• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 추계 공동 심포지엄 논문집
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• pp.119-136
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• 2002

Contrasts in the style of the gold-silver mineralization in geologic and tectonic settings in Korea, together with radiometric age data, reflect the genetically different nature of hydrothermal activities, coinciding with the emplacement age and depth of Mesozoic magmatic activities. It represents a clear distinction between the plutonic settings of the Jurassic Daebo orogeny and the subvolcanic environments of the Cretaceous Bulgugsa igneous activities. Dunng the Daebo igneous activities (c.a. 200～150 (\ulcorner) Ma) coincident with orogenic time, gold mineralization took place between c.a. 195 and 135 (127 \ulcorner) Ma. The Jurassic Au deposits commonly show several characteristics; prominent association with pegmatites, low Ag/Au ratios In the ore-concentrating parts, massive vein morphology and a distinctively simple mineralogy including Fe-rich sphalerite, galena, chalcopyrite, arsenopyrite, Au-rich electrum, pyrrhotite and/or pyrite. During the Bulgugsa igneous activities (110～50 Ma), the precious-metal deposits are generally characterized by such features as complex vein morphology, medium to high Ag/Au ratios in the ore concentrates, and diversity of ore minerals including base-metal sulfides, pyrite, arsenopyrite, Ag-rich eletrum and native silver with Ag sulfides, Ag-Sb-As sulfosalts and he tellurides. Vein morphology, mineralogical, fluid inclusion and stable isotope results indicate the diverse genetic natures of hydrothermal systems in Korea. The Jurassic Au-dominant deposits (orogenic type) were formed at the relatively high temperature (about 300$^{\circ}$ to 45$0^{\circ}C$) and deep-crustal level (4.0$\pm$1.5 kb) from the hydrothermal fluids containing more amounts of magmatic waters ($\delta$$^{18}$ $O_{H2O}$; 5～10$\textperthousand$). It can be explained by the dominant ore-depositing mechanisms as $CO_2$ boiling and sulfidation, suggestive of hypo- to mesothermal environments. In contrast, the Cretaceous Au-dominant (l13～68 Ma), Au-Ag (108～47 Ma) and AE-dominant (103～45 Ma) deposits, which correspond to volcanic-plutonic-related type, occurred at relatively low temperature (about 200$^{\circ}$ to 35$0^{\circ}C$) and shallow-crustal level (1.0$\pm$0.5 kb) from the ore-forming fluids containing more amounts of less-evolved meteonc waters ($\delta$$^{18}$ $O_{H2O}$;-10～5$\textperthousand$). These characteristics of the Cretaceous precious-metal deposits can be attributed to the complekities in the ore-precipitating mechanisms (mixing, boiling, cooling), suggestive of epi- to mesothermal environments. Therefore, the differences of the emplacement depth between the Daebo and the Bulgugsa igneous activities directly influence the unique temporal and spatial association of the deposit styles.les.

• 자원환경지질
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• 제31권2호
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• pp.111-125
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• 1998

Dispersion, migration and enrichment of environmental toxic elements from the Samkwang Au-Ag mine area were investigated based upon major, minor and rare earth element geochemistry. The Samkwang mine area composed mainly of Precambrian granitic gneiss. The mine had been mined for gold and silver, but closed in 1996. According to the X-ray powder diffraction, mineral composition of stream sediments and soils were partly variable mineralogy, which are composed of quartz, orthoclase, plagioclase, amphibole, muscovite, biotite and chlorite, respectively. Major element variations of the host granitic gneiss, stream sediments and soils of mining and non-mining drainage, indicate that those compositions are decrese $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$, MgO, $TiO_2$, $P_2O_5$ and LOI with increasing $SiO_2$ respectively. Average compositional ranges (ppm) of minor and/or environmental toxic elements within those samples are revealed as As=<2-4500, Cd=<1-24, Cu=6-117, Sb=1-29, Pb=17-1377 and Zn=32-938, which are extremely high concentrations of sediments from the mining drainage (As=2006, Cd=l1, Cu=71, Pb=587 and Zn=481 ppm, respectively) than concentrations of the other samples and host granitic gneiss. Major elements (average enrichment index=6.53) in all samples are mostly enriched, excepting $SiO_2$, $Na_2O$ and $K_2O$, normalized by composition of host granitic gneiss. Rare earth element (average enrichment index=2.34) are enriched with the sediments from the mining drainage. Minor and/or environmental toxic elements within all samples on the basis of host rock were strongly enriched of all elements (especially As, Br, Cu, Pb and Zn), excepting Ba, Cr, Rb and Sr. Average enrichment index of trace elements in all samples is 15.55 (sediments of mining drainage=37.33). Potentially toxic elements (As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn) of the samples revealed that average enrichment index is 46.10 (sediments of mining drainage=80.20, sediments of nonmining drainage=5.35, sediments of confluent drainage=20.22, subsurface soils of mining drainage=7.97 and subsurface soils of non-mining drainage=4.15). Sediments and soils of highly concentrated toxic elements are contained some pyrite, arsenopyrite, sphalerite, galena and goethite.

