• 헤리티지:역사와 과학
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• 제45권3호
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• pp.212-223
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• 2012

고대부터 회화 장신구 장식품 무기 일상용품 등에 사용된 안료는 시대 제작기법 문화이동을 확인할 수 있는 중요한 물질로, 우리나라에서는 1963년부터 분석을 통해 안료의 성분을 확인하였으며 최근에는 휴대용형광X선분석기를 사용하여 안료에 손상을 주지 않고 성분분석을 실시하여 고대 안료 물질을 밝히는 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나 이러한 단편적인 연구로는 시대별, 지역별 안료의 쓰임 및 사용시기를 파악할 수 없기 때문에 안료에 대한 종합적이고 체계적인 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이 연구는 조성시기가 전해지는 불국사 대웅전 석가모니후불탱화의 안료를 과학적으로 분석하여 사용안료를 밝히는 한편, 시대와 지역이 비슷한 조선시대 불화 안료와 비교 분석하고자 하였다. 성분분석 결과와 기존의 연구자료를 종합해본 결과, 불국사 대웅전 석가모니후불탱화는 연백을 이용해 배채하였으며, 채색안료로는 연백, 주사, 연단, 구리 화합물인 석록(혹은 동록, 녹염동광), 철산화물인 석간주 및 금분 등을 이용하여 색을 표현한 것으로 판단된다. 불국사 대웅전 석가모니후불탱화에 사용된 안료들은 전통안료를 혼합하여 사용된 것으로 추정되나 모든 안료에 대해 결정구조를 분석한 것이 아니므로 명확히 판단하기는 어렵다. 이러한 결과를 통해 향후 회화 안료의 성분 및 제작특성, 특히 조선시대 불화의 안료에 대한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.359-385
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• 2005

우리나라에서 고대에 사용하던 붉은 색 안료에는 주사, 석간주, 장단 등이 있다. 이중에서 주사는 고급스러운 상품(上品)으로써 벽사의 상징적 의미를 지니고 있어 단청, 벽화, 회화를 비롯해 비석, 지석 등에 다양하게 나타나고 있다. 특히 "공사견문록(公私見聞錄)"의 기록에서는 고려재상의 지석 음각에 붉은 칠을 메웠다고 기록되어 있어 비, 신도비, 지석 등에 주사와 같은 붉은 칠이 된 것은 고려시대 또는 그 이전부터라고 볼 수 있을 것이다. 문헌기록을 토대로 하여 비석에 남아있는 붉은 안료들의 몇 사례를 조사해 본 결과 대부분 주사, 장단, 석간주 등이 칠해졌음이 분석되었다. 또한 붉은 색의 발색을 더욱 선명히 하기 위해 붉은 칠 아래 바탕칠로써 호분칠이 된 경우도 발견되었다. 현존하는 붉은 안료가 칠해진 비석들은 대부분 조선시대 이후의 사례들이므로 조선시대에는 비등에 붉은 안료로 주사를 사용했음을 알 수 있었는데, "공사견문록(公私見聞錄)"에 남겨진 기록을 보아 고려시대에도 칠해졌음을 추정해 볼 수 있다. 또한 삼국시대 이미 주사안료가 중국으로부터 수입되어 우리나라에 고가의 상품으로 사용되던 역사적 배경을 살펴볼 때 비에 붉은 안료를 칠하던 것은 고려 이전부터 였을 가능성도 배제할 수 없다. 이렇게 붉은 안료로 주사를 주로 사용했을 것은 주사가 지닌 벽사적 상징의미를 미루어 볼 때 상당히 가능성이 있으며 당시 주사가 매우 고가인 탓에 한때 사용이 금지되기도 하였기에 주사 대신 석간주나 장단과 같은 대체안료가 사용되기도 했을 것으로 추정된다.

