• 자원환경지질
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• 제21권1호
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• pp.29-44
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• 1988

석류석과 사방휘석의 평형관계를 20-45kb, $975-1400^{\circ}C$, FMAS시스템에서 상호역반응 실험을 통해서 연구하였으며 반응 촉매제로써 사용한 PbO와 0.55 $PbF_2$의 혼합물은 매우 효과적이었다. Fe-Mg의 교환반응은 이 실험온도, 압력범위 내에서는 조성성분의 영향을 받지 않는다. 실험결과와 석류석의 혼합 모델을 사용한 석류석-사방휘석의 지질온도계는 다음과 같다. $$T^{\circ}C=(1971+11.91P(Kb)+1510(X_{Ca}+X_{Mn})^{Gt}/(lnK_D+0.96)-273$$.

• 자원환경지질
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• 제29권1호
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• pp.25-33
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• 1996

Stable isotopic ratios of the carbonate rocks and chemical compositions of the matrix of pebble bearing phyllitic rocks known as the Hwanggangri Formation, which are in hot debate on their origin such as tillite, debris flow and turbidite, were determined to interpret their depositional environment. Argillaceous matrix of the pebble bearing phyllitic rocks has a high content of CaO (av. 19.5%) and MgO (av. 8.3%), corresponding to calcareous sandy shale. No difference of chemical compositions including trace elements and REE is in the matrices between the Hwanggangri and the Kunjasan Formations. Carbonate rocks from the Okchon zone and outside of the zone range $-2.5{\sim}+6.1$‰ in ${\delta}^{13}C$ and $+5.8{\sim}+25.9$‰ in ${\delta}^{18}O$, indicating normal marine limestone. However, unusally $^{13}C$ enriched carbonate rocks might be deposited in the highly evaporated sedimentary basin. A wide variation of ${\delta}^{18}O$ values is responsible for metamorphism with a $^{18}O$ depleted meteoric water. Isotopic equilibrium temperatures by graphite-calcite geothermometer show a higher metamorphic temperature ($547{\sim}589^{\circ}C$) in the Okchon zone than those ($265{\sim}292^{\circ}C$) in the Samtaesan Formation of the Chosun group. Rhythmic alternation of relatively thin shale with thin limestone in the Kounri Formation is not cherty layer but thin limesilicate bed by metasomatic replacement. Judging from the isotopic and chemical compositions of the carbonate rocks and calcareous matrix of the pebble bearing phyllitic rocks, the Hwangganari Formation was deposited in the shallow marine environment favorable to debris flow.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.303-306
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• 2006

Using a variety of chemical geothermometers we estimate the temperature of a deep geothermal reservoir in relation to thermal groundwater in the Bugok area, southern Korea, in order to assess the potential use of geothermal energy in South Korea. Thermal water at Bugok has been exploited down to about 400 m below the land surface and shows the highest outflow temperatures (up to $78{\circ}C$) in South Korea. Based on the hydrochemical data and occurrence, groundwater in Bugok can be classified into three groups: $Na-SO_4$ type thermal groundwater (CTGW) occurring in the central part (about 0.24 $km^2$) $Ca-HCO_3$ type cold groundwater (SCGW) occurring in shallow peripheral parts of CTGW; and the intermediate type groundwater (STGW). CTGW waters are typical of thermal water in the area, because they have the highest outflow temperatures and contain very high concentrations of Na, K and $SiO_2$ due to the sufficient reaction with silicate minerals in deep reservoir. Their enriched $SO_4$ was likely formed by gypsum dissolution. The major ion composition of CTGW shows the general approach to a partial equilibrium state with rocks at depth. The application of various alkali ion geothermometers yields temperature estimates in the range of 88 to $198{\circ}C$ for the thermal reservoir. Multiple mineral equilibrium calculation indicates asimilar but narrower temperature range between about 100 and $155{\circ}C$. These temperature estimates are not significantly higher than the measured outflow temperatures for CTGW Considering the heat loss during the ascent- of thermal waters, this fact may suggest that a thermal reservoir in the study area is likely located at relatively shallow depths (possibly close to the depth of preexisting wells). Therefore, we suggest a high potential for geothermal energy development around the Bugok area in southern Korea.

