• 암석학회지
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• 제20권2호
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• pp.115-135
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• 2011

한반도 남부 산청회장암체 내에는 철 티탄 광체와 고철질 백립암이 분포한다. 이들에 대한 상세한 야외 노두 스케치와 더불어 산상과 분포 특징을 기재하였다. 또한 암석학적 특정을 종합하여 광체를 분류하고 광체와 백립암 사이의 암석성인적 관련성을 해석하고자 하였다 철-티탄 광체는 모암인 회장암질암과의 경계 특성과 내부변형 정도에 따라, 규칙 관입광맥형과 불규칙 광맥군형으로 나누어진다. 전자는 회장암질암과 일정한 방향의 관입경계를 이루며 내부에는 뚜렷한 연성전단변형이 인지되는 반면, 후자는 구불구불하고 불규칙한 관입경계를 보이며 내부 연성전단변형은 거의 인지되지 않는다. 철-티탄 광체는 회장암질암의 엽리를 절 단하고 있으며 회장암을 포획하고 있어, 광체는 회장암질암 엽리의 생성 이후에 관입하였다. 고철질 백립암도 주변 회장암질암을 관입 포획하며 관입경계와 거의 평행한 엽리가 관찰된다. 또한 백립암은 광체들과 거의 동일한 화학조성의 티탄철석을 함유하며 주변 회장암질암의 내부로 주입, 연장되어 광체로 변화됨이 관찰된다. 이상의 사질들은 연구지역 백립암은 주변 철-티탄 광체의 모암임을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제50권1호
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• pp.35-44
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• 2017

하동-산청 회장암체는 영남육괴의 남서부에 선캠브리아기 지리산 편마암 복합체의 변성암류를 기반암으로 차노카이트(charnockite)와 함께 분포하며, 주변에는 중생대 화성암류가 관입 산출한다. 하동-산청 회장암체는 중생대 쥬라기의 섬장암을 경계로 북서쪽의 산청 회장암체와 남쪽의 하동 회장암체로 구분된다. 광체는 하동 회장암체 내에 남북방향으로 약 14 km의 연장을 보이며 단속적으로 산출되는 하동 함 철-티탄 암맥상 광체이다. 하동 함 철-티탄 암맥상 광체 내에는 함-철 산화광물인 자철석(magnetite) 및 티탄철석(ilmenite) 과 함께 함 티탄 광물들(금홍석(rutile) 과 티타나이트(titanite))과 소량의 황화광물들(자류철석, 황철석, 황동석, 섬아연석 등)이 수반하여 산출된다. 하동 함 철-티탄광체의 광화작용은 초기 자철석-티탄철석의 공생 산출로 시작되어 자철석-티탄철석 ${\rightarrow}$ 자철석-티탄철석-자류철석 ${\rightarrow}$ 티탄철석-자류철석-금홍석-티타니이트(${\pm}$황철석) ${\rightarrow}$ 황화광물의 공생관계를 보이며 진행되었다. 광체 내 공생관계와 및 열역학적 연구를 통하여 확인된 하동 함 철-티탄 광체의 초기 함 철-티탄 광화작용은 약 $10^{-11.8}{\sim}10^{-17.2}$ atm의 산소 분압조건($700^{\circ}C$)에서 $Fe_3O_4-FeS$ 상평형을 이루는 황 분압조건 (약 $10^0$ atm) 까지 황 분압의 증가에 의하여 진행되었으며, 그 후 황화광물의 산출은 산소 분압은 감소(${\geq}10^{-20.2}$ atm)되면서 황 분압이 증가(${\geq}10^0$ atm) 하는 환경에서 진행되었다.