• 보존과학회지
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• 제35권2호
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• pp.117-129
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• 2019

신안선에서 발견된 흑유자 중 자주요계, 차양요, 홍당요 등 3곳으로 분류된 6점의 유약에 대해 과학적 분석을 실시하였다. 홍당요는 유약 두께가 얇고 자화가 거의 이루어지지 않았다는 점에서 큰 차이를 보였다. 차양요와 자주요계 흑유자의 경우 단면상으로는 서로 공통점이 확인되었으나 라만 매핑 이미지를 통해 자철석의 분포 범위에서 차이가 있는 것으로 확인되었다. 이러한 차이가 나타나는 원인과 흑유자의 유약 형성 조건을 알아보고자 실시한 소성 실험 결과, 발색제로 사용된 적철석($Fe_2O_3$)은 $1250^{\circ}C$ 보다 높게 소성될 때 자철석($Fe_3O_4$)으로 변하여 흑색을 띠는 것으로 나타났다. 따라서 홍당요 흑유자는 약 $1200^{\circ}C$, 자주요계와 차양요 흑유자는 $1250{\sim}1300^{\circ}C$에서 소성하였을 것으로 추정하였다. 다만 고대 가마의 소성 특성을 고려할 때 자철석의 영역이 유약 표면까지 확장될 수 있을 정도로 오래 소성되었을 가능성도 배제할 수 없다. 향후 흑유자 유약에 대한 라만 스펙트럼 및 매핑 이미지의 데이터베이스 구축과 더불어 추가적인 실험이 이루어진다면 흑유자의 제작 조건을 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.743-753
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• 2020

본 연구는 폐석탄광산인 옥동탄광 하류에 위치한 밭토양과 논토양을 대상으로 중금속함량, 광물조성, 분광특성을 고찰하였다. X선 형광분석 결과 밭토양과 논토양 모두 비소가 토양환경오염 우려기준을 초과하여 검출되었으며 밭토양이 논토양보다 중금속오염지수가 상대적으로 높은 것을 확인하였다. X선 회절분석 결과 밭토양과 논토양 모두에서 석영, 방해석, 고령토, 일라이트, 스멕타이트, 자철석 그리고 적철석 광물이 검출되었다. 또한 유기물 분석을 실시한 결과 밭토양의 유기물 함량 변이가 더 큰 것으로 나타났다. 분광분석 결과 밭토양과 논토양의 전체적인 반사도 곡선의 양상과 흡광특성은 유사하게 발현됨을 확인하였다. 490nm 부근과 900nm 부근에서 토양 내 산화철에 의해, 1410nm, 1910nm 부근과 2200nm 부근에서 점토광물인 고령토와 스멕타이트군에 의한 흡광특성이 두드러지게 나타났으며 유기물의 함량이 많을수록 반사도가 감소하였다. 흡광 깊이는 밭토양과 논토양 모두 흡광특성이 발현되는 곳에서 오염 지수가 높아짐에 따라 흡광깊이는 얕아졌으며, 유기물 함량이 증가함에 따라 490nm 부근과 1916nm 부근의 흡광깊이가 얕아지는 경향을 보였다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권4호
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• pp.27-34
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• 2021

본 연구에서는 국내산 함바나듐 티탄자철광으로부터 CaO 염배소 및 황산 침출을 통해 바나듐의 침출거동에 대해 고찰하였다. CaO의 첨가량 및 배소 온도에 따라 상의 변화를 살펴보았다. 배소 조건에 관계없이 Perovskite (CaTiO₃)가 형성되었으며, CaO 함량이 높아지면 Calcium ferrite (CaFeO_x) 상이 CaO 함량이 낮아지면 Hematite (Fe₂O₃)가 형성이 되었다. CaO 배소 후 1M 황산, 50℃, 고액비 10%에서 6시간 동안 침출을 진행하였다. 침출 결과 배소 시료의 형태가 소결일 경우 바나듐의 산화가 충분히 이루어지지 못해 침출률이 감소하였다. 또한 배소 온도가 낮으면 미 반응한 잔류 CaO의 영향으로 바나듐의 침출률이 감소하였다. 함바나듐 티탄자철광의 철과 티타늄의 침출률을 낮추기 위해서는 CaO의 첨가량을 최소화하여 CaTiO₃와 CaFeO_x의 형성을 억제할 필요가 있었다. 결과적으로 1150℃, 10 wt.% CaO 배소 산물을 침출하였을 때 86%의 바나듐, 4.3%의 철, 6.5%의 티타늄의 침출률을 얻을 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.171-181
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• 2022