• 자원환경지질
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• 제50권3호
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• pp.181-193
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• 2017

철원 갈말-김화 지역의 쥐라기 복운모 화강암체 내 페그마타이트에서는 다양한 망간-철 인산염광물의 집합체가 산출되고 있으며, 후기 마그마 단계로부터 열수단계 및 지표 풍화 단계에서 다양한 광물상의 변화가 유도되었다. 철원 복운모 화강암은 낮은 대자율 값을 갖는 전형적인 S-형 화강암으로 중알루미나질~고알루미나질, 후-충돌대 환경을 나타내고 있다. 페그마타이트는 K-Ar 연대가 약 153 Ma로서 복운모 화강암의 K-Ar 연대($151{\pm}4Ma$)와 전반적으로 일치하고 있어 동일 기원의 마그마로 추정된다. 한편 갈말-김화 페그마타이트는 광물조성에 의한 분류기준에 의하면 백운모-희유원소 종, 리튬 세부종, 녹주석 유형에 속하는 녹주석-콜롬바이트-인산염광물으로 구분되며, LCT(Li-Cs-Ta) 계열에 해당한다. 망간 인산염광물 중 트리플라이트는 주로 후기 마그마 단계에 정출되었으며, 열수 단계에서는 망간 인산염광물의 변질광물인 루코포스파이트와 잔사이트로 정출되었다. 풍화 단계에서 트리플라이트는 포스퍼시더라이트와 망간 산화물로 교대되어 산출된다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.67-67
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• 2003

The chemical compositions and textural relationships of the Nb-Zr oxide minerals including pyrochlore [ideally (Ca,Na)$_2$Nb$_2$O$\sub$6/(OH,F), with up to 24% UO$_2$ and 16% Ta$_2$O$\sub$5/] and baddeleyite [ideally ZrO$_2$, with up to 6% Nb$_2$O$\sub$5/] in the Sokli carbonatite complex, Kola Peninsula, Arctic are described. These two minerals in carbonatites are the major hosts for the HFSEs such as U, Th, Ta, Nb, Zr and Hf and thus are interest both economically and petrologically. The Sokli carbonatite complex (360-370 Ma) in Northern Finland, which forms a part of the Paleozoic Kola Alkaline Province (KAP), is mainly composed of multi-stages of carbonatite and phoscorite associations (P1-C1 P2-C2, P3-C3, D4 and D5) surrounded by altered ultramafic rocks (olivinite and pyroxenite) and cut by numerous small dikes of ultramafic lamprophyre. The Sokli complex contains the highest concentration in niobium and probably in tantalum, which are economically very important to modern steel technology, among the ultramafic-alkaline complexes of the KAP. Pyrochlore and baddeleyite mostly concentrate in the phoscorites. Pyrochlores in the Sokli complex are generally rounded octahedra and cubes in shape, red brown to grey yellow in color, and 0.2 to 5 mm in size. They are found in all calcite carbonatites, phoscorites and dolomite carbonatites, except P1-C1 rocks. These pyrochlores display remarkable zonations which depend on host rock compositions, and have significant compositional variations with evolution of the Sokli complex. The common variation scheme is that (1) early pyrochlore is highly enriched in U and Ta; (2) these elements decrease abruptly in the intermediate stage, while Th and Ce increase, and (3) late stage pyrochlore is low in U, Ta, Th, and Ce, and correspondingly high in Nb. Baddeleyites in the Sokli complex occur in the early P1-C1 and P2-C2 rocks and rarely in P3. They crystallized earlier than pyrochlores, and occasionally show post-magmatic corrosion and replacement. The FeO and TiO$_2$ contents of baddeleyites are much lower than those of the other terrestrial and lunar baddeleyites, whereas Nb$_2$O$\sub$5/ and Ta$_2$O$\sub$5/ contents are the highest among the reported compositions. Ta/Nb and Zr/Nb ratios of pyrochlores and baddeleyites decrease towards later stage facies, which is in accordance with the whole rock compositions. The variation of Ta/Nb and Zr/Nb ratios of pyrochlores and baddeleyites is considered to be a good indicator to trace an evolution of the carbonatite complexes.

