• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3268-3276
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• 2023

The practice of identifying the potential zones for mineral exploration in a speedy and low-cost method includes the use of satellite imagery analysis as a part of remote sensing techniques. It is challenging to explore the iron mineralization of a region through conventional methods which are a time-consuming process. The current study utilizes the Hyperion satellite imagery for mapping the iron mineralization and associated geological features in the Irikkur region, Kannur, Kerala. Along with the remote sensing results, the field study and laboratory-based analysis were conducted to retrieve the ground truth point and geochemical proportion to verify the iron ore mineralization. The MC simulation showed for shielding properties indicate an increase in the linear attenuation coefficient with raising the Fe₂O₃+SiO₂ concentrations in the investigated rocks where it is varied at 0.662 MeV in the range 0.190 cm^-1 - 0.222 cm^-1 with rising the Fe₂O₃+SiO₂ content from 57.86 wt% to 71.15 wt%. The analysis also revealed that when the γ-ray energy increased from 0.221 MeV to 2.506 MeV, sample 1 had the largest linear attenuation coefficient, ranging from 9.33 cm1 to 0.12 cm^-1. Charnockite rocks were found to have exceptional shielding qualities, making them an excellent natural choice for radiation shielding applications.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2380-2387
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• 2023

Hyperspectral data and its ability to explore the minerals and their associated rocks have a remarkable application in mineral exploration and lithological characterization. The present study aims to explore the radiation shielding aspects of the iron ore in Kerala with the aid of the Hyperion hyperspectral dataset. The reflectance-spectra obtained from the laboratory conditions as well as from the image show various absorptions. The results from the spectra are validated with geochemical data and GPS points. The Monte Carlo simulation employed to evaluate the radiation shielding ability. Raising the oxygen ions caused a noteworthy decrease in the µ values of the studied rocks which is accompanied by an increase in Δ_0.5 and Δ_eq values. The Δ_0.5 and Δ_eq values increased by factors of approximately 77 % with raising the oxygen ions between 44.32 and 47.57 wt.%. The µ values varies with the oxygen concentrations, where the µ values decreased from 2.531 to 0.925 cm^-1 (at 0.059 MeV), from 0.381to 0.215 cm^-1 (at 0.662 MeV), and from 0.279 to 0.158 cm^-1 (at 1.25 MeV) with raising the oxygen ions from 44.32 to 47.43 wt.%.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.729-744
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• 2023

전기 자동차 및 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬의 가치가 크게 증가하였다. 리튬은 주로 페그마타이트, 열수변질을 받은 응회암질 퇴적 점토 및 대륙성 염수에서 발견된다. 전 세계적으로 지하수로 공급되는 염호와 유전 염수는 세계 리튬 생산량의 약 70%를 차지하는 대륙 염수의 주요 리튬 공급원으로 주목받고 있다. 최근에는 심부 지하수, 특히 지열수도 리튬의 잠재적 공급원으로 연구되고 있다. 심부 지하수의 리튬 농도는 상당한 물-암석 반응과 염수와의 혼합을 통해 증가할 수 있다. 심부 지하수 중의 리튬 탐사를 위해서는 그 기원과 거동을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 전국적인 규모에서 국내 온천지역 지열수의 수문지화학 특성과 진화에 관한 예비연구를 바탕으로, 심부 지하수 환경에서의 리튬의 분포를 평가하고 그 농도에 영향을 미치는 지구화학적 요인을 이해하고자 하였다. 총 555개의 온천 지하수 시료 자료는 수화학적 특성에 따라 뚜렷한 지화학 진화 특성을 갖는 5가지 유형으로 분류되었다. 또한, 리튬의 부화 기작을 평가하기 위해 리튬 농도가 90번째 백분위수(0.94 mg/L)를 초과하는 시료(n = 56)에 대해 자세히 고찰하였다. 리튬의 농도는 수화학 유형에 따라 유의미한 차이를 보였는데, Na(Ca)-Cl유형, Ca(Na)-SO₄유형, pH가 낮은 Ca(Na)-HCO₃ 유형 순이었다. Ca(Na)-Cl 유형에서 리튬 부화는 해수침투에 따른 역이온 교환으로 발생한다. 백악기 화산퇴적 분지에서 특징적으로 나타나는 Ca(Na)-SO₄ 유형 지하수에서 용존 리튬의 부화는 열수 변질 점토 광물의 산출 및 화산활동과 관련이 있는 반면, 낮은 pH의 Ca(Na)-HCO₃ 유형 지하수에서는 심부 CO₂의 상승 혼입에 의한 기반암의 풍화 촉진으로 인해 리튬 부화가 일어난 것으로 해석된다. 본 광역 예비 지화학 연구 결과는 심부 지질환경에서의 수문지화학 진화에 대한 이해와 함께 향후 경제성 있는 리튬 탐사 지침과 관련하여 유용한 정보를 제공할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제20권3호
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• pp.179-196
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• 1987

