• 보존과학회지
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• 제29권2호
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• pp.139-147
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• 2013

충주 수룡이 원모롱이 야철지에서 수습한 슬래그와 노벽을 분석하여 제철관련 정보를 알아보고자 하였다. 슬래그의 전철량은 36.98~44.47wt%이며 이는 고대 제철조업에서 나타나는 일반적인 철 회수율이다. 슬래그에 포함된 CaO는 노벽에 포함된 0.36wt%보다 많으므로 조재제로서 제련 시 의도적으로 첨가한 것으로 추정된다. 노벽의 경우 $Al_2O_3$의 함량이 낮아 고알루미나질의 내화점토를 사용하지 않은 것으로 획인되었다. 슬래그의 미세조직과 주성분 분석을 통해 Fayalite와 Wustite가 나타난 No.1~3 슬래그는 철광석으로 제련한 것으로 보인다. 그러나 No. 4 슬래그의 경우 $TiO_2$을 함유한 Ulvospinel이 나타나 사철을 이용하여 제련했을 가능성이 높다. 그러므로 이 지역에서는 제철 원료로서 철광석과 함께 사철도 이용하였을 가능성이 있으며 노벽은 $Al_2O_3$의 함량이 낮은 일반점토를 사용하여 제작한 것으로 보인다.

• 광물과 암석
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• 제36권3호
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• pp.185-197
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• 2023

구봉 금-은 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상으로 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 대한광업진흥공사는 이 광상의 남부에서 시추(90-12)를 통한 심도 -728 ML에서 27.9 g/t Au 품위를 갖는 0.9 m 폭을 갖는 석영맥(6호맥)을 착맥하였으며 2004년 재차 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 2004년 시추 현장에서 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들(04-1)을 채취하여 함 티타늄 광물들(티탄철석, 금홍석)의 산상과 화학조성을 연구하였다. 심도 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 금홍석은 모암변질대에서 칼리장석, 흑운모, 석영, 방해석, 녹니석 및 황철석과 함께 산출된다. 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 티탄철석과 금홍석은 모암변질대와 석영맥에서 백색운모, 녹니석, 인회석, 저어콘, 석영, 방해석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 이들 광물조합을 토대로, 금홍석은 열수 용액에 의한 모암내 Ti을 풍부하게 함유한 흑운모의 열수변질작용(녹니석화작용) 시 형성된 것으로 생각된다. 티탄철석은 최대 0.09 wt.% (HfO₂), 0.39 wt.% (V₂O₃), 0.54 wt.% (BaO) 함량이 함유되어 있다. 심도 -275 ML과 -779 ML에서 산출되는 금홍석의 화학조성을 비교하면, 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)의 금홍석에서 WO₃, FeO 및 BaO 원소들의 함량이 높다. 이들 미량원소들은 심도 -275 ML의 금홍석 Ba²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (Nb⁵+, Ta⁵⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ + Fe²⁺, 2V⁴⁺ + (W⁵⁺, Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + Al³⁺ + (Fe²⁺, Ba²⁺), Al³⁺ + V⁴⁺ + (Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + 2Fe²⁺, 심도 -779 ML의 금홍석 2(Fe²⁺, Ba²⁺) + Al³⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + (V⁴⁺, Hf⁴⁺), Fe²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + V⁴⁺ + Ba²⁺로써 치환관계가 있었다. 이들 자료와 기 연구된 조산형 금 광상에서 산출되는 함 티타늄 광물들의 화학조성과 비교 검토 본 결과, 구봉 광상의 금홍석들은 다른 조산형 금 광상(운산 광상, Kori Kollo 광상, Big Bell 광상, Meguma 함 금 석영맥)들에서 산출되는 금홍석들보다 상대적으로 산화 환경에서 형성되었음을 알 수 있다.

• 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.

