• 한국광물학회지
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• 제15권4호
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• pp.259-272
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• 2002

이 연구는 제 3기층 퇴적분지 내에 분포하고, 유사한 지질환경에서 형성된 일본의 2개 광상 (Tsukinuno 및 Tomioka)과 국내 5개 광상(두산, 나아, 옥산, 동양 및 연일16호)에서 산출하는 7개 벤토나이트를 대상으로 광물학적 특성 및 물리화학적 특성을 비교하여 벤토나이트의 물성을 주 지배하는 요인에 대한 분석을 시도하였다. 연구 대상 시료들 중 츄키누노(Tsukinuno) 광석은 천연산 Na-형 벤토나이트이며 나머지는 모두 Ca-형 벤토나이트이다. 벤토나이트의 물성을 지배하는 가장 중요한 요인은 몬모릴로나이트 함량비이지만 모든 물성이 몬모릴로나이트 함량비만으로는 설명되지 않는다. 이는 여러 가지 요인들이 복합적으로 벤토나이트의 물성을 지배하기 때문이다. 점토광물류의 경우는 입도 분포가 물성을 지배하는 주요한 요인으로 알려져 있다. 입도 분포와 같은 물리적 요인을 동일시한다면 광물학적 요인이 우세하게 영향을 미친다. 벤토나이트의 주성분광물인 몬모릴로나이트의 함량비와 층 전하에 따라 몇 가지 물성은 지배된다. 특히 층 전하값은 몬모릴로나이트의 양이온 교환능과 메틸렌블루 흡착량을 크게 지배한다. 부성분광물로 산출하는 불석과 황철석의 함량비가 물성을 크게 지배하며, 불석이 우세하게 산출하는 광석은 강한 알카리성을 띠며 양이온 교환능을 상승시키나 팽윤도, 점도, 강도 등의 다른 물성을 저하시킨다. 황철석이 함유된 시료 는 생형 압축 강도와 습태 인장 강도 값을 극히 저하시킨다. 층간 교환성 양이온 종에 따라 물성이 크게 달라지며, Na-형 벤토나이트는 Ca-형 벤토나이트보다 극히 향상된 팽윤도 및 점도를 보이며 보다 강한 알카리성을 띤다. 또한 몬모릴로나이트 결정크기와 형태가 물성을 지배하는 요인이 되며, 결정도가 우수하여 결정크기가 크고 얇은 엽편으로 구성된 광석에서 비 표면적, 양이온 교환능, 점도, 팽윤도, 메틸렌블루 흡착량, 생형 압축 강도 및 습태 인장 강도를 향상시킨다. 국내산 두산 벤토나이트가 가장 우수한 물성을 보이는 주 요인은 높은 몬모릴로나이트 함량비와 우수한 결정도에 기인된 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.289-301
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• 1997