태백산 광화대에는 연-아연, 철-동 및 중석-휘수연 등의 스카른광상이 캠브리아-오도비스기의 석회질퇴적암을 주 모암으로 하여 중-후기 백악기의 화강암류와 밀접한 관계을 갖고 발달하여 있다. 이들 광상들의 화강암류와의 수반관계를 보면 철-동광상은 화강섬록암-석영몬조니암, 연-아연광상은 화강암-화강섬록암, 중석-휘수연광상은 화강암, 그리고 망간광상은 석영반암에 수반되는 경향이 있다. 화강암류의 화학조성을 보면 철-동광상과 관련된 화강암류는 연-아연광상과 관련된 것보다 K은 낮고 Ca은 높은 함량을 보이며 반대로 중석-휘수연광상과 관련된 화강암은 연-아연광상과 관련된 것보다 K은 높고 Ca은 낮은 함량을 보인다. 그러나 망간광상과 관련된 화강암은 연-아연광상과 관련된 것에 유사한 변화를 보인다. 마량원소중 친석원소인 Rb과 Sr은 K과 Ca에 관련된 변화를 보이며 이와는 대조적으로 친동원소인 Cu, Pb, Zn, W 및 Mo은 이들 원소의 광상과 관련된 화강암류에서 그 함량이 높고 기타 Ni과 Co는 교대지수 (0.14) 가 같은 Mg, Fe 및 Cu와 관계된 변화를 보인다. 화강암류의 평균 K/Rb 및 Ca/Sr 비가 보이는 범위는 각각 300~150 및 150~40내에 속하는데 K-Rb함량이 낮은 영역에는 철-동광상이 그리고 K-Rb 함량이 높은 영역에는 연-아연 및 중석-휘수연광상이 점시되고 대조적으로 Ca-Sr함량이 높은 영역에는 Fe-Cu 및 Fe광상이 그리고 Ca-Sr함량이 낮은 영역에는 연-아연광상이 점시된다. 태백산 광화대내 백악기 화강암류중 원소가 보이는 함량변화는 경상분지내 백악기 화강암류의 것과 대체로 유사한 경향을 보이고 있으므로 본 지화학적 연구의 결과는 어느 한 지역에서 백악기 화강암류와 관련된 광상을 대상으로 지화학탐사를 실시할 때 그 화강암체의 광종과 생산성여부를 결정하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제23권4호
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• pp.369-381
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• 1990