• 암석학회지
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• 제12권3호
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• pp.135-153
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• 2003

선캠브리아기 변성퇴적암류를 관입하고 있는 탄산염암에 배태하는 홍천 철-희토류 광상은 자철석, 안케라이트, 능철석, 마그네사이트, 스트론티아나이트 등의 다양한 탄산염광물과 모나자이트, 아지린휘석, Na가 섬석 및 황화광물들이 산출되어 이들 암석의 지화학적특성과 성인을 규명하고자 주 원소, 미량원소, 희토류원소 및 산소-탄소의 안정동위원소의 광물 및 암석화학연구가 이루어졌다. 각 원소(주원소, 미량원소, 희토류원소)들을 본 연구지역의 탄산염암과 유사한 철질 카보나타이트(ferro-carbonatite)와 비교하면 주 원소에서는 농집된 FeO와 결핍된 CaO가 관찰되며, $SiO_2$가 증가하면서 $TiO_2$와 $A1_2O_3$증가, CaO, FeO, MgO 및 $P_2O_{5}$의 약한 감소가 인지되나 분산되어 뚜렷한 경향은 아니다. 미량원소는 Nb, Zr 및 Zn이 철질 카보나타이트보다 결핍되어 나타나며, $SiO_2$의 증가에 따른 V 및 Ni의 증가, U 및 Rb의 미약한 증가가 확인되나 타 원소들은 분산되어 뚜렷한 경향을 나타내지 않는다. 희토류원소는 전희토류(TREE)함량이 매우 높고 La, Ce, Pr, Nd 및 Sm 같은 경희토류의 농집, 그리고 결핍된 중희토류로 인하여 높은 La/Lu 값을 보이고 있다. 안케라이트, 스트론티아나이트 및 전암의 산소 및 탄소 안정동위원소 결과는 본 암이 화성기원의 카보나타이트용융체에서 유래된 것으로 나타난다. 홍천 철-희토류 광상 탄산염암의 암석화학적 특성은 일반적인 철질 카보나타이트와는 차이가 있으며 러시아 Kovdor 및 핀랜드 Sokli 지역에서 산출되는 카보나타이트의 일종인 포스코라이트(phoscorite)의 암석화학성분과 매우 유사하다.

• 한국세라믹학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-20
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• 1979

High purity alumina has been extracted form low grade Korean alunite. Alunite ore was treated by 15% $NH_4OH$ solution, followed by 10% $H_2SO_4$ leaching and metallic impurities such as Fe and Ti were removed by solvent extraction method. Alumina prepared by the extraction process was 99.9% in purity. Hot Petroleum Drying Method has been employed for the preparation of uniformly fine alumina powder, using chemical reagent aluminum sulfate and ammonium aluminum sulfate extrated from Korea alunite. The sinterability of alumina powder prepared by Hot Petroleum Drying Method was shown to be improved in comparison with the one treated by other methods such as ball milling method, but dry pressing was difficult due to the agglomeration of calcined powder. The best slip of alumina powder prepared by Hot Petroleum Drying Method contained a lower soild content than the one treated by other methods. The alumina body formed by soild and drain casting with the former alumina powder showed a higher sintered density.

• 자원환경지질
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• 제12권2호
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• pp.79-93
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• 1979

한반도 내에 부존되고 있는 중적광상들은 세 주요한 Metallousenetic Epoch (Pre-Cambrian E., Jurassic-early Cretaceous E., 및 late Cretaceous-early Tertiary E.)에 생성되었고 성인으로 열수작용과 접촉교대작용에 기인된다고 보고되었다. 이중 12개 광상(달성, 산내, 일광, 상동, 대화, 월악, 복수, 옥방, 쌍전, 홍성, 삼봉, 청양)을 본 연구의 대상으로 택하고 각 지역에서 채취한 표품중 모두 25개 시료에 대하여 지화학적 실험을 수행하였다. 즉 각 분쇄된 시료 (-80+120mesh)는 super panner, 중액, isodynamic separator, UV lamp를 이용한 물리적인 처리과정을 거쳐 최종으로 입체현미경 하에서 단체분리된 후 Jarrell-Ash 1.5m Grating Spectrometer를 이용하여 본 연구대상 시료로 개발한 Spectrochemical method (Carrier: NaCl, Internal standard: $La_2O_3$)로 정량 분석되었다. 본 연구에서 밝혀낸 국내 회중석 광내에 함유되는 희유 윈소의 종류는 모두 Al, Bi, Fe, Si, Mn, Pb, Mg, Sn, Mo, Cu, Sr, Cr, Y, Ag, Ti, Ni, As, Yb의 18개 원소이며, 이들은 각각의 절대적 및 상대적인 함량과 각 광화작용의 시기, 광상의 성인, 모암, 각 원소의 mobility 그리고 회중석광의 형광색 및 육안색과 비교 검토되었다. 본 연구의 결과로 회중석광이 정출되는 과정에서 유사한 지질환경의 물리화학적인 여건이 이루어지면 그 내에 함유되는 몇 성분원소들의 화학적인 특성은 매우 유사성을 보여주는 typochemical habit를 가짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 밝혀진 한국산 회중석 광내의 희유성분(稀有成分)으로서 Y, Mn, Sr 원소들의 Geochemical mobility의 특성(特性)은 앞으로 회중석광의 심도탐광을 위하여 고려되어야하고, 더욱 연구개발되어야 할 것이다. 또한 상기 회중석 광내의 물리적 및 화학적으로 결합되어 있는 불순물의 희유성분들은 선광 제련 파정에서 금속성분의 추출농집공정(工程)에 유용한 자료가 될 것이다.