• 자원환경지질
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• 제50권5호
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• pp.375-387
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• 2017

한반도의 중서부에 위치한 소연평도의 각섬암 내 Fe-Ti 광화작용은 우리나라의 대표적인 정마그마형 Fe-Ti 광상중 하나이다. 각섬암은 북서-남동방향의 선캠브리아기 변성퇴적암류를 평행하게 관입하고 있다. 각섬암의 하부는 장석-우세 우백질과 각섬석-Fe-Ti 산화광물-우세 우흑질 각섬암이 교호하는 화성기원 층상구조(igneous layering)의 발달이 특징이다. 우백질과 우흑질 각섬암은 서로 혼재되어 있거나, 뚜렷한 경계면을 보인다. 반면에 상부 각섬암은 하부 각섬암에 비해 더 복잡한 산상(함석류석 각섬암, 조립질 각섬암, 편상 각섬암)으로 산출되고, 괴상의 Fe-Ti 광체가 우흑질의 편상 각석암과 교호하고 있다. 남북과 동서방향의 단층작용은 상부 각섬암의 Fe-Ti 광체와 하부 각섬암의 층상구조를 각각 변이 시켰다. 우백질과 우흑질 각섬암 및 Fe-Ti 광석의 조성은 각 암상을 구성하고 있는 광물조합을 잘 반영하고 있다. 각섬암은 강한 정(+)의 Eu 이상(anomaly)을 보이나, Fe-Ti 광석은 미약한 음(-)의 Eu 이상을 보이고 있다. 각섬암을 구성하고 있는 장석(안데신-올리고클레이스)과 Fe-Ti 산화광물들은 각섬암 전반에 걸쳐 일정한 조성을 가진다. 반면에 각섬석은 상대적으로 넓은 범위의 조성을 가지나, 화학적 분화특성을 반영하지는 않는다. 하부 각섬암 내 화성기원 층상구조는 단일 층상구조 내 혹은 층상구조 간 광물조성 변화가 관찰되지 않는다. 이것은 심부에서 지속적인 새 마그마의 공급이나 주변암과의 동화작용에 의해 Fe가 공급되지 않았음을 지시한다. 각섬암과 Fe-Ti 광석의 상반된 Eu 이상은 각섬암의 초기 분별정출작용 동안 사장석의 정출에 의해 잔류 유체 내 Fe의 부화가 진행되었을 가능성을 지시한다. 따라서 각섬암의 후기 분별정출작용 단계에서 Fe-부화 잔류 유체는 유체 주입(filter pressing)에 의해 상부 각섬암 내로 상승 및 층상의 괴상 Fe-Ti 광화작용을 야기한 것으로 간주된다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권3호
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• pp.30-38
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• 2018

본 연구는 1173 K에서 60분 동안 유지하는 조건하에 PVC 또는 $CO-Cl_2$ 혼합가스를 각각 사용하여 환원제에 따른 ilmenite ore의 Fe 선택염화 거동에 대해 조사하였다. 환원제로 PVC를 사용한 경우, 무게 감소율은 28%로 관찰되었다. 그리고 반응관 출구부위에 생성된 응축물은 X-선 회절 분석결과 $FeCl_2$로 확인되었다. 이러한 결과로부터 ilmenite ore 내의 철은 HCl 가스와 반응하였고 $FeCl_2$ 형태로 Fe만 선택적으로 제거된 것으로 관찰하였다. 그러나 환원제로 $CO-Cl_2$ 혼합가스를 사용한 경우, 무게 감소 비율은 54%로 관찰되었으며, 실험 종료 후 반응관 출구부위에 생성된 응축물은 $FeCl_3$로 추측할 수 있었다. 이를 통해 ilmenite ore는 $CO-Cl_2$ 혼합가스와 반응하여 $FeCl_3$ 및 $TiCl_4$ 반응물 형태로 동시에 제거되는 것으로 관찰되었다. 다만 반응후 ilmenite ore의 X선 회절 결과에서 Fe는 대부분 제거되었음을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제27권6호
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• pp.523-535
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• 1994