우리나라에서 중요한 금속광상인 상동 중석, 연화 연-아연, 거도의 동-철 광상은 모두 태백분지내 함백향사 남익부에 위치하고 있다. 이들 광화작용은 대체로 동서 주향에 25-30도 북향한 경사로 놓여진 캠브리아기의 묘봉층내 석회암 협층과 풍촌 석회암에서 일어났다. 함백향사의 북익부에는 동일한 지질내에 동일형의 광상이 노출되어 있지 않아, 이 지역에서의 잠두광체를 찾기위한 수단으로 알려진 상동광산 지역에서 암석지화학적, 특별히 Si, Ca, Fe 및 탄소 안정동위원소를 이용한 탐사연구를 시도하였다. 광화대와 비광화대의 석회암 사이의 CaO와 $AL_2O_3$ 함량은 큰 차이를 보이고, 탄소동위 원소 분석결과 역시 ${\delta}^{13}C$ 값이 광화대에서 더 낮은 값을 보이는 바 그 내용은 아래와 같다. 비광화대 광화대 CaO 51.3% 43.5% $Al_2O_3$ 0.6% 2.4% ${\delta}^{13}C$ -0.39 permil -0.56 permil $Fe_2O_3$ 0.9% 1.4% $SiO_2$ 3.0% 2.4% 광화대내의 풍촌석회암의 Si 함량이 감소한 것은 앞선 연구(Moon. 1987) 결과와 상치되는 바, 광화대내의 석회암중 Al 함량이 증가한 사실을 확인한 사실을 근거로 생각해 볼때, Si의 감소는 열극, 균열, 또는 소규모의 단층올 따라 주로 발달된 변질물의 증가에 따른 결과로 유추되기도 한다. 따라서 광화대내의 Si 와 Al 함량이 보여주는 현상은 화강암류로부터 전달된 열의 영향으로부터 기인된 것으로 상위 지표부의 석회암에 이로부터 광화활동이 이어진 것으로 여겨진다. 만약 함백향사의 북익부에서 풍촌석회암의 Fe, Al의 함량이 평균 함량치 보다 높을 뿐만 아니라, Ca와 Si는 낮고 Ca 함량과 ${\delta}^{13}C$의 값이 평균치보다 낮은 값을 보이는 경우는 잠두광체 탐사에 이용될 가치가 있다고 본다.

• 자원환경지질
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• 제43권5호
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• pp.491-503
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• 2010

전남 해남군 모이산 금광상에서 지구화학적 특성에 대한 연구를 수행하기 위하여 모이산 지표 및 갱내, 대산 지표에서 채취한 총 140개 시료에 대한 지구화학분석결과를 상관분석, 요인분석 그리고 군집분석 등 다변수 통계처리 하였다. 상관분석 결과, 금의 함량이 100 ppb 미만인 비광화대와 100 ppb 이상인 광화대에서 동시에 금과 높은 상관관계를 가지는 원소는 Ag, Cu, Bi, Te 등이며, 이는 연구지역에서 수반되는 함금 은 광석광물들(엘렉트럼, 실바나이트, 칼라버라이트 및 스퉤자이트)과 기타광석광물들(황동석, 텔룰로비스무타이트 및 비스무시나이트)의 산출과 일치된 결과로 인지된다. Mo은 비광화대(0.269)에서 보다 광화대(0.615)에서 상대적으로 높은 상관계수를 가지므로 금광화작용에 의해 그 함량이 강하게 지배되고 있는 것으로 해석된다. Mn, Cs, Fe, Se 등은 비광화대에서는 금과 정의 상관관계를 가지지만 광화대에서는 음의 상관관계를 가지므로 금광화작용 시 모암으로부터 용탈되는 원소군으로 해석된다. Sb은 광화대에서 금과 높은 상관성을 보이지만 비광화대에서는 음의 상관관계를 가지므로 금광화작용 시 부화되는 원소로 지시될 수 있다. 요인분석결과, 비광화대에서 금의 함량에 영향을 받는 요인군에 속하는 원소는 Se, Ag, Cs, Te 등이며 이들은 연구지역 내 비광화대에서 금의 존재 여부를 알려줄 수 있는 원소로 해석될 수 있다. 반면 광화대에서는 Mo과 Te 등이 강하게 금광화작용의 여부를 지시해 주며, 금과 함께 수반되는 은광화작용의 여부를 지시해 줄 수 있는 원소는 Sb과 Cu 등으로 해석된다. 군집분석 결과 비광화대에서 Cd-Zn-Pb-S, Bi-Fe-Cu-Mn, Se-Te-Au-Cs-Ag, As-Sb-Ba 등이 유사한 거동을 보이는 원소군으로 나타나는 반면, 광화대에서는 Cd-Zn-Mn-Pb, Fe-S-Se, As-Bi-Cs, Ag-Sb-Cu, Au-Te-Mo 등이 유사한 거동을 보여주는 원소군으로 나타난다. 이상과 같은 지구화학분석 자료의 다변수 통계처리를 이용하여 금광화대와 비광화대의 산출광물의 거동 및 지구화학적 특성 차이의 비교가 가능하므로 추후 이러한 방법이 이와 유사한 유형의 광상탐사에 유용한 방법으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제28권6호
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• pp.571-577
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• 1995

