백색 석영맥과 소량의 섬아연석이 나타난다. 네 번째 시기(stage 4)에는 자형의 석영 결정을 포획한 방해석맥이 나타나며, 모암 내 탄산염 변질과 함께 소량의 유비철석, 황철석, 방연석, 섬아연석 및 황동석이 산출된다. 각 시기별 유체 포유물은 주로 염 결정이 포함되지 않은 다양한 밀도의 수용액 유체 포유물이 대부분이다. 각 시기의 균질화 온도(Th: $^{\circ}C$)와 염 농도(NaCl equivalent wt%)는 다음과 같다; 시기 1 ($270{\sim}342^{\circ}C$ 그리고 1.7~6.4 wt%), 시기 2 ($108{\sim}351^{\circ}C$ 그리고 0.5~7.5 wt%), 시기 3 ($174{\sim}380^{\circ}C$ 그리고 0.8~7.5 wt%) 그리고 시기 4 ($103{\sim}265^{\circ}C$ 그리고 0.7~6.4 wt%). 넓은 범위의 균질화 온도와 염농도는 광화 유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석이 있었을 가능성을 지시한다. 0.5~1.5 km의 인성광상의 계산된 고심도는 천열수 환경을 지시한다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제39권
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• pp.243-280
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• 2006

서산 부장리 유적 백제시대 분구묘 5호분 출토 금동관모는 백제시대의 고고학적 자료로서 당시 국제적 교류 관계를 밝힐 수 있는 중요한 유물이다. 본 논문은 금동관모를 보존처리하는 과정 중에 획득한 정보를 바탕으로 금동관모의 제작기법을 연구한 결과이다. 관모의 단면은 총 5개층으로 구분할 수 있다. 이 단면 중 직물층이 백화수피층과 금속층 사이에서 발견되었는데, 금속과 백화수피의 직접적인 접촉을 피하기 위한 것으로 추정된다. 분석은 단면 중 2개의 층인 직물층과 섬유질층의 분석을 수행하였다. 직물층은 가장 간단한 조직인 평직으로 이루어져 있고, 한 겹으로 되어 있었다. 또한, 조직의 꼬임, 미세조직 구조상 몇 가지 직물로 추정할 수 있었다. 섬유질은 두 세 개의 섬유가 혼재되어 있는 것을 알 수 있었다. FT-IR 분석 결과 직물층과 섬유질층은 모두 마섬유로 확인되었다. 또한 백화수피는 자작나무껍질 15겹을 붙여 사용하였음을 알 수 있었다. 도금편의 미세조직 관찰을 위해 금속현미경과 주사전자현미경(SEM) 및 파장분산형X선 분석기(WDS)를 이용하였다. 분석결과 아말간도금이 행해졌음을 알 수 있었으며, 도금기술의 척도를 알 수 있는 도금층 두께는 최소 $1.7{\mu}m$부터 최대 $8.7{\mu}m$이었다. 금의 순도는 금(Au)이 98%, 약 1% 이내의 은(Ag)이 함유되어 있었다. 위 금동관모의 과학적 보존처리와 분석을 통해 얻어진 결과는 향후 제작기술의 비교연구 뿐만 아니라 복원품의 제작을 위한 자료로 활용될 수 있다.