• 보존과학회지
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• 제26권2호
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• pp.171-182
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• 2010

공주 계실리, 청원 연제리, 원주 법천사지 유적에서 출토된 철재의 화학조성 및 미세조직을 X-선형광분석, 금속현미경 및 주사전자현미경-에너지분산형분광기 등을 이용하여 각 유적별 사용된 원료광석과 제철 기법에 대하여 알아보았다. 우선 각 유적별 주성분을 분석한 결과 공주 계실리 유적 출토 철재는 보통 고대에서 발견되는 철재의 전철량인 30~50% 범위에 속하는 39~44%로 나타났다. 조재량은 15~21%로 고대에 나타나는 보통의 양이다. 청원 연제리 유적은 제철로가 확인되었고, 수습된 철재의 전철량은 41~43%이며, 조재량도 18~30%로 일반적인 전철 및 조재량을 보였다. 그러나 원주 법천사지 유적의 경우 주거지내에서 철재만이 수습되었고, 제철 유적은 확인되지 않았다. 또한 주성분 분석결과 전철량은 52~57%, 조재량은 8~14%이다. 이 함유량은 공주 계실리와 청원 연제리보다 전철량이 높고, 조재량이 낮은 것으로서 철재와 철의 분리가 다른 지역에 비해 원활하게 이루어지지 못했음을 보여준다. 또한 미량성분 분석결과 공주 계실리 유적은 Ti과 V, Zr의 함량이 다른 유적들에 비하여 높게 나타나며, 미세조직에서는 magnetite와 ulvospinel이 나타나는 것으로 보아 원재료로서 사철을 사용했음을 확인 할 수 있었으며 청원 연제리와 원주 법천사지는 철광석으로 제련된 철재로 확인되었다. 미세 조직 관찰 결과 청원 연제리 출토 철재는 회색장주상의 fayalite가 나타나고, 원주 법천사지는 거상의 wustite가 주상으로 확인되었다. 즉, 청원 연제리 출토 철재는 제련 작업 시 생성된 철재이고, 원주 법천사지는 출토 지점과 분포된 조직 양상을 보아 단야 작업 과정에서 생성된 철재임을 확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.689-699
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• 2022

쌍전광상은 영남육괴 선캠브리아기 변성퇴적암류인 원남층, 분천 화강편마암, 각섬암 또는 페그마타이트 내 열극을 충전하여 생성된 함 텅스텐 열수 맥상광상이다. 쌍전광상의 맥상 광화작용은 지구조적 운동(tectonic break)에 의하여 광화 1기(stage I)와 광화 2기(stage II)로 구분된다. 광화 1기는 석영맥의 생성과 함께 주된 함 텅스텐 광물인 철망간중석 및 회중석과 함께 황화광물 및 산화광물 등이 수반 산출한 시기로서, 공생관계와 광물조합 특성 등에 의하여 세 단계의 광화시기(초기, 중기, 후기)로 구분된다. 광화 1기의 초기에는 유비철석과 황철석이 산출되었다. 중기에는 주된 텅스텐 광화작용이 진행되어 철망간중석, 회중석과 함께 함 티탄 산화광물과 천금속 황화광물 등이 산출되었다. 후기에는 함 비스무트 광물과 함께 2차 광물인 백철석 등이 산출되었다. 광화 2시기는 주 광화작용 이후의 금속 광화작용이 이루어지지 않은 석영맥의 생성 시기이다. 쌍전광상의 주된 광화작용은 고온(≥370℃)의 H₂O-CO₂-NaCl계 열수유체 유입으로 시작되어 초기 내지 중기의 냉각과 비등작용 및 불혼화용융, 후기의 상대적으로 천부를 순환한 열수유체 또는 천수의 혼입 등에 의하여 ≥370℃~≤170℃의 온도 조건에서 18.5 to 0.2 wt. percent NaCl 상당 염농도를 갖는 유체에서 진행되었다. 쌍전광상의 광물 공생관계 변화는 이러한 열수계의 진화에 의한 온도와 황 분압 조건의 감소 등의 환경변화가 반영된 결과이다.