• 한국광물학회지
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• 제19권1호통권47호
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• pp.49-61
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• 2006

본 연구는 댐으로 유입되는 하천수의 수질과 부유물질의 특성 분석을 통하여 댐의 탁수발생원인을 환경지질학적으로 규명하는 데 있다. 이를 위하여 2004년 5월부터 8월까지 3회에 걸쳐 가창댐의 본 댐 유역, 수변과 상류지역의 토양, 암석, 유입하천을 대상으로 댐 원수와 하천수, 토양, 암석, 부유물질의 특성을 ICP, IC, 입도분석기, XRD, SEM로써 분석하였다. 상류에서 하류로 갈수록 EC, 탁도, 양이온, 음이온의 농도가 증가하는데, 이는 풍화와 같은 지질학적인 영향으로 이온들의 총량이 증가하기 때문이다. 부유물과 토양내의 주 광물조성은 질석, 일라이트, 카올리나이트, 석영, 장석, 철수산화물 등이었다. 토양의 경우, 상류에서 하류로 갈수록 세립질 10% 구간(d10)의 입자의 양이 약간 증가하며, 부유물은 댐에 가까워질수록 질석의 함량이 증가한다. 그러나 본 유역을 구성하는 암석은 대부분 유사함을 보이고 이러한 지질분포특성에 의하여 부유물과 토양의 광물조성의 변화는 거의 나타나지 않는다. 부유물을 구성하는 점토광물들은 주변의 토양 구성광물과 유사하며 주변 모암의 풍화작용에 의해 생성된 토양으로부터 유래된 것을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제32권6호
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• pp.561-573
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• 1999

소백산 육괴 중부지역의 선캠브리아기 변성암류에는 특징적으로 중역수형 금광상이 다수 배태된다. 연동 지역의 홍덕.대원.일생 금 광산도 이에 속하며, 단층 열극을 충진한 괴상의 석영맥 (폭 0.3~3m)으로 산출된다. 광석 광물은 매우 단순하여 주로 자류철석, 섬아연석, 방연석으로 산츨되며, 황철석, 황동석, 엘렉트럼, 사면동석, 자연창이 일부 수반된다. 유체포유물 연구결과, 광화작용은 비교적 높은 온도(240$^{\circ}$~40$0^{\circ}C$)에서 낮은 염농도 (<12 wt. % NaCl equiv.)를 갖는 $H_{2}O-CO_{2}(-CH_{4})$-NaCl계 유체로부터 진행되었다. 석영 내의 유체포유물은 단순한 액상 포유물(Type 1)과 메탄올 함유하는 $CO_2$-rich 포유물(TypeII)로 구분된다. Type II 포유물의 carbonic phase (주로 $CO_2$)의 함량은 동일 시료 내에서도 매우 다양하게 변화하면, carbonic phaseso의 메탄 함량은 대략 2~20 mole%이다. 유체포유물의 균일화온도와 염농도의 관계를 보면, 광화작용의 초기에는 $CO_2$비등을 수반한 유체 불혼화가 일어났으나, 후기에는 냉각작용이 지배적이옷음을 알 수 있다. 광화작용시의 조성 (${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}$=-2.1 to 2.2$\textperthousand$, $\delta$18Owater=4.7 to 9.3$\textperthousand$, $\delta$Dwater=-63 to -79$\textperthousand$ )은 광화유체가 마그마로부터 기원하였음을 지시한다. 본 연구 결과는 연동지역에 부존하는 중온형 금광상의 성인에 대하여 마그마 기원모델을 성공적으로 적용할수 있음을 확인해준다.