한국 남서부에 위치한 해남지역에는 산성마그마 활동에 수반된 acid-sulfate 점토광상들이 산출되고 있다. 연구지역의 지질은 응회암, 화강암질암, 석영반암, 유문암, 안산암 및 퇴적암으로 구성되어 있으며 화강암질암과 석영반암은 응회암과 퇴적암을 관입하며 광산주변의 유문암과 응회암은 열수변질을 받았다. 채취된 시료중 67개의 시료를 GFAAS와 ICP로 주성분 원소함량과 금을 비롯한 미량원소함량을 분석한 결과 금은 성산광산에서 산출되는 명반석맥과 규화작용을 심하게 받은 변질대에서 부화된 반면 dickite와 dickite가 함유된 암석이나 광석이 열수변질을 받은 경우에는 결핍된 경향을 보여주며, 특히 단층주변과 단층들이 교차하는 지점에서 금함량이 높은 경향을 나타낸다. 명반석-석영-황철석이 공생하는 명반석이나 명반석맥에서는 금함량이 높으나 황철석을 포함하는 응회암과 dickite에서는 일반적으로 금함량이 낮은 경향을 보여준다. 규화작용을 받은 응회앙에서 금함량은 As, Hg 및 Hg와 정의 상관관계를 보여 주며 대부분의 시료에서 Cd, Hg 및 Sb함량변화는 금함량변화와 유사한 경향을 나타낸다. 따라서 이 연구지역에서 지질학적 및 지구화학적으로 금광상을 탐사하기 위해서는 단층이 교차하는 지점의 silicified zone 또는 황철석을 함유하는 명반석맥을 찾아서 As, Hg 및 Sb 등과 같은 지시원소를 분석하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제26권3호
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• pp.259-265
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• 1993

본 논문은 심도별 시료 채취가 가능한 국내 주요 함중석 열수석영맥 광상 (쌍전, 월악, 청양, 산내광산)에서 산출되는 철 망간중석과 동일맥 중 공생단계에 있어서 밀접하게 수반되는 같은 광화시기의 석영을 대상으로 유체포유물 온도, 철 망간중석에서의 H/F값 및 광화작용의 섬도와의 상관관계를 밝히기 위해서 시도 되었다. 연구대상 함중석 열수석영맥광상에서 철 망간중석의 H/F값은 생성온도와 광화작용의 심도에 따라 특정적인 상관관계를 보여준다. 윌악, 청양 및 산내광산에서 산출되는 철 망간중석의 H/F값은 광화온도가 높을수록 광화심도가 깊을수록 증가된다. 이는 광화용액의 pH값이 냉각과 모암과의 반응에 따라 감소되었음을 시사한다. 쌍전광산의 경우 생성온도가 높아짐에 따라서 상대적으로 제한된 범위내에서 H/F값이 증가되나 심도에 따라서는 상기 광산과는 상반된 결과를 나타낸다. 이러한 결과는 알카리장석과 견운모등의 침전에 따른 pH값의 증가를 유도한 물리 화학적 환경이 조성되었음을 의미한다. 본 연구에서 밝혀진 함중석-휘수연 열수 석영맥에서 산출되는 철 망간중석의 심도에 따른 생성온도와 H/F값의 특성은 유사한 지질환경의 물리화학적 조선(동일한 공생단계)이 형성되면 지질온도계로서의 활용이 가능하며 H/F값은 열수석영맥에서 산출되는 철 망간중석광의 심도 탐광시 고려되어야 할 요건으로 심도추정 및 탐사지침으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 지구물리
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• 제7권3호
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• pp.207-215
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• 2004

