• 광물과 암석
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• 제33권2호
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• pp.115-127
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• 2020

운산 금 광상은 한반도의 3대(대유동 광상, 광양 광상) 금 광상중의 하나이었다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암내에 발달된 단층대를 따라 충진한 함 금 석영맥 광상으로 조산형 금 광상에 해당된다. 이 광상의 석영맥은 광물조합에 따라 1)방연석-석영맥형, 2)자류철석-석영맥형, 3)황철석-석영맥형, 4)페크마틱 석영맥형, 5)백운모-석영맥형 및 6)단순석영맥형으로 분류된다. 연구된 석영맥은 황철석-석영맥형이며 견운모화작용, 녹니석화작용 및 규화작용이 관찰된다. 이 석영맥은 백색 석영, 백색 운모, 녹니석, 황철석, 금홍석, 방해석, 모나자이트, 저어콘 및 인회석 등이 산출된다. 금홍석은 엽리상 석영맥내 유색대에서 자형내지 중립질 입단으로 어두운 금홍석과 밝은 금홍석으로 산출된다. 금홍석의 화학조성은 89.69~98.71 wt.% (TiO₂), 0.25~7.04 wt.% (WO₃), 0.30~2.56 wt.% (FeO), 0.00~1.71 wt.% (Nb₂O₅), 0.17~0.35 wt.% (HfO₂), 0.00~0.30 wt.% (V₂O₃), 0.00~0.35 wt.% (Cr₂O₃) 및 0.04~0.25 wt.% (Al₂O₃)으로 밝은 금홍석이 어두운 금홍석보다 WO₃, Nb₂O₅ 및 FeO 원소들의 함량이 높게 산출되며 서로 다른 시기에 형성된 것으로 생각된다. 어두운 금홍석과 밝은 금홍석내 미량원소들은 어두운 금홍석 [(V³⁺, Cr³⁺) + (Nb⁵⁺, Sb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺, 4Cr³⁺ (or 2W⁶⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ (W⁶⁺ ↔ 2Cr³⁺), V⁴⁺ ↔ Ti⁴⁺], 밝은 금홍석 [2Fe³⁺ + W⁶⁺ ↔ 3Ti⁴⁺, 3Fe²⁺ + W⁶⁺ ↔ Ti⁴⁺ + (V³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) +Nb⁵⁺]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 어두운 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 V³⁺, V⁴⁺, Cr³⁺, Nb⁵⁺, Sb⁵⁺, W⁶⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성되었으나 밝은 금홍석은 ductile shear 시 높은 함량의 Fe²⁺ 및 W⁶⁺ 양이온들을 함유한 열수용액의 유입에 따른 어두운 금홍석과 반응에 의해 어두운 금홍석에 존재하였던 V³⁺, V⁴⁺, Al³⁺, Cr³⁺ 및 Nb⁵⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

• 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.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제37권
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• pp.285-307
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• 2004