• 한국광물학회지
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• 제21권4호
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• pp.373-382
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• 2008

제주도 동북사면에서 발견된 선흘리 스피넬 페리도타이트 맨틀포획 암의 지화학적 특성은 처음보고 되는 것으로 제 4기 제주도 동북사면 하부에 위치한 상부맨틀의 화학 조성, 평형 온도, 마그마 정체 시간에 관한 일련의 정보를 제공하여 준다. 감람석($Fo_{89-90}$)을 포함한 스피넬 페리도타이트 내 구성광물들의 화학 조성은 일정하며 광물 중심부와 연변부의 화학 조성 차이 또한 크지 않다. 사방휘석-단사휘석 지온계를 이용하여 얻은 평형 온도 범위(약 $951{\sim}1035^{\circ}C$)는 기존 제주도 다른 지역에서 산출되는 맨틀포획암에서 얻어진 온도 범위와 유사하다. 스피넬 페리도타이트가 모마그마에 포획되어 정체된 시간은 확산방정식과 감람석 내 칼슘 농도 변화를 이용하여 계산하여 본 결과 약 42일이다.

• 자원환경지질
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• 제19권3호
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• pp.199-218
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• 1986

울산(蔚山)의 철 중석 스카른광상에서 산출되는 유비철석(硫砒鐵石)은 그의 산출상태(産出狀態) 광물공생관계(鑛物共生關係) 화학조성(化學組成)을 근거로 세 가지 유형으로 구분된다. 유비철석(硫砒鐵石) I 은 다금속광화작용(多金屬鑛化作用) 초기에 정출된 것으로 주로 스카른대 내에서 산점상으로 분포하며, Ni-Fe-Co계 유화물과 밀접한 공생관계를 보여준다. 유비철석(硫砒鐵石) I 의 화학조성은 Ni, Co의 함량이 현저하게 높고 As/S(원자비(原子比))>1으로 과잉(過剩)의 비소를 함유한다. 유비철석(硫砒鐵石) II는 Cu 또는 As 광석중에서 산출되며, 비독사석 휘창연석 비스무스 황동석 섬아연석과 밀접한 공생관계를 보여준다. 유비철석(硫砒鐵石) II의 화학조성은 Ni, Co의 함량이 극히 미량이며, As/S>1으로 과잉(過剩)의 비소를 함유한다. 유비철석(硫砒鐵石) III은 최후기 열수광맥 형성시기에 정출되었으며, 황철석 방연석 섬아연석 자류철석과 밀접한 공생관계(共生關係)를 보여준다. 유비철석(硫砒鐵石) III의 화학조성(化學組成)은 $$As/S1{\leq_-}1$$로 과잉(過剩)의 S를 함유한다. 유비철석(硫砒鐵石) I 은 Ni, Co의 함유량이 1%이상이므로 지질온도계(地質溫度計)로 사용할 수 없지만, 유비철석(硫砒鐵石) II 는 비스무스-휘창연석의 공생관계(共生關係)를 보여 주고 있으므로, 이를 Kretschmar and Scott (1976)에 의한 $1/T-f(S_2)$도에 적용시켜보면 유비철석(硫砒鐵石) II의 정출환경은 $T=460{\sim}470^{\circ}C$, log $f(S_2)=-7.4{\sim}7.0$이고, 유비철석(硫砒鐵石) III의 정출환경은 $T=320{\sim}440^{\circ}C$, log $f(S_2)=-9.0{\sim}7.0$으로 추정된다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제16권2호
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• pp.83-109
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• 1983

팔공산(八公山) 화강암(花崗岩)은 칼크-알카라인 Subsolvus 몬조 화강암(花崗岩)에 속(屬)하고 중립질(中粒質)이며, 석영(石英), 장석(長石), 흑운모(黑雲母) 및 각섬석으로 구성(構成)되어 있다. 화강암체(花崗岩體)의 광물입자(鑛物粒子)는 주변부에서 중심부(中心部)로 갈수록 대체로 커지며 주구성원소(主構成元素) 및 미량원소(微量元素)들도 대상분포(帶狀分布)를 보여주며 본화강암(本花崗岩)은 분별결정작용(分別結晶作用)에 의(依)하여 형성(形成)되었다. 팔공산(八公山) 화강암(花崗岩)의 (Ce/Yb)N는 5..78-9.50이며 LREE가 부화(富化)되어 있다. 전체적(全體的)인 희토류원소분포(元素分布)는 Eu negative 이상치(異常値)를 보여주며 $Eu/Eu^*$는 암체(岩體)의 주변부 (0.75)에서 중심부(中心部)(0.24)로 갈수록 그 변화(變化)의 폭(幅) 커지고 이는 주(主)로 장석분결(長石分結)의 영향에 의(依)한 것이다. 본(本) 화강암체(花崗岩體)는 정장석, 사장석 및 흑운모의 결과(結果)에서도 화학성분상(化學成分上) 대상분포(帶狀分布)를 보여 주며, 본암체내(本岩體內) two-feldspar의 지질온도계산결과(地質溫度計算結果)는 주변부에서는 약(約) $700^{\circ}C$ (4 Kbar) 중심부(中心部)에서 $500^{\circ}C$(2 Kbar)각각(各各) 평형안정(平衡安定) 된것으로 나타났다. 본(本) 팔공산(八公山) 화강암(花崗岩)은 광물조성(鑛物組成) 및 화학성분(化學成分)(높은양(量)의 HFS 원소 및 낮은양(量) LIL 원소)이 "I-type"에 속(屬)하는 것으로 사료(思料)된다.