충주 광산은 한반도의 대표적인 층상 규제형 (strata-bound type) 철광상의 하나이다. 광산 부근의 지질은 규암 및 편암류로 구성되는 변성 퇴적암 (계명산층)과 후기의 관입 화성암으로 이루어져 있다. 철광층은 주로 변성암의 편리와 조화적 관계를 가지며 층상 또는 렌즈상으로 산출되고 부분적으로 불규칙한 괴상으로 발달되기도 한다. 광상은 산출상태, 구조 및 조직, 구성 광물의 공생특성 등에 의해 호상광석과 괴상광석으로 구분된다. 호상광석 (banded ore)은 적철석, 적철석+자철석, 자철석 및 석영이 우세한 분대 (meso- bands)의 반복에 의한 대상구조가 특정적이다. 괴상광석 (massive ore)은 화강암질 암석의 접촉부를 따라 불규칙한 형태로 산출되며, 대부분이 자철석으로 구성된다. 철산화광물 및 규산염 광물의 입자 크기는 호상광석에서 보다 괴상광석에서 더 조립질을 나타낸다. 호상 및 괴상광석을 구성하는 자철석의 조성은 거의 순수한 $Fe_3O_4$로 구성되지만, Mn의 함량에서 차이가 있음을 알 수 있다 (호상광석; 0.14~0.27 MnO wt.%, 괴상광석; 0.10~0.15 MnO wt.%). 적철석은 Ti 성분이 호상 (0.87~1.27 $TiO_2$ wt.%) 및 괴상 (3.51~6.96 $TiO_2$ wt.%) 광석에서 뚜렷한 차이를 보인다. 광석에 수반되는 흑운모의 화학조성은 호상광석이 괴상광석에서보다 FeO, $TiO_2$ 및 $Al_2O_3$ 값은 낮고, MgO와 $SiO_2$는 높다. 충주 철광상은 퇴적작용 내지 변성작용의 특성을 나타내는 대상 (층상)구조와 괴상조직 및 교대조직등의 다양한 변화과정을 반영하고 있으며, 산출상태, 광석광물의 조성 및 조직적 특성은 괴상광석 형성이 호상 광석보다 더 환원적인 환경 또는 고온의 온도 조건에서 야기되었음을 지시한다. 철광상은 초기 철의 퇴적(공급)작용과 후기의 변성작용에 의해 2차 부화작용에 의해 복합적으로 형성된 것으로 추정된다. 호상광석은 광역변성작용에 의해, 괴상광석은 화강암 관업에 의한 영향으로 사료된다.

• 암석학회지
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• 제19권1호
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• pp.31-49
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• 2010

한반도 남부 원생대 하동회장암체 내에는 주변 회장암의 암상과 무관하게 대략 남북방향으로 단속적으로 철-티탄 광체들이 출현한다. 이들 광체의 야외산상과 변형사를 밝히기 위하여 야외기재학적 특징과 주변 지질구조 분석 그리고 주요 암석과 광체 내 티탄철석에 대한 박편관찰과 전자현미분석을 실시하였다. 이번 연구의 대상 광체는 맥상과 층상 광체로 구분된다. 맥상 광체는 회장암체가 정치 고화된 이후에 관입하였음이 확실시되며, 층상 광체는 후기의 강력한 우수향 연성 전단작용에 의해 상대적으로 규모가 큰 맥상 광체가 압쇄암화 되고 전단엽리와 평행하게 전위된 결과로 해석된다. 철-티탄 광체는 청룡리, 월횡리, 종화리, 자양리와 백운리의 순서로 남에서 북으로 갈수록 후기 우수향 연성 전단변형을 많이 받았으며, 광체 내 티탄철석의 함량은 감소하는 특징을 보인다. 광체 내 티탄철석은 야외산상과 후기 전단변형의 정도와 무관하게 유사한 화학조성을 가지며, $TiO_2$ 함량이 52~55 wt.% 내외로 자철석으로 용리되지 않은 순수한 티탄철석의 화학조성을 보여준다. 야외 지질구조 자료들을 분석하면, 하동회장암체는 마그마의 분화작용으로 만들어진 누적 엽리의 생성 이후에 북북동-남남서 습곡, 철-티탄 광체의 관입, 북북서~북북동 우수향 연성 전단작용, 북서~북북서 좌수향 아취성 전단작용, 그리고 북북동~북동 방향의 염기성 마그마의 관입의 순서로 변형된 것으로 판단된다.