이 연구에서는 전남 화순군에 위치한 운주사의 석조문화재를 중심으로 암석의 풍화대 형성과 풍화의 진행에 따른 암석학적 특성과 지화학적 특성을 종합 검토하였다. 이 결과를 중심으로 석조물을 이루는 암석의 기계적, 화학적, 광물학적 및 물리적 풍화에 영향을 미치는 풍화요소를 규명하였고, 이들을 정량화하여 석조문화재의 보존방안 강구를 위한 기초자료로 활용하고자 한다. 이 연구를 위하여 야외 정밀조사 및 총 18개의 시료(화산력 응회암 7점, 화산회 응회암 4점, 화강암류 4점, 화강편마암 3점)에 대한 전암분석과 암석의 특성 및 광물감정을 실시하였다. 또한 각각의 석조물에 대한 훼손현황을 반정량적으로 기재하였다. 운주사 일대의 지질을 이루는 암석은 화산력 응회암이며 대체로 N30-40W의 주향과 10~20NE의 경사를 갖고 있다. 이 화산력 응회암은 운주사를 중심으로 매우 넓게 분포하고 있으며 운주사 경내에 분포하는 석조물은 모두 화산력 응회암으로 조형되어 있다. 현재 운주 사 경내의 석조물들은 대부분 심한 균열의 발달과 함께 구조적 불균형을 이루고 있으며, 생물학적 오염 및 암석의 풍화가 상당히 진행되어 각력이 탈락하고 광물의 입상분해가 발생하는 등 풍화와 훼손양상이 아주 심각하다. 또한 석조물 곳곳의 철편과 시멘트 몰탈은 산화되어 적갈색의 침전물과 회백색의 침전물을 형성하고 있다. 이들 석조물에 대해 육안 훼손정도를 기재한 결과 대부분의 석조물들이 MD(moderate damage)에서 SD(severe damage) 등급의 훼손정도를 보이고 있다. 각 암석의 X선 회절분석 결과, 대부분의 시료들은 석영, 정장석, 사장석, 방해석 및 자철석 등의 광물로 구성되어 있다. 현미경하에서는 석영과 장석류가 심하게 변질되었으며, 타형의 결정형을 보이는 흑운모는 풍화되어 이차 풍화광물인 녹니석으로 변질되어 있다. 또한 응회암 곳곳의 열극대에 적갈색의 철분 침전물이 관찰되는 것으로 보아 암석의 내부까지 풍화가 진행되고 있음을 알 수 있다. 연구지역의 석조물을 이루는 응회암류는 Subalkaline, Peraluminous의 영역에 도시되며, 시료의 $SiO_2$(wt.%) 범위는 화산력 응회암이 70.08~73.69, 화산회 응회암은 70.26~78.42 의 범위를 보이고 있다. 또한 주성분원소에 대한 화학적풍화지수(CIA)와 풍화잠재지수(WPI) 계산치에서 CIA의 범위는 화산력 응회암은 55.05~60.75, 화산회 응회암은 52.10~58.70, 화강암은 49.49~51.06 화강편마암은 53.25~67.14의 범위를 보이며 이들은 편마암류와 응회암류에서 큰 값을 갖는다. WPI는 응회암류와 편마암류의 시료에서 0선 이하에 있거나 0선에 근접되어 도시되는 것으로 보아 상위 CIA에서와 같이, 이들 응회암류와 편마암류가 화학적인 풍화 작용을 쉽게 받고 있음을 시사한다. 암석의 분말시료와 석조물의 피복시료를 채취하여 전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과 암석의 이차적인 풍화산물인 스멕타이트, 불석군의 점토광물이 관찰된다. 그리고 암석의 생물학적 풍화 요소인 하등식물의 균사류 및 지의류의 모근과 포자가 함께 관찰된다. 이는 암석의 내부까지 생물체가 압력을 가하고 있어 석조물의 기계적 풍화작용을 가중시키고 있으며, 이와 함께 석조물 내에 점토광물화가 상당히 진행된 것으로 판단된다. 암석의 풍화가 상당히 진행되어 비, 바람, 수목, 지반 등 자연환경 의해 훼손이 가속화 되고 있는 상태이다. 이에 대한 방안으로 1차 수목 제거 등 주변 환경정비와 배수로 설치 등 물 침투 방지에 대한 지반환경 조성이 필요하고, 2차 지의류 제거 등 생물학적 처리와 합성수지를 사용한 균열부분 접착복원과 암석 재질을 강하게 하는 경화 및 발수처리를 실시한다. 그리고 풍화의 원인인 바람, 햇빛, 비 등을 차단시킬 수 있고 주변경관과 어울리는 보호시설을 건립하여 보존하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제51권3호
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• pp.213-222
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• 2018