• 자원환경지질
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• 제42권3호
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• pp.247-259
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• 2009

영남육괴의 북동부에 분포하는 변성퇴적암류의 전암 붕소를 분석했다. 연구지역의 변성퇴적암류는 광물 조합에 따라 규선석대와 석류석대로 나누어지며, Ti-흑운모 지온계를 이용한 4-6 kbar 사이의 변성온도는 각각 553-687$^{\circ}C$와 582-722$^{\circ}C$이다. 붕소의 전함량은 흑연이 다량 포함된 석류석대의 한개 시료(89.95 ppm B)를 제외하고 규선석대(9.60- 189.18 ppm B)에서 석류석대(2.63-15.97 ppm B)로 높은 온도를 지시하는 지역에서 상대적으로 적은 함량을 갖는다. 붕소와 양의 상관관계를 이루는 $Al_2O_3$, MgO, $Fe_2O_3$, $Fe_2O_3$, $K_2O$, Li, Ba, Sc, Co, Cr, Rb, Cs는 전기석을 구성하는 주원소로 전기석의 비율이 증가할수록 붕소의 함량이 증가한다는 것을 부분적으로 지시한다. 광물의 모드비와 붕소의 전함량 비교는 붕소를 조절하는 주된 광물이 전기석 및 흑연임을 지시한다. 흑운모 화강편마암의 전암 붕소 함량(2.62-12.2 ppm B)은 전반적으로 변성퇴적암보다 붕소함량이 낮거나 비슷하며 변성 압력-온도 조건과는 관련성이 없다.

• 암석학회지
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• 제3권3호
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• pp.185-195
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• 1994

순수하게 제조한 합성광물을 시작 물질로 하여 석류석과 녹염석간의 철.알루미늄 교환반응에 대한 고온.고압 실험 결과, 분배계수 $K_D$와 온도 및 압력과의 상관관계가 밝혀졌다. 이는 석류석과 녹염석의 공존관계가 지질 온도계로서 역할을 할 수 있다는 것을 뒷받침해 주는 주요한 의미를 갖게 되는 것이다. 지금까지 녹염석이 관여 되어 있는 화학 반응의 실험적 연구는 녹염석 고용체의 순수한 단성분이나 그 고용체의 합성이 불가능하였고 자연산 녹염석을 사용하였거나, 다른 여러 광물상에 부수적으로 생성된 합성 녹염석을 단편적으로 사용하였기 때문에 석류석.녹염석 지질온도계가 수립될 수 없었다. 2Kb, 4Kb, 10Kb에서 석류석.녹염석간의 철.알루미늄 분배계수($K_D$)와 온도와의 관계를 각각 도식화 하였으며 온도는 압력에 비하여 $K_D$값에 매우 큰 영향을 미친다. 즉 온도가 증가함에 따라 $Fe^{+3}$는 석류석에서 이동하여 녹염석으로 재 배치되며, 반대로 $Al^{+3}$는 녹염석에서 나와 석류석으로 들어간다. 이는 온도가 증가함으로써 금속원소인 알루미늄이 전기적으로 양성이 되어 수화광물이며 단사정계에 속한 녹염석에서 일출되어 무수광물이며 등축정계에 속하는 석류석으로 재 배치되는 것이다. 압력은 온도에 비하여 석류석.녹염석 지질온도계에 심대한 영향을 주지는 못 한다. 그러나 $500^{\circ}C$에서 압력이 증가함에 따라 $K_D$의 값이 약간 감소하는 경향을 보여 준다. 이는 압력의 증가가 미미하지만, 온도 증가의 경우와는 반대로, $Fe^{+3}$이 녹염석에서 일출되어 석류석으로 재 배치 된다는 것을 의미한다.

• 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.