보국 코발트 광산은 백악기 경상분지내에 위치하며, 셰일로 구성된 건천리층을 천부 관입한 암주상의 미문상 화강암내에 국한하여 배태된다. 광상은 열극 충진형 석영${\pm}$액티놀라이트${\pm}$탄산염 광물맥으로 이루어지며, 광석광물로는 함코발트광물 (비독사석, 휘코발트석, 글로코도트), 함코발트 유비철석과 소량의 황화광물 (자류철석, 황동석, 황철석, 섬아연석) 및 미량의 산화광물 (자철석, 적철석)이 산출된다. Rb-Sr 절대연령 측정 결과, 화강암의 관입 및 이와 관련된 광화작용은 후기 백악기 (85.98 Ma)에 이루어진 것으로 판단된다. 산출광물종은 다소 복잡한 양상을 보이며, 시간에 따라 다음과 같이 변화한다: 액티놀라이트, 탄산염광물 및 석영에 수반되는 함코발트 광물의 정출 (광화시기 I, II)${\rightarrow}$석영에 수반되는 황화광물, 금 및 산화광물의 정출 (광화시기 III)${\rightarrow}$탄산염광물의 정출(광화시기 IV, V). 고온성 광물 (함코발트 광물, 휘수연석, 액티놀라이트)과 더불어 저온성 광물 (황화광물, 금, 탄산염광물)이 산출되는 점으로 보아 열수광화작용은 xenothermal 환경에서 형성되었다. 화강암은 특징적으로 높은 코발트 함유량 (평균 50.90 ppm)을 나타내며, 이는 코발트가 냉각하는 화강암 암주에서 기원하였음을 지시한다. 반면, 건천리층 셰일의 높은 동 및 아연 함유량은 이들 원소가 주로 셰일로부터 유래되었음을 지시한다. 열수용액의 온도 감소와 더불어 산소분압이 감소 (광화 I, II기의 코발트광물 형성, $T=560^{\circ}C-390^{\circ}C$, log $fO_2=$ > -32.7 to -30.7 atm at $350^{\circ}C$; 광화 III기의 황화광물 형성, $T=380^{\circ}-345^{\circ}C$, log $fO_2={\geq}-30.7$ atm at $350^{\circ}C$함은 열수계가 시간이 지남에 따라 초기 마그마성 계로부터 천수로 지배되는 열수계로 전이되었음을 나타낸다. 광화 II기의 유황 동위원소 값은 초기 함코발트 열수 용액이 화성기원 ($${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}{\sim_=}3-5$$‰)으로부터 기원하였음을 증거한다. 열수용액의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ 값은 광화 II기의 코발트 형성기 (3-5‰)로부터 황화광물 형성 시기인 광화 IV기 (최대 약 20‰)까지 크게 증가하였다. 이는 후기로 갈수록 천수가 우세한 열수계로 진화하면서 주위의 퇴적암을 순환하는 과정에 동위원소적으로 무거운 유황 (퇴적기원의 황산염)과 천금속 (Cu, Zn 등) 및 금을 용해, 농집시켰음을 시사한다. 후기에 천수의 유입이 없었더라면, 보국 광상은 단순히 액티놀라이트 + 석영 + 함코발트 광물로 구성된 광맥으로만 형성되었을 것이다. 또한, 마그마 기원의 열수계가 형성된 이후에 천수 순환계가 형성됨으로 인하여 고온 광물과 저온 광물이 함께 산출되는 xenothermal 한 광상의 특성을 나타내게 되었다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제4권1호
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• pp.91-102
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• 1994

우리나라에서 다른 광물자원보다 매장량이 비교적 풍부하고 에너지원으로서 총에너지소비량에서 중요한 몫을 차지해 온 석탄의 희소성을 측정하기 위하여 시장가격을 사용할 경우 그 결과는 실질고갈상태를 왜곡시킬 수 있다. 왜냐하면 정부가 석탄가격을 관리하며 생산원가보다 낮은 부분에 대해서는 보조금이나 장려금을 지급해 왔기 때문이다. 그러므로 본 연구는 쌍대성이론(duality theory)을 토대로 한 할버슨-스미스(Halvorsen-Smith, 1984) 모형을 이용하여 매장되어 있는 광물자원의 암묵가격(shadow price)을 실증적으로 추정함으로써 우리나라 석탄자원의 희소성을 측정하였다. 최종생산물의 가격으로 측정된 희소성지표에 의하면 우리나라의 석탄자원은 매우 완만하게 고갈되어 가고 있는 반면에 광석의 암묵가격으로 본 회소성지표에 의하면 그보다 더 빠른 속도로 고갈되어 가고 있음을 알 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.196-197
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• 2009