• 자원환경지질
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• 제32권6호
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• pp.611-631
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• 1999

Enviromental geochemisty and heary metal contamination at the Kongjueil mine creek were underaken on the basis of physicohemical properties and mineralogy for various kinds of water (surface, mine and ground water),soil, precipitate and sediment collected of April and December in 1998. Hydrgeochemical composition of the water samples are characterized by relatively significant enricant of Ca+Na, alkiali ions $NO_3$ and Cl inground and surfore water, wheras the mine waters are relatively eneripheral water of the mining creek have the characteristics of the (Ca+Mg)-$(HCO_3+SO_4)$type. The pH of the mine water is high acidity (3.24)and high EC (613$\mu$S/cm)compared with those of surface and ground water. The range of $\delta$D and $\delta^{18}O$ values (relative to SMOW) in the waters are shpwn in -50.2 to -61.6% and -7.0 to -8.6$\textperthousand$(d value=5.8 to 8.7). Using computer program, saturation index of albite, calcite, dolomite in mine water are nearly saturated. The gibbiste, kaolinite and smectite are superaturated in the surface and ground water, respectively. Calculated water-mineral reaction and stabilities suggest that weathing of silicate minerals may be stable kaolinite owing to the continuous water-rock reaction. Geochemical modeling showed that mostly toxic heavy metals may exist larfely in the from of metal-sulfate $(MSO_4\;^2)$and free metal $(M^{2+})$ in nmine water. These metals in the ground and surface water could be formed of $CO_3$ and OH complex ions. The average enrichment indices of water samples are 2.72 of the groundwater, 2.26 of the surface water and 14.15 of the acid mine water, normalizing by surface water composition at the non-mining creek, repectively. Characteristics of some major, minor and rate earth elements (Al/Na, K/Na, V/Ni, Cr/V, Ni/Co, La/Ce, Th/Yb, $La_N/Yb_N$, Co/Th, La/Sc and Sc/Th) in soil and sediment are revealed a narrow range and homogeneous compositions may be explained by acidic to intermediate igneous rocks. And these suggested that sediment source of host granitic gneiss colud be due to rocks of high grade metamorphism originated by sedimentary rocks. Maximum concentrations of environmentally toxic elements in sediment and soil are Fe=53.80 wt.% As=660, Cd=4, Cr=175, Cu=158, Mn=1010, Pb=2933, Sb=4 and Zn=3740 ppm, and extremely high concentrations are found are found in the subsurface soil near the ore dump and precipitates. Normalizing by composition of host granitic gneiss, the average enerichment indices are 3.72 of the sediments, 3.48 of the soils, 10.40 of the precipitates of acid mine drainage and 6.25 of the soils near the main adit. The level of enerichment was very severe in mining drainage sediments, while it was not so great in the soils. mineral composition of soil and sediment near the mining area were partly variable being composed of quartz, mica, feldspar, chlorite, vermiculite, bethierin and clay minerals. reddish variable being composed of quartz, mica, feldspar, chlorite, vermiculite, bethierin and clay minerals. Reddish brown precipitation mineral in the acid mine drainage identifies by schwertmanite. From the separated mineralgy, soil and sediment are composed of some pyrite, arsenopyite, chalcopyrite, sphalerite, galena, malachite, goethite and various kinds of hydroxied minerals.

• 한국지형학회지
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• 제19권1호
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• pp.99-108
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• 2012

천연기념물 500호인 목포 갓바위의 지형 및 지질학적 특성을 파악하기 위하여 규모, 형태, 광물 조성, 화학 조성, 풍화 상태 등을 분석하였다. 갓바위 해안지형은 전형적인 침식지형으로 해식절벽, 해식노치, 해식대지, 타포니, 해식노치 등의 지형이 발달해 있다. 해식절벽은 수직적 경사를 보이고, 기저부는 파식에 의해 해식노치를 형성하며, 폭 3.5m 너비 20m 내외의 해식대지, 벌집구조의 타포니가 발달하여있다. 갓바위 암석의 주 구성 광물은 석영, 사장석, 미사장석, 흑운모, 견운모 등으로 구성되며, 석영과 장석이 우세한 결정질 응회암이다. 화학 조성은 $Al_2O_3$ 23.60~28.27 wt.%, $Na_2O$ 3.27~5.80 wt.%, Cl 0.11~0.20 wt.%로 지각평균보다 높다. 화학적 풍화지수(CAI)는 77.42~83.93%로 상당한 풍화가 진행되었다. 갓바위 자연경관의 관광 및 교육적 활용 방안으로 안내판 설치, 관찰 망원경 비치, 전문 해설사의 교육 및 활용, 유관 기관들과 연계한 교육프로그램 개발, 관광 상품 개발, 교과서나 참고서의 관련 삽화로 적극 활용할 필요성이 있다.