카자흐스탄 듀셈바이지역에서 변성퇴적암을 모암으로 발달한 연-아연 광화대가 확인되었다. 이 광화대에서 채취된 암추시료의 암석학적 특징, 변질지수(Alteration Index) 및 광석의 산화-환원 민감도(Redox-sensitive)를 퇴적분기형(SEDEX-type) 광상과 대비하였다. 광화작용은 습곡과 단층에 의해 규제되며 주로 흑연질천매암의 엽리를 따라 발달한다. 주요 광석광물은 황철석, 자류철석, 섬아연석 및 방연석이며, 세립질 석영과 함께 산점상 또는 층상으로 발달되어 있다. 광화대의 연변부는 전반적으로 견운모 및 녹니석을 수반하는 광역변성작용의 특징을 보인다. 모암을 관입한 마츄빈 화강암류 인근에서 열수작용에 의한 각력화와 망상의 석영-방해석 맥에 수반되는 연-아연 광화작용이 확인된다. 광화작용은 광석광물의 산출형태, 공생광물, 화학조성 및 동위원소 특성에 의해 세 가지 유형으로 구분된다. 광화 제1유형은 엽층리가 잘 발달된 모암 내에 미립의 황철석, 자황철석 및 섬아연석이 엽층리에 평행하게 단속적으로 배태되는 특징을 가지며, 지구화학적 분석결과 퇴적분기형 광화작용의 초기 단계 특징과 유사하다. 광화 제2유형은 광역변성작용에 의해 모암에 형성된 엽리에 평행하게 광석광물이 농집되어 나타나며, 석영 및 백운모(${\pm}$ 흑운모)와 공생하는 특징을 보인다. 광화 제3유형은 열수각력대 내에 발달하며, 모암의 엽리면과 각력 사이의 열극에 규제되어 층상, 망상 및 세맥상의 형태로 발달하는 특징을 가진다. 듀셈바이 연-아연 광화대의 모암은 유사한 변성정도를 나타내고, 명확한 변질대의 분대 현상이 관찰되지 않는다. 또한 광화 제1유형, 제2유형 및 제3유형 모두 유사한 희토류원소(REEs) 패턴을 나타내므로 동일한 기원에 의해 형성된 것으로 해석된다. 광화대에서 산출되는 황화광물은 제한된 범위의 황 동위원소 값(제2유형: ${\delta}^{34}S=-13.3{\sim}-11.7$‰, 제3유형: ${\delta}^{34}S=-13.9{\sim}-8.2$‰)을 가지며, 동위원소 지질온도계 적용 결과, 제2유형($T=251{\pm}38^{\circ}C{\sim}277{\pm}40^{\circ}C$)과 제3유형($T=360{\pm}2^{\circ}C$, $537{\pm}29^{\circ}C$)이 각각 다른 온도 범위로 나타났다. 이는 각각 모암의 변성작용과 마츄빈 화강암류의 관입에 의한 영향을 반영하는 것으로 추정된다. Th-Zr-Sc을 이용한 퇴적환경 분석 및 V/Mo 값을 이용한 산화-환원 민감도 검토 결과, 열수퇴적물은 침전 후 환원환경을 겪었으며 이후 변성작용과 화성암체의 관입에 의한 영향을 받은 것을 지시한다. 또한, 주성분을 이용한 SEDEX 지수를 산출하여 퇴적분기형 광상 판별도에 도시해본 결과 원지성 광화대에 대비된다. 따라서 듀셈바이 연-아연 광화대는 퇴적암을 모암으로 발달하는 층상 퇴적분기형 광상의 원지성 광화대에 해당하는 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제25권4호
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• pp.417-433
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• 1992

경북(慶北) 의성(義城)지역 연(鉛)-아연(亞鉛)-동광상(銅鑛床)(전흥(田興), 옥산(玉山) 광산)은 경상분지(慶尙盆地) 백악기(白堊紀) 퇴적암류내의 구조면을 충진한 열수(熱水) 석영-방해석 맥상(脈狀) 광체(鑛體)로 구성된다. 광화(鑛化)작용은 구조적으로 석영-유화물(硫化物)-유염(硫鹽)광물-적철석 정출기, barren 석영-형석 정출기, barren 방해석 정출기 등 3회로 구분된다. 광화(鑛化) I기(期)의 광석(鑛石)광물은 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석 및 Pb-Ag-Bi-Sb계 유염광물(硫鹽鑛物) 등으로서 두 광산의 광물조성은 유사하지만, 유비철석, 자류철석, 테트라헤드라이트, 철을 다량 함유하는(약 21 mole% FeS)섬아연석 등은 옥산(玉山)광산에서만이 산출된다. 변질대 집운모(緝雲母)에 의한 K-Ar 연령은 약 62 Ma로서, 광화(鑛化)작용이 인근 금성산(金城山) 칼데라 화산암류와 도처에 분포하는 산성암맥의 분출 및 관입 활동과 관련된 후기 백악기(白堊紀) 화성활동의 산물이었음을 지시한다. 