• 한국광물학회지
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• 제10권1호
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• pp.60-73
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• 1997

The talc of the Daeheung, Pyeongan, and Cheongdang (Shinyang) talc deposits in the Yesan-Gongju-Cheongyang area is a hydrothermal alteration product of serpentinite originated from ultramafic rocks. The mineral assemblages in alteration zones are: serpentine, serpentine-talc, talc, talc-chlorite, talc-phlogopite-chlorite, and talc-tremolite-chlorite. Chemical distributions in both the Al2O3-FeO-MgO system and the immobile elements suggest that the serpentine-talc and talc rocks are the reaction product of ultramafic rocks and silicic hydrothermal solution without addition of other granitic components, whereas chlorite-, phlogopite-, and tremolite-bearing rocks are the metasomatic alteration product of serpentinite by hydrothermal solution affected by granitic gneiss. Discontinuities in the immobile element ratios of mineral assemblages are due to changes in their mineralogy. The relative contents of Al2O3, TiO2, Zr in the talc-phlogopite-chlorite and talc-tremolite-chlorite rocks increase irregularly with increasing phlogopite, tremolite, and/or chlorite contents in contrast to other ore types. But the relative contents of Cr, Ni, and Co are uniform in all the mineral assemblages. Chemistry of each mineral assemblage formed by steatitization of serpentinite suggests that Cr, Co, Ni, MgO, and Fe2O3 are relatively immobile during the alteration, whereas SiO2, Al2O3, CaO, and K2O are highly increased. The contents of chlorite, phlogopite, and tremolite in each mineral assemblage might be controlled by addition of Al2O3, K2O, and CaO, respectively. The high contents of other elements than immobile elements in the altered rocks as compared with unaltered rocks indicate that a large amount of elements were introduced from hydrothermal solution up to about 8∼41% in total mass showing maximum value in the talc-phlogopite-chlorite rock.

• 한국광물학회지
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• 제13권2호
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• pp.53-64
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• 2000

Chlorite from the talc deposits in the Chungnam area, Korea, has been studied using electron microprobe analysis and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), Talc orea are hydrothermal alteration products of serpentinite which was originated from ultramafic rocks. Chlorite occurs in close association with talc ores of with the black alteration zone between talc ore bodies and granitic gneiss. It is the most abundant impurity mineral of talc ores. Chlorite in association with talc is characterized by very high but narrow variation in Mg/(Mg+Fe) ratios (0.784~0.951), significant octahedral substitution (-0.200~0.692), wide variation in Al contents (1.085~3.160 / 14 oxygens), and high Cr and Ni contents. It was formed under a very limited but high Mg/(Mg+Fe) condition in close connection with serpentinite. Chlorite in the black alteration zone is characterized by a high Fe content, wide variation in Mg/(Mg+Fe) ratios (0.378~0.852), narrow octahedral substitution (-0.035~0.525), high narrow Al contents (1.468~2.959), and low Cr and Ni contents. It was formed under a low Mg/(Mg+Fe) and relatively Al-rich condition in close connection with county rocks. Two different chemical modes for chlorite suggest two different origins for two different chlorites. Although most of chlorites show typical 14-$\AA$ lattice fringe images under HRTEM, some chlorites show fringe images of 21-$\AA$ (14$\AA$+7$\AA$) spacings within (001) lattice-fringe images of chlorite (14$\AA$). But brown chlorite from the black zone has high Ti and K contents suggesting that mica was the precursor of brown chlorite. Such possibility is also supported by the fact that lattice-fringe images of brown chlorite show 14-$\AA$ chlorite layers in which 10-$\AA$ mica single layer or packets are interlayered. Partial terminations from 3 mica layers to 2 chlorite layers are often observed. It, therefore, is suggested that the chlorite associated with talc ores is a hydrothermal alteration products of serpentinite, whereas the chlorites in the black alteration zone is a hydrothermal alteration product of granitic gnesis under a partial influence of serpentinite.