지하에 전류를 흘려보내 분극현상을 유도하고, 이 유도분극 현상을 측정하는IP탐사는 금속 광물 탐사에서 널리 이용되고 있다. 특히 광대역주파수를 이용하는SIP탐사는 IP탐사에서 측정하는 전기비저항과 더불어 위상정보까지 제공해 줄 수 있어 금속광물의 종류를 구분하는 등 보다 효과적인 탐사 방법으로 제시되고 있다. 이 연구는 최근 원자재가 급등에 따른 국내 외 광산개발에 필요한 자원탐사 기술 개발의 일환으로 광석 중에 포함되어 있는 금속광물의 SIP 효과에 대한 기초적 연구를 수행한 것이다. 암석의 SIP를 측정 시스템은 GDP-32 system과 Lab transmitter(Zonge)를 사용하여 구성하였으며, 주파수에 따른 IP 효과를 측정하기 위하여 KCl 0.01 mol 용액으로 포화시킨 Glass beads에 황철석 분말의 중량비를 증가 시키면서 SIP를 측정하였다. 실험에 사용된 Glass beads의 직경은 $0.75{\sim}1.0\;mm$의 범위이고, 황철석은 원광석을 분쇄하여 $20{\sim}25$ mesh를 통과한 분말을 사용하였다. 실험방법은 아크릴 수지로 만든 육면체 시료홀더를 사용하여 처음에는 KCl 0.01 mol 용액으로 포화시킨 Glass beads의 SIP를 측정하고, 그 다음에 Glass beads 내에 황철석 분말을 중량비로 $1{\sim}10%$까지 증가 시키면서 SIP를 측정하였다. 이 때 사용한 주파수 대역은 $0.016{\sim}1024\;Hz$ 이며, 측정결과로부터 전기비저항과 Phase를 산출하여 도시하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권3호
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• pp.74-83
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• 2012

희토류 금속의 제련은 광석에서부터 파분쇄, 선별과정을 거쳐 정광을 만들고, 정광 중의 희토류 성분을 추출하고 성분별로 분리하는 분리정제공정을 거쳐 희토류산화물이나 염화물과 같은 희토류화합물을 제조한 다음 희토류화합물에서 금속을 추출해내는 환원과정을 거친다. 본 고에서는 대표적 희토류 광물로서 불탄산염계광물인 바스트나사이트(bastnasite, ((RE)($CO_3$)F)와 인산염계 광물인 모나자이트(monazite,(RE)($PO_4SiO_4$))의 분해 침출과 분리정제 방법에 대해서 간략히 기술하고, 분리공정의 산물인 희토류화합물에서부터 범용 희토류금속 제조법으로 사용되고 있는 금속열환원법과 용융염전해법에 대하여 개략적인 내용을 소개하였다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.207-222
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• 2014

폐-광석으로부터 금속구리분말을 회수하기 위하여 더미 미생물용출, Fe 제거와 전기분해실험을 수행하였다. Cu가 0.034% 함유된 폐-광석시료에 대하여 더미 용출실험을 수행한 결과, Cu 용출률은 박테리아 용출-용액에서 61%, 황산 용출-용액에서 62%로 나타났다. Fe를 효과적으로 제거하기 위하여 더미 용출-용액에 NaOH, $H_2O_2$ 및 $Ca(OH)_2$를 각각 적용한 결과 $H_2O_2$가 가장 효과적인 Fe 제거제로 선정되었다. 전해질 용액을 준비하기 위하여 $H_2O_2$를 더미 용출-용액에 처리한 결과 박테리아 용출-용액에서 Fe가 99%, 황산 용출-용액에서 60%로 제거된 반면에 Cu 제거율은 각각 5%와 7%로 나타났다. 이 용액에 대하여 전기분해 실험을 수행한 결과 Cu 회수율이 박테리아 용출-용액에서 98%, 황산 용출-용액에서 76%로 나타났다. 모수석 형태의 금속구리분말이 양쪽 용출-용액에서 회수되었다.

• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.195-204
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• 2011

용출구조를 보이는 티탄철석-적철석 광석시료에 대한 구조분석을 리트벨트법을 이용하여 시행하였다. 구조유사체인 두 광물의 분석결과, 기본구조인 팔면체의 형태는 티탄철석의 Ti를 중심으로 한 팔면체(M2)가 정팔면체에 가장 가까운 형태를 보여주며, 다음은 티탄철석의 Fe를 중심으로 한 팔면체(M1)이다. 적철석 팔면체의 경우 M1과 M2 중간정도이다. 고압실험은 두 광물의 회절선이 중첩되는 5.8 GPa까지 시행하였다. 이 압력구간에서 티탄철석은 정상적인 압축성을 보이나, 적철석의 압축은 미미하게 발생하는 비정상적인 거동을 보인다. 이러한 이상거동은 두 광물의 압축성 차이에 의한 차등대응에 의한 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제36권2호
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• pp.75-87
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• 2003