거창광상은 영남육괴 화강암질 편마암 또는 편마암질 화강암 내에 발달한 열극을 충전하여 생성된 함 금-은 열수 맥상광상으로, 괴상 및 호상 조직과 함께 부분적인 각력상 조직 및 정동의 발달 등 복합적인 조직적 특성을 보여준다. 거창광상의 맥상 광화작용은 구조운동(tectonic break)에 의하여 광화 1시기와 광화 2시기로 구분된다. 광화 1시기는 석영맥의 생성과 함께 주된 함 금·은 광물인 에렉트럼과 함께 황화광물 및 산화광물 등이 미량의 황염광물을 수반 산출한 시기로서, 공생관계와 광물조합 특성 등에 의하여 세 단계의 광화시기(초기, 중기, 후기)로 구분된다. 광화 1시기의 초기에는 주로 황철석, 자류철석, 유비철석 등이 산출되었다. 중기에는 주된 금-은 광화작용이 진행되어 에렉트럼과 함께 황동석, 섬아연석 등의 황화광물과 미량의 함 은 황염광물 등이 산출되었다. 후기에는 황철석, 섬아연석, 방연석 등과 함께 적철석 등이 산출되었다. 광화 2시기는 주 광화작용 이후의 금속 광화작용이 이루어지지 않은 방해석맥의 생성 시기이다. 거창광상의 주된 광화작용은 고온(≥380℃)의 H₂O-CO₂-NaCl계 열수유체 유입으로 시작되어 초기의 냉각과 비등작용, 중기의 불혼화용융 및 후기의 상대적으로 천부를 순환한 열수유체 또는 천수의 혼입 등에 의하여 ≥380℃~≤210℃의 온도조건에서 7.0 to 0.7 wt. percent NaCl 상당 염농도를 갖는 유체에서 진행되었다. 거창광상의 광물 공생관계 변화는 이러한 열수계의 진화에 의한 온도와 황 분압 조건의 감소 등의 환경변화가 반영된 결과이다. 거창광상은 중열수형 금·은 광상에 대비된다.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.69-83
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• 2023

산불 피해지는 수목 및 식생 전소, 산지토양 황폐화 등으로 인해 산사태주의보 기준에 미치지 못하는 강우조건에서도 토사 세굴 및 유출로 인한 산사태와 토석류 등의 2차 피해 위험을 증가시킨다. 산불은 지표 식생과 토양 특성의 변화를 발생시켜 산불 피해지 내에서 유출량 변화에 큰 영향을 주기 때문이다. 즉, 산불은 토양의 중요한 물리, 화학적 특성 변화로 인해 토양조성 변화, 구성광물의 변화, 토양수의 반발성, 토양 덩어리의 안정성이나 토양 조직의 변화를 발생시킨다. 특히, 산불 발생 및 확산 과정에서는 토층의 유기물과 수목의 연소 외에도 지표면 또는 지표면 아래까지 열기가 전파되어 토층을 구성하고 있는 토양 광물에 영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 산불 발생지와 미발생지에서 채취된 토양시료(Topsoil, Subsoil)에 대해 XRD 회절분석 및 토양 물성분석을 통해 토양 내 점토광물의 분포와 함양 특성을 파악하였다. 그 결과, 산불 발생지의 토양시료에서 뮬라이트, 아날사이트, 적철석 등이 소량 산출되었으며, 버미큘라이트, 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조광물(I/V)은 특히 표토에서 특징적으로 산출되었다. 특히, 산불 발생지에서는 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조 광물(I/V)이 특징적으로 확인되었으나, 산불 미발생지에서는 일라이트/버미큘라이트(I/S) 혼합층상 구조 광물은 산출되지 않아 산불 발생지의 토양과는 큰 차이를 보인다. 이와 같이 점토광물의 생성은 외적요인인 산불의 영향으로 인해 토양 내 광물 조성의 변화를 파악할 수 있었다. 팽창성 점토광물은 우기 시에 토층 내에서 흙의 체적을 팽창시키기 때문에 장기적으로 사면 지반의 구조적 안정성에 영향을 줄 수 있어, 산불 발생지의 토층에서 점토광물의 생성은 장기적으로 산지사면 안정성에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.745-764
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• 2023