오호츠크해는 동해와 연결된 바다로 세계에서 가장 유망한 가스하이드레이트 부존지역 중 하나이다 오호츠크해의 가스하이드레이트 퇴적층의 지구물리 구조를 규명하기 위해 2003년 8월과 10월 두차례에 걸처 사할린 북동 대륙사면지역에서 오호츠크해 가스하이드레이트 국제공동연구(CHAOS) 탐사가 수행되었다. 이번 탐사에서는 고해상도 천부지층 탄성파 수중음향(hydroacoustic) 자료 등을 획득하였다. 스파커 음원을 이용하여 얻은 탄성파 단면도에는 가스하이드레이트 BSR이 뚜렷하지 않지만 BSR 깊이 부근에 분산적으로 나타나는 진폭이 강화된 반사층들이 관찰되었다. 따라서 사용하는 음원의 주파수에 따라 BSR의 반사특성이 다르게 나타남을 알 수 있다. 또한 BSR깊이에서 해저면으로 상승한 좁은 폭의 가스기둥 (gas chimney)들이 다수 발견되었다. 이 기둥들은 내부음향특성이 전혀 보이지 않는 (wipe-out : WO)그룹과 주변에 비해 상대적으로 강한 반사특성(enhanced reflection; ER)을 보이는 그룹으로 나누어진다. 이런 반사특성 차이는 기둥내에 가스 또는 가스하이드레이트 중 어떤 물질이 집중적으로 충적되었는지에 따라 구별되는 현상으로 해석된다. 수중음향자료에는 지층으로부터 해수중으로 수백 의 높이까지 뿜어져 오르는 많은 가스분출기둥들이 관찰되었다. 가스분출기둥들은 가스하이드레이트 안정영역에 해당하는 상대적으로 깊은 수심에서 관찰된다. 이는 지층의 가스기둥 주변을 둘러싼 가스하이드레이트 퇴적층이 가스가 스며들지 못하는 차단벽을 형성하면서 심부에서 공급되는 가스의 대부분이 가스기둥을 따라 해저면까지 운반되며 이에 따라 가스기둥 위의 표층에서 해수중으로 분출하는 가스분출기둥이 형성된다.

• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.313-324
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• 2017

촉트체치 지역은 남고비에 위치하며 석탄기 후기에서 페름기 초기에 관입한 흑운모 화강암 중 일부가 반암이 관입하면서 알카리 화강암화 된 부분과 관련된 동 광상이다. 말라카이트가 집중적으로 산출되는 지역은 녹니석, 녹렴석으로 변질된 프로필리틱 변질대가 광범위하게 나타난다. 격자지구화학탐사와 연장부 조사 결과 말라카이트가 산출되는 곳은 30개 지점으로 휴대용 XRF로 측정한 동함량은 1.080~18.300%로 나타났으며, 화학분석 결과 동함량은 13개 지점에서 각각 1.080%~32.900로 높게 나타났다. X-선 회전 분석결과와 현미경 관찰결과 동광물은 말라카이트가 주이며, 남동석, 퍼민제타이트, 황철석과 황동석 등이 가끔 산출되며, 그 외에 은 광물인 능홍은석이 산출된다. 또한 열수변질광물인 딕카이트가 산출되며, 변질산물인 방해석, 녹니석, 녹염석 등도 산출된다. 광화작용은 반암관입 후에 남은 잔류마그마에서 열수용액이 올라오면서 반암 주변 일부 화강암과 정단층 상반부에만 선택적으로 일어난 것으로 사료된다.