광화(鑛化) I기(期) 광물정출은 0.7~6.3wt.% NaCl 상당염농도(相當閻濃度)를 갖는 광화유체(鑛化流體)로부터 > $380^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$의 온도범위에서 진행되었고, 특히 동(銅)광물은 대부분 > $300^{\circ}C$의 고온에서 침전하였다. 유체포유물(流體包有物) 연구에 의하면, I기 연(鉛)-아연(亞鉛)-동(銅)광물의 침전은 비등(沸騰) 냉각(冷却) 희석(稀釋)등 비교적 복잡한 양식의 광액(鑛液)진화에 기인하였지만, 전흥(田興)광산의 경우 차가운 천수(天水)의 유입(流入)에 따른 냉각(冷却) 및 희석(稀釋)이 우세하였던 반면, 옥산(玉山)광산의 경우는 비등(沸騰)이 우세하게 진행되었다. 광화유체(鑛化流體)의 비등(沸騰)에 근거한 광화(鑛化)작용시의 압력은 초기 약 210 bar에서 후기 약 80 bar에 이르며, 이는 열수계(熱水系)가 정암압(靜岩壓)이 우세한 환경에서 정수압(靜水壓)이 우세한 환경으로 전이되었음을 지시하여 주고 따라서 광화심도(鑛化深度)는 약 900m로 추정된다. 유화물(硫化物)의 유황동위원소(硫黃同位元素) 조성 ($2.9{\sim}9.6$‰)에 근거한 초기 열수유체(熱水流體)의 전(全)유황동위원소값(${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}$)은 약 8.6‰이며, 이는 심부(深部) 화성원(火成源)의 유황이 퇴적암류내 sulfate (?)와 다소 혼합되었음을 나타내는 것으로 사료된다. 한편, 수속 및 산소동위원소 조성은 열수계(熱水系)내의 물이 대부분 천수(天水)로부터 기원하였음을 지시한다. 광물열역학(鑛物熱力學)적 고찰 결과, I기 광화유체(鑛化流體)의 온도 및 유황분압(硫黃分壓)의 변화는 두 광산에서 다소 상이하였다. 즉, 전흥(田興)광산의 경우 온도 감소와 더불어 유황분압(硫黃盆壓)은 황철석-적철석-자철석의 공존선을 따라 지속적으로 감소하였으나, 옥산(玉山)광산의 경우는 초기 황철석-자류철석 공존환경으로부터 후기 황철석-적철석-자철석의 공존환경으로 전이하였다. 한편, 차고 산화(酸化) 상태인 천수(天水)가 광액(鑛液)중에 혼입(混入)됨에 따라 광액의 산소분압(酸素盆壓)은 점차 증가하였다. 동(銅)광물의 침전은 주로 광화유체(鑛化流體)의 냉각에 따른 동염화복합체(銅鹽化複合體)($CuCl^{\circ}$)의 용해도 감소에 기인하였으리라 고려된다. 이러한 냉각 작용은 전흥(田興)광산의 경우 주로 천수혼입(天水混入)에 따른 결과였지만, 옥산(玉山)광산의 경우는 주로 광화유체(鑛化流體)의 비등(沸騰)에 기인하였다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.273-288
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• 2023

구봉 금-은 광상은 과거 한국에서 운산 광상, 대유동 광상, 광양 광상 등과 함께 가장 큰 금-은 광상으로써 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥(조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상)으로 구성된다. 대한광업진흥공사는 1989년 수행된 시추에서 깊이 -728 ML(시추 90-12공)에서 맥폭 0.9 m의 석영맥(6호맥, 27.9 g/t Au)을 착맥하였으며 2004년 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 저자는 2004년 04-1 시추공에서 채취된 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들을 이용하여 녹니석과 백색운모의 산상과 화학조성을 연구하였다. 연구된 시료들에서 관찰되는 모암변질작용은 녹니석화작용, 견운모화작용, 규화작용 및 황철석화작용 등이다. 