• 자원환경지질
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• 제52권5호
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• pp.449-457
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• 2019

본 연구에서는 경상분지에 나타나는 주요 단층의 단층 gouge 대상으로 단층 gouge bulk 시료 및 선별시료의 $0.1{\mu}m$ 이하 입도시료를 대상으로 수행한 K-Ar 연대측정 결과를 제시하였다. 이 결과를 대상 시료의 광물학적 특성에 기초한 해석을 통해 단층의 활동시기를 해석하고, 기존의 단층 활동연대자료와 종합하여 신생대의 단층활동의 시 공간적 특성을 알아보고자 하였다. 대상시료의 광물학적 특성을 고려한 K-Ar 연대 측정값의 의미를 종합해 보면, 경상분지 주요 단층에서는 전기 신생대인 약 50 Ma 전후시기, 30 Ma 이 후 시기, 그리고 20 Ma 이 후 시기 등 최소 3차례의 단층활동이 있었던 것으로 해석할 수 있다. 양산단층은 공간적으로 단층 북단에서 단층활동 연대가 젊게 나타나는 경향을 보이고 있다. 오천단층 및 그 연계단층, 그리고 경주지역 지점 단층에서는 30 Ma 이 후 시기 및 20 Ma 이 후 시기의 단층활동이 집중되어 나타나고 있다. 이는 보다 정밀한 단층 활동연대를 결정하는 혼합연대 결정법인 illite-age-analysis(IAA)법 적용을 통해 보완될 것이다. 본 연구와 같은 경상분지 내 주요 단층에 대한 복수의 단층 활동연대 결정은 신생대 시기의 한반도 동남부 지역의 지구조 진화모델 확립에 결정적인 정보를 제공할 것이다.

• 광물과 암석
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• 제34권2호
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• pp.121-131
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• 2021

마그네슘(magnesium; Mg)은 탄산염 광물이 침전된 과거의 환경 조건을 유추하기 위한 지화학 지시자로 활용되어오고 있다. Mg를 신뢰도 높은 지화학 지시자로 활용하기 위해서는 Mg의 화학종을 근거로 한 Mg의 광물 함유 기작이 반드시 규명되어야만 하며, 관련 실험 연구들은 주로 고해상도(high resolution)의 방사광가속기(synchrotron) X-선 흡수 분광(X-ray absorption spectroscopy; XAS) 기법을 통해 Mg의 화학종을 유추한다. 그러나, Mg가 미량 함유된 광물의 XAS 스펙트럼 해석의 높은 불확실성 때문에 화학종 유추가 어려운 경우가 많다. 양자역학 밀도범함수이론(density functional theory; DFT)은 결정구조에 대한 흡수 스펙트럼을 예측할 수 있기 때문에, XAS 스펙트럼 해석의 불확실성을 줄일 수 있다. 이번 논문에서는 DFT 기반의 제일원리 내각 준위 분광법(ab initio core-level spectroscopy method)을 통해 Mg 규산염 및 (수)산화광물에 대한 Mg K-edge 흡수 스펙트럼을 계산하여 Mg의 배위 결합 환경을 나타내는 구조 인자와의 상관관계를 분석하였다. 계산 결과, DFT 계산으로 얻은 Mg 규산염 및 (수)산화물의 이론 Mg K-edge 흡수 스펙트럼은 기존 XAS 실험으로 얻어진 스펙트럼의 주요 형태를 상당 부분 재현해낼 수 있었다. 계산으로 얻은 광물의 제일원리 Mg K-edge 흡수 스펙트럼의 흡수-끝(absorption edge)과 평균 Mg-O 결합거리 및 Mg 유효배위수를 비교 분석한 결과, 약한 양의 상관관계를 보여주었다. 이번 연구 결과는 DFT 계산이 다양한 광물 내 Mg의 화학종에 대한 표준 스펙트럼 세트를 제공할 수 있는 강력한 도구임을 보여주며, 추후 탄산염 광물에 함유된 정확한 Mg의 화학종을 동정하는데 DFT 계산이 큰 역할을 할 수 있음을 제시한다.