• 자원환경지질
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• 제33권1호
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• pp.1-18
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• 2000

Lens shaped and stratiform titanomagnetite orebodies in the Boreumdo iron mine are closely associated with amphibolite which intruded into Precambrian metasediments. Mineralogical and petrochemical analyses of amphilbolite and titanomagnetite ores were carried out in order to interpret the origin of amphilbolite and the genesis of titanomagnetite ore deposits. Amphibolites belong to orthoamphilbolite interms of Niggli value and mineralogy, and are characterized by the occurrence of relict olivine. The amphilbolites responsible for titanomagnetite mineralization have extremely high content of $TiO_2$, ranging from 2.12 to 4.59 wt.% with the average value of 3.43 wt.%. Amphibole minerals in amphibolites are consist mainly of calcic amphiboles such as hornblende, ferroan pargasitic hornblende and tremolite. Most plagioclases belong to andesine ($An_{30-50}$\ulcorner). The metamorphic temperature and geobarometric pressure which are calculated by the calcic amphibole-plagioclase geothermometer and calcic amphilbole geobarometer are estimated to be 537$^{\circ}C$~579$^{\circ}C$(avg. 555$^{\circ}C$) and 2.9~6.6 kbar (avg. 4.5 kbars), respectively. It shows a typical amphibolite facies. Based on the mineral chemistry and petrochemisty of amphibolites and iron ores which are composed mainly of titanomagnetite and ilmenite in the Boreumdo iron mine, the titaniferous oxide melts could be immiscibly separatd from the titaniferous ultrabasic magma. The genesis of the Boreumdo titanomagnetite ore deposits are analogous to the Soyeonpyeongdo and Yonchon iron ore deposits in terms of their mineralogy, mineral chemistry and geologic setting.

• 자원환경지질
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• 제27권4호
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• pp.345-361
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• 1994

Lens shaped titanomagnetite ore bodies in the Soyeonpyeong iron mine are embedded in amphibolites, which were intruded into Precambrian metasediments such as garnet-mica schist, marble, mica schist, and quartz schist. Mineral chemistry, K-Ar dating and hydrogen and oxygen stable isotopic analysis for the amphibolites and titanomagnetite ores were conducted to interpret petrogenesis of amphibolite and ore genesis of titanomagnetite iron ore deposits. Amphibolites of igneous origin have unusually high content of $TiO_2$, ranging from 0.94 to 6.39 wt.% with an average value of 4.05 wt.%. REE patterns of the different lithology of the amphibolite show the similar trend with an enrichment of LREE. Amphiboles of amphibolites are consist mainly of calcic amphiboles such as ferro-hornblende, tschermakite, ferroan pargasite, and ferroan pargasitic hornblende. K-Ar ages of hornblende from amphibolite and gneissic amphibolite were determined as $440.04{\pm}6.39Ma$ and $351.03{\pm}5.21Ma$, respectively. This indicates two metamorphic events of Paleozoic age in the Korean peninsula which are correlated with Altin orogeny in China. The titanomagnetite mineralization seems to have occurred before Cambrian age based on occurrence of orebodies and ages of host amphibolites. The Soyeonpyeong iron ores are composed mainly of titanomagnetite, ilmenite, and secondary minerals such as ilmenite and hercynite exsolved in titanomagnetite. The temperature and the oxygen fugacity estimated by the titanomagnetite-ilmenite geothermometer are $500{\sim}600^{\circ}C$ (ave. $550^{\circ}C$) and about $2{\pm}10^{-23}bar$, respectively. Hornblendes from ores and amphibolites which responsible for magnetite ore mineralization, have a relatively homogeneous isotopic composition ranging from +0.8 to +3.9 ‰ in ${\delta}^{18}O$ and from -87.8 to -113.3 ‰ in ${\delta}D$. The calculated oxygen and hydrogen isotopic compositions of the fluids which were in equilibrium with hornblende at $550^{\circ}C$, range from 2.8 to 5.9‰ in ${\delta}^{18}O_{H2O}$ and from -60.41 to -81.31 ‰ in ${\delta}D_{H2O}$. The ${\delta}^{18}O_{H2O}$ value of magnetite ore fluids are in between +6.4 to + 7.9 ‰. All of these values fall in the range of primary magmatic water. A slight oxygen shift means that $^{18}O$-depleted meteoric water be acted with basic fluids during immiscible processes between silicate and titaniferous oxide melt. Mineral chemistry, isotopic compositions, and occurences of amphibolites and orebodies, suggest that the titanomagnetite melt be separated immisciblely from the titaniferous basic magma.