• 암석학회지
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• 제22권2호
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• pp.209-217
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• 2013

하동-산청 회장암체의 북부에 해당하는 산청회장암체 서쪽부인 경남 산청군 금서면 방곡리 일대에는 철-티탄 광체가 발달하고 있다. 광체에는 엽리가 잘 발달하고 있으며, 대체로 남-북 방향에 서쪽으로 중각 내지 저각의 경사를 보인다. 이들 엽리는 2차 엽리로 회장암 내에 발달하는 북동 방향의 1차 엽리를 자르고 있다. 엽리면에는 신장선구조가 잘 관찰되며, 동북동-서남서의 일반적인 방향을 보인다. 광체의 엽리를 자르는 단면에서는 수 cm의 크기의 회장암편들이 심하게 변형되어져 있으며, 철-티탄 광물을 함유하는 암색의 염기성 물질에 둘러싸여 백색의 안구상의 형태를 이루고 있다. 이는 회장암질암을 함철-티탄 마그마가 파쇄하며 주입할 당시에 각력화 되었던 회장암편들이 이후에 발생한 연성의 전단운동에 의해 변형을 받은 결과로 해석된다. 엽리면에 수직하며 신장선구조에 평행한 단면에서의 전단증거에 의하면, 엽리면을 전단면으로 하며 신장선구조를 따라 상부가 동북동 쪽으로 이동한 강력한 전단작용이 존재함이 특징적이다. 이러한 전단운동에 의해 변형된 특징적인 기하학적인 양상의 이해는 이 지역에 발달하는 광체의 위치와 분포, 그리고 불규칙한 폭 등 기하학적인 양상을 파악하는데 기초적인 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제29권3호
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• pp.247-256
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• 1996

Mineral commodities of metallic ore deposits related to Cretaceous granitoids in the Taebaegsan basin are distinguishable by rock types, diffferenciation index (D.I.) and chemical compositions. Deposits of Fe-Cu are related to granodiorite-quartz monzonite, those of Pb-Zn and W-Mo to granite-granodiorite and granite respectively. The ranges of D.I. of the granitoids are 39~71 for Fe-Cu deposits, 68~81 for Pb-Zn deposits, 78~89 for W-Mo deposits and 91~94 for Mn deposits. Major oxides of $K_2O$, CaO, MgO, FeO and $TiO_2$ and some trace elements and Rb/K, Sr/Ca and Cu/Fe also show distinguishable differences among the Cretaceous granitoids related to various mineral commodities of the ore depsits.

• 보존과학회지
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• 제3권1호
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• pp.13-18
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• 1994

Chemical analysis and metallographic observations of the iron slag were carried out in an attempt to estimate the old iron-making process. The slag containing $9.3\%\;TiO_2$ without Cu indicates that the ore used for smelting was sand iron, not rock ore. The phases identified in the slag were $ulv\ddot{o}spinel$, magnetite, $w\ddot{u}stite$, fayalite etc. This also supports the fact that the smelted ore was iron sand. The total amount of Fe and slag-making components$(=SiO_2+Al_2O_3+MgO+CaO)$ were $40.7\%\;and\;36.1\%$, respectively. These values were average ones found in the old slags formed in the ancient iron-making process. Assuming that $TiO_2$ in the ore combines with FeO, resulting in the formation of $ulv\ddot{o}spinel$, the estimated temperature of smelting was found to be about $1200^{\circ}C$.

• 공업화학
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• 제2권4호
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• pp.372-384
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• 1991

국내 부존의 함티탄자철광으로 부터 천연 rutile 광의 대체를 위한 합성 rutile의 제조 및 고순도 철산화물을 제조할 수 있는 새로운 공정개발과 아울러 황산암모늄을 황산화제로 사용할 수 있는 새로운 용도개발의 가능성을 조사키 위해 함티탄자철광과 황산암모늄의 반응을 시도하였다. 그 결과 적절한 황산화 반응조건은 반응온도 $425^{\circ}C$, 반응시간 2.5h, 시료 함티탄자철광에 대한 황산암모늄의 무게비 11.0 그리고 시료ilmenite의 입도 -250 mesh였다. 이 조건에서 얻어진 황산화된 함티탄자철광을 물로 침출시켜 90.4%의 $TiO_2$와 85.3%의 Fe를 함티탄자철광으로 부터 추출하였다. 이 추출 용액으로 부터 제조된 합성 rutile의 $TiO_2$ 품위는 93.8%로서 rutile과 anatase의 혼합결정구조 였으며 철산화물은 순도 97.6% 의 ${\alpha}-Fe_2O_3$였다.