깊이 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 칼리장석, 방해석, 금홍석 및 황철석과 함께 산출되며 깊이 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 방해석, 인회석, 저어콘, 금홍석, 티탄철석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석은 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석보다 Al, Mg 원소들 함량이 높고 Si, Fe 원소들 함량이 낮으며 더불어 이들 깊이에서 산출되는 녹니석은 이론적인 녹니석보단 약간 Si 함량이 높다. 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[Al^3+,VI+Al^3+,IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV]에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 팔면체적 Fe²⁺ <-> Mg²⁺ (Mn²⁺) 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다. 깊이 -279 ML과 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 층간 양이온(K+Na+Ca+Ba+Sr)은 각각 0.76~0.82 apfu, 0.72~0.91 apfu로써 다소 낮은 함량을 갖지만 팔면체 자리의 양이온(Fe+Mg+Mn+Ti+Cr+V+Ni) 함량은 각각 2.09~2.13 apfu, 2.06~2.14 apfu로써 약간 높은 함량을 갖는다. 깊이 -279 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV]과 illitic 치환 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환 메카니즘에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 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.

• 한국토양비료학회지
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• 제24권2호
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• pp.79-85
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• 1991

우리나라 주요(主要) 5개(個) 모암(母岩)(화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 석회석(石灰石), 혈암(頁岩), 현무암(玄武岩))에서 발달(發達)된 토양(土壤)의 특성(特性)을 모암(母岩)의 조암광물종류(造岩鑛物種類)와 연관(聯關)시켜 고찰(考察)하기 위하여 모암별(母岩別) 두 토양통(土壤統)을 선정(選定)하여 토양(土壤)의 입도분포(粒度分布) 및 화학성(化學性)과 화학성분조성(化學成分組成) 분석(分析)을 실시(實施)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 토양(土壤)의 입도분포(粒度分布)에서 모래는 화강암(花崗岩)의 월정통(月精統)과 화강편마암(花崗片麻岩) 토양(土壤), 미사(微砂)는 현무암(玄武岩)의 구엄통(舊嚴統)과 퇴적암(堆積岩)인 석회암(石灰岩)과 열암(頁岩) 토양(土壤), 그리고 점토(粘土)는 석회암(石灰岩)의 평안통(平安統)과 열무암(玄武岩)의 장파통(長坡統)에서 각각 높았다. 2. 석회암(石灰岩) 토양(土壤)은 모암(母岩)에서 유래(由來)된 방해석(方解石)과 백운석(白雲石)의 존재(存在)가 인정(認定)되며 pH, 치환성(置換性) Ca과 Mg, 양(陽)이온 치환용량(置換容量), 염기포화도(鹽基飽和度)가 높은 반면 치환성(置換性) Al이 낮았으며, 장석(長石), 석영(石英), 운모(雲母)가 주(主) 조암광물(造岩鑛物)인 화강앙(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩) 토양(土壤)에서는 반대(反對) 경향(傾向)이었다. 3. 