• 자원환경지질
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• 제34권1호
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• pp.147-156
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• 2001

티탄자철석(titanomagnetite)은 해양지각을 이루는 현무암에 존재하는 중요한 자성광물로서 일반적으로 저온산화에 의해 양이온이 결핍된(cation-deficient) 티탄맥히마이트(titanomaghemite)로 변한다. 실험실에서 철성분 제거방식(removal of iron mechanism)을 통해 자연에서 일어나는 티탄자철석의 수성 저온산화(low-temperature aqueous oxidation)를 재현하였으며, 산화정도에 따라 티탄맥히마이트의 자기적 특성이 민감하게 변화하는 것을 관찰하였다. 본 실험 결과 산화정도에 따라 티탄자철석의 큐리온도(Tc)는 166$^{\circ}C$에서 40$0^{\circ}C$로 증가하였고, 상온에서의 포화자화 강도(Ms)는 126.30 kA/m(25.26 emu/g)에서 16.55 kA/m(3.31 emu/g)로 감소하였으며, 항자기력(Hc)은 6.13 kA/m(77 Oe)에서 38.83 kA/m (488 Oe)로 잔류항자기력(Hcr)은 23.24 kA/m(292 Oe)에서 47.03 kA/m(591 Oe)로 증가함을 관찰하였다. 또한 대자율($\chi$)은 $2023{\times}10^{-6}SI$에서 $84{\times}10^{-6}SI$로 감소함을 나타내었다. 이와 같은 결과를 근거로 현재에서 30 Ma까지의 해양지각의 자화 강도의 변화는 티탄자철석의 저온산화에 의한 결과로 해석하였으며 30~120 Ma에 이르는 해양지각의 자화 강도의 변화는 해양지각에 포함된 티탄자철석의 산화와 산화에 순반되는 광물전에 의한 결과로 추정하였으며 보다 구체적인 원인은 해양지각에서 채취한 시료에 대한 체계적인 연구를 통해서 밝혀질 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제27권2호
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• pp.117-130
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• 1994

Titanomagnetite ore bodies in the Yonchon iron mine are closely associated with alkali gabbroic rocks of middle Proterozoic age which intruded Precambrian metasedimentary rocks. The orebodies can be divided into massive ores in gabbroic rock, skarn ores in calcareous xenoliths and banded ores in gneissic gabbro. Gabbroic rocks from the Yonchon iron mine have unusually high content of $TiO_2$ with an average values of 3.46 wt%. Iron ores are ilmenite (42.25~51.56 wt% in $TiO_2$) and titanomagnetite (1.29~6.57 wt% in $TiO_2$) and the former is dominant Small amount of magnetite, hematite, sphene and sulfide minerals are included in the ores. Grandite garnet, titanoaugite and tschermakite are in iron skarn ores. Hornblendes from ores and gabbroic rocks have a relatively homogeneous isotopic composition with ${\delta}D$ between -110.0 and -133.9‰, and ${\delta}^{18}O$ of +4.5 to +6.5‰, and calculated to have formed in fluids with ${\delta}O_{H_2O}$ of + 6.7 to +8.7‰. and ${\delta}_{H_2O}$ of -87.9 to -111.8‰, which has a similar isotopic value of primary magmatic water. Based on intrusive age, occurrence, mineral chemistry and isotopic compositions of magnetite ores and gabroic rocks, it will be concluded that the gabbroic rocks are responsible for the titanomagnetite mineralization. The titaniferous magnetite melt was immiscibly separated from the high titaniferous gabbroic melts of Proterozoic age.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2010년도 학술대회 초록집
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• pp.43-45
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• 2010

열잔류자화획득은 통계학적 현상으로 해당 개별 광물의 열역학적 반응시간에 좌우되는데, 냉각이 짧은 시간에 완료되는 경우 반응시간이 상대적으로 줄어들게 된다. 따라서 긴 시간에 걸쳐 냉각이 발생하는 경우에 비해 상대적으로 약한 자화를 획득하게 된다는 이론이 제시되었다. 금번 연구에서는 자철석이나 티탄철석을 함유하는 해양지각 암석의 경우, 냉각률이 커지며 자화가 감소하는 경향을 보여준다. 실제 자연산의 해양지각 암석을 사용한 경우, 입자가 미세한 특수한 경우 자화 강도의 10% 정도가 냉각률에 좌우되는 것으로 판단된다. 그러나 평균적인 입도에서는 냉각률이 자화에 미치는 영향이 3%이내이다. 일부 입자 크기가 미세한 해양지각 시료의 경우 냉각률의 자화 기여도가 10%에 이르므로 자화 해석에 주의를 요한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권4호
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• pp.194-201
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• 2021