In the Republic of Congo, Banded iron formations (BIFs) occur in two areas: the Chaillu Massif and the Ivindo Basement Complex, which are segments of the Archean Congo craton outcropping in the northwestern and southwestern parts of the country. They show interesting potential with significant mineral resources reaching 2 Bt and grades up to 60% Fe. BIFs consist mostly of oxide-rich facies (hematite/magnetite), but carbonate-rich facies are also highlighted. They are found across the country within the similar geological sequences composed of amphibolites, gneisses and greenschists. The Post-Archean Australian Shale (PAAS)-normalized patterns of BIFs show enrichment in elements such as SiO₂, Fe₂O₃, CaO, P₂O₅, Cr, Cu, Zn, Nb, Hf, U and depletion in TiO₂, Al₂O₃, MgO, Na₂O, K₂O, Sc, Th, Ba, Zr, Rb, Ni, V. REE diagrams show slight light REEs (rare earth elements; LREEs) compared to heavy REEs (HREEs), and positive La and Eu anomalies. The lithological associations, as well as the very high (Eu/Eu^*)_SN ratios> 1.8 shown by the BIFs, suggest that they are related to Algoma-type BIFs. The positive correlations between Zr and TiO₂, Al₂O₃, Hf suggest that the contamination comes mainly from felsic rocks, while the absence of correlations between MgO and Cr, Ni argues for negligeable contributions from mafic sources. Pr/Pr^* vs. Ce/Ce^* diagram indicates that the Congolese BIFs were formed in basins with redox heterogeneity, which varies from suboxic to anoxic and from oxic to anoxic conditions. They were formed through hydrothermal vents in the seawater, with relatively low proportions of detrital inputs derived from igneous sources through continental weathering. Some Congolese BIFs show high contents in Cr, Ni and Cu, which suggest that iron (Fe) and silicon (Si) have been leached through hydrothermal processes associated with submarine volcanism. We discussed their tectonic setting and depositional environment and proposed that they were deposited in extensional back-arc basins, which also recorded hydrothermal vent fluids.

• 자원환경지질
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• 제43권3호
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• pp.269-278
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• 2010

우리는 단청안료의 착색제에 대한 특성을 살펴보았고, 이번 연구가 우리 전통 단청의 색을 재현하는데 기여하길 바란다. 광주 전남지역 목조 고건축물에서 자연적으로 박리가 일어난 부분의 단청안료 시료를 채취하고, 이를 XRD와 EDS-SEM분석을 이용하여 착색제를 분석하였다. 백색안료에서는 고대부터 착색제로 사용되어온 석고$(CaSO_4{\cdot}2H_{2}O)$,석영$(SiO_2)$, 백연석$(PbCO_3)$ 및 호분$(CaCO_3)$과 현대에서 많이 사용되는 산화지당$(TiO_2)$이 모든 시료에서 확인되었다. 적색안료에서는 고대부터 착색제로 사용된 석간주$(Fe_{2}O_{3})$와 연단$(Pb_{3}O_{4})$ 및 현대안료 착색제인 C. I. pigment orange $13(C_{32}H_{24}C_{12}N_{8}O_{2})$이 확인 되었지만, 진사(cinnabar, HgS)는 관찰되지 않았다. 황색안료에서는 납을 주성분으로 하는 황연인 홍연석$(PbCrO_4)$과 고대부터 사용된 밀타승(PbO)이 확인되었다. 청색안료에서는 착색제인 소달라이트 $(Na_{4}BeAlSi_{4}O_{12}Cl)$와 노제안$(Na_{8}Al_{6}Si_{6}O_{24}SO_{4})$이 확인되었으며, 현대안료 착색제인 C. I. pigment blue $29(Na_{7}Al_{6}Si_{6}O_{24}S_{3})$ 도 확인되었다. 녹색안료에서는 착색제로 카루머타이트(calumetite, $Cu(OHCI)_{2}{\cdot}2H_{2}O$), 에스콜라이트$(Cr_{2}O_{3})$, 디크롬트리옥사이드(dichromium trioxide, $Cr_{2}O_{3}$), 에머랄드그린$(C_{2}H_{3}As_{3}Cu_{2}O_{8})$ 및 현대안료 착색제인 C. I. pigment green$(C_{32}H_{16}-XCl_{x}Cu_{8})$이 확인되었다. 흑색안료에서는 먹(송연)이 확인 되었다.

• 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.