석영(石英)과 방해석(方解石)이 주(主) 조암광물(造岩鑛物)인 혈암(頁岩) 토양(土壤)에서는 모암(母岩)중 석영함량(石英含量)이 적었던 대구통(大邱統)이 부여통(扶餘統)에 비해 pH, 치환성(置換性) Ca, 염기포화도(鹽基飽和度)가 높았으며 치환성(置換性) Al은 적었다. 4. 토양(土壤)의 화학조성(化學組成)에서 정장석(正長石)과 운모(雲母)가 많은 모암(母岩)에서 유래(由來)된 토양(土壤)에서는 $K_2O$, 흑운모(黑雲母), 녹니석(綠泥石), 휘석(輝石)인 경우 $Fe_2O_3$, MgO 그리고 탄산염광물(炭酸鹽鑛物)과 사장석(斜長石)인 경우는 CaO함량(含量)이 모암(母岩)의 같은 성분조성(成分組成)에 비해 감소(減少)하였다. 5. 화강암(花崗岩) 토양(土壤)의 표토(表土)와 석회암(石灰岩)의 장성통(長城統)은 각각 유기물(有機物)과 탄산염광물(炭酸鹽鑛物)에 의해 작열감량(灼熱減量)이 높았다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제46권3호
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• pp.221-234
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• 2013

국내 이산화탄소 지중저장 후보지인 포항분지의 심부 대수층 구성하고 있는 사암과 이암을 대상으로 초임계$CO_2$ 반응에 의한 암석의 지화학적/광물학적 풍화를 규명하는 실험을 실시하였다. 고압셀 장치를 사용하여 실험실 규모의 $CO_2$ 지중저장 조건을 모사하였으며, 시추한 포항분지 암석이 미고결 상태임을 감안하여 암석시료는 입자상으로 분쇄하여 시료 30 g과 지하수 100 ml를 고압셀(200 ml 용량)에 넣고 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 총 60일 동안 반응시켜, 초임계$CO_2$ 주입 시 포항분지 심부 사암층과 이암층 내에서 발생하는 초임계$CO_2$-암석-지하수반응을 재현하였다. 반응 후 10일, 30일, 60일 간격으로 시료를 회수하여 암석의 지화학적 풍화 정도를 정량화하기 위한 XRD(X-Ray Diffractometer), BET(Brunauer-Emmett-Teller) 분석을 실시하였고, 암석 슬랩($15mm{\times}40mm{\times}5mm$)을 같은 지중 조건에서 반응시켜 반응시간에 따른 지하수시료의 용존 이온 농도 변화를 ICP/OES로 분석하였다. XRD 분석결과, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 사암과 이암을 구성하는 광물 중 사장석과 정장석(기질의 장석류 포함)의 비율이 가장 크게 감소한 것으로 나타났다. 사암의 경우 점토광물인 일라이트, 스멕타이트, 황철석 비율이 증가하였으며, 이암의 경우 일라이트, 카오리나이트, 칼슘을 함유한 불소인회석 비율이 증가하였다. 반응시간에 따른 지하수 이온 농도 분석결과, 사암과 이암에서 방해석과 장석류의 용해가 가장 활발히 일어나 지하수 내 $Ca^{2+}$, $Na^+$농도가 증가하였다. $K^+$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$ 같은 이온들의 농도는 반응시간 동안 증가와 감소를 반복하였는데, 이는 암석의 용해와 2차 광물의 침전이 함께 일어나고 있음을 의미한다. 사암과 이암 입자의 비표면적은 반응 60일 후까지 각각 $27.3m^2/g$과 $19.6m^2/g$에서 $28.6m^2/g$과 $26.6m^2/g$으로 증가하였으며, 미세공극의 평균 크기는 각각 $72.6{\AA}$, $96.7{\AA}$에서 $68.4{\AA}$과 $75.8{\AA}$으로 지속적으로 감소하여, 초임계$CO_2$-암석-지하수반응에 의해 입자 표면이 용해되면서 미세 공극들이 추가로 형성되어 비표면적이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 포항분지 사암에 $CO_2$를 지중 주입하는 경우, 암석의 용해 및 침전반응에 의한 대상암석의 물성변화가 지중저장의 효율성과 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 입증하였다.