유도분극 효과는 지층 내 광물입자와 공극수 사이 계면에서의 전기화학적인 반응에 의해 발생하는 것으로 알려졌다. 광대역 유도분극 탐사는 다중 진동수의 교류전류를 지하로 송신할 때 측정되는 위상과 전기비저항 스펙트럼으로부터 지층 내 이상 구간을 파악하는 전기탐사 기술이다. 이 기술은 다양한 광물탐사에서 효과적으로 적용되고 있다. 경기도 포천시 관인면 고남산 일대에는 티탄철광석을 개발하는 광산이 운영되고 있다. 이 광석에는 0.4% 이상의 바나듐을 함유하고 있어서 함바나듐 티탄철광상으로 분류된다. 바나듐은 바나듐 레독스 흐름전지의 핵심원료이고, 이 전지는 대용량 에너지 저장시설에 적합한 것으로 알려졌다. 신규 잠두광체의 부존 여부를 파악하고, 잠재 자원량을 산정하기 위하여 체계적인 광물탐사가 이뤄졌다. 물리탐사에서 노두와 시추코어 시료를 이용한 실내 암석 물성 측정결과는 현장자료부터 신뢰할 수 있는 물성 모델을 생성하는데 도움이 된다. 따라서 이 연구는 함바나듐 티탄철광상의 광석과 주변암석사이의 유도분극 특성 차이를 이해하고, 이를 바탕으로 광대역 유도분극의 VTM 광상 탐사 적용성을 파악하고자 실내 광대역 유도분극 연구를 수행했다. 연구결과 갱도와 시추코어에서 확인한 광석의 위상과 전기비저항 스펙트럼 형상은 몬조섬록암과 석영 몬조섬록암으로 이루어진 주변모암의 스펙트럼 형상과 확연하게 달랐다. 암석의 유도분극 특성은 주로 100 Hz 이하의 진동수에서 반응 차이를 가지게 만든다. 이 진동수 영역에서 광석과 주변 암석의 평균 위상과 평균 전기비저항을 계산했다. 가장 낮은 진동수인 0.1 Hz 진동수에서 광석의 평균 위상은 -369 mrad, 주변 암석은 -39 mrad 이었다. 같은 진동수에서 광석의 평균 교류 전기비저항은 16 Ωm, 주변 암석은 2,623 Ωm이었다. 광석의 실내 광대역 유도분극 특성은 주변 암석과 상당한 차이가 나므로 광대역 유도분극 탐사가 함바나듐 티탄철광상 광물탐사에 효과적으로 적용할 수 있고, 이러한 특성은 현장 탐사 자료를 해석하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 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.

• Ocean and Polar Research
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• 제24권3호
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• pp.313-318
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• 2002

The basic magnetic properties are reported for Eocene andesite and granitic andesite collected from the King Sejong Station and Marsh Runway at King George Island, South Shetland Islands Antarctic Peninsula. Samples A (andesite), B (granitic andesite) and D (granitic andesite) carry stable component of natural remanent magnetization (NRM), but sample C (andesite) unstable URM. These NRM stabilities are consistent with the domain structures estimated by the ratios of $J_R/J_s\;and\;H_{RC}/H_C$ values. On the basis of their Curie temperature, we infer magnetite as the main magnetic carrier for samples A B and C and titanomagnetite for sample D. Our study reveals that samples A and B are suitable for paleomagnetic investigations, whereas sample D is not.

• 보존과학회지
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• 제34권1호
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• pp.39-50
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• 2018

본 연구에서는 전통 제련법을 토대로 사철을 이용해 괴련철 생산을 재현하고 슬래그 및 괴련철을 분석하여 재료학적 특성을 알아보았다. 원료는 고문헌을 토대로 경주사철과 포항사철을 이용했다. WD-XRF 및 XRD 결과 경주사철은 저티탄사철의 Magnetite이며 포항사철은 고티탄사철의 Magnetite와 Ilmenite가 혼합됨을 확인하였다. 슬래그의 XRD 및 미세조직 분석결과 경주사철 슬래그는 Fayalite와 $W{\ddot{u}stite$, 포항사철 슬래그는 Titanomagnetite와 Fayalite가 확인되어 사철의 Ti 함량에 따른 조직의 차이를 확인하였다. 괴련철의 미세조직의 분석결과 경주사철 괴련철은 표면에 공석강에 가까운 탄소함량을 보이는 Pearlite가 우세하며, 내부는 Ferrite와 Pearlite가 혼재된 아공석강이었다. 포항사철 괴련철은 순철에 가까운 Ferrite이었다. 괴련철의 철물화를 위해서는 내부 불순물 제거, 조직을 치밀하게 하는 정련 및 단접이 필요함을 확인하였다. 향후 다양한 조건의 전통 제철 실험을 통해 제철부산물의 성격을 규명하고 제철 유적의 특징을 알아보는데 중요한 데이터로 활용 가능할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제27권1호
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• pp.29-39
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• 1994

Gabbroic rocks in which titanomagnetite orebodies are embedded were emplaced in Precambrian metasedimentary rocks. Hornblende K-Ar ages for equigranula and gneissic gabbros were obtained to be $1021.8{\pm}14.5$ Ma and $1468.4{\pm}20.8$ Ma, respectively. Biotite-granite has an age of 116.4 Ma, which has corresponded to Daebo granite. Amphibole minerals of the gabbroic rock and the magnetite orebodies belong to calcic amphibole group such as ferroan pargasite, pargasite, and ferro-pargasite. The gabbroic rocks have unusually high content of $TiO_2$ ranging from 0.88 to 6.03 wt.% with an average value of 3.46 wt.% as compared to normal gabbroic rock with 1.32 wt.% in $TiO_2$. Incompatible elements such as Ba and Sr of the gabbros are negatively correlated with $SiO_2$. In contrast, Co and Cr have a positive correlation with $SiO_2$, suggesting a normal differentiation trend of gabbroic magma.