함안-군북 광화대는 한반도 남동부의 백악기 경상분지내에 위치해있다. 자철석, 회중석, 휘수연석, 황동석의 주광석 광물과 천금속 및 소량의 황염광물이 백악기 퇴적암, 화산암, 화강섬록암(118${\pm}$3.0 Ma)내에 발달된 열극을 충진한 전기석, 석영 및 탄산염맥내에서 산출된다. 광석 및 맥석광물들은 세 개의 광화시기로 구분될 수 있다: 광화 1기, 전기석+석영+철-동광석: 광화 2기, 석영+황화광물+황염광물+탄산염광물; 광화 3기, barren한 방해석. 광화 1기 및 2기의 초기 유체는 고염농도(35~70 equiv. wt.% NaCl+KCl)이며, 기상이 풍부하고 약 300$^{\circ}$~50$0^{\circ}C$의 온도에서 균질 되었다. 비록 황화물 광물이 상기유체에 의해 생성된 초기광물조합과 연관성이 없을지라도, 고염농도의 유체는 상당량의 나트륨, 칼륨, 철, 동, 황을 함유하는 염화물복합체 염수로 사료된다. 후기 용액은 새롭게 생성된 열극 및 맥을 따라 순환되었으며, 낮은 염농도($\leq$20 equiv. wt.% NaCl)이며 약200$^{\circ}$~40$0^{\circ}C$에서 균질화되었다. 할안-군북 열수계 유체의 산소-수소 동위원소조성은 광화초기에는 마그마성 열수의 특징을 보이다가 점차 광화후기로 가면서 순환수성 열수의 특징을 보여주고 있다. 함안-군복지역의 광체가 부존된 화강섬록암내에서 손환하고 있는 초기 열수성유체는 정출마그마에서 용리된후 고염농도의 액상을 함유한 유체와 $H_2O$-NaCl계의 기상으 함유한 유체로 불혼화되었다. 상기 마그마유체가 열극을 따라 이동하면서, 다른 황화광물과 황염광물의 침전없이 전기석 및 초기 철, 텅스텐, 몰리브데늄, 동 광화작용을 유발시켰다. 순환수기원의 후기광화용액은 동과 천금속 황화물, 황염광화작용을 촉발시켰다.

• 자원환경지질
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• 제15권3호
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• pp.155-166
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• 1982

신예미광상(新禮美鑛床)은 태백산광화대서부(太白山鑛化帶西部)에 위치하여 Cambro-Ordovician 기(紀)의 막동석회암(莫洞石灰岩)과 신예미화강섬록암(新禮美花崗閃綠岩)(60m. y.)의 접촉부에 발달하는 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이다. 광석광물(鑛石鑛物)은 섬아연석(閃亞鉛石), 방연석(方鉛石), 황동석(黃銅石), 휘수연석(輝水鉛石), 자철석(磁鐵石)이며 자류철석, 황철석, 유비철석, 백철석, 회중석도 소량 수반된다. 스카른광물(鑛物)은 석류석(石榴石), 휘석동위원소성분(輝石同位元素成分)로 되어 있고 소량의 녹렴석(綠簾石), tremolite, phlogopite도 포함된다. 광상(鑛床)은 산출상태(産出狀態), 광물(鑛物)의 성분(成分), 유황동위원소성분(硫黃同位元素成分)에 의해 서부층상(西部層狀)스카른광체(鑛體)와 동부(東部) pipe 및 복상광체(服狀鑛體)로 나누어진다. 71개(個)의 유화광물(硫化鑛物)의 유황동위원소치(硫黃同位元素値)(${\delta}^{34}S$)는 -10.1~+5.0‰이며 서부층상광체(西部層狀鑛體)(조기광화(早期鑛化))의 유화광물(硫化鑛物)의 ${\delta}^{34}S$는 -10.1~+2.5‰, 서부(西部) pipe 상(狀) 및 맥상광체(脈狀鑛體)(후기광화(後期鑛化))의 것은 +2.7~5.0‰이다. 이같은 동서부(東西部)의 차이(差異)는 ${\delta}^{34}S$ 값이 광물의 종류(種類)에 관계(關係)없이 광화작용(鑛化作用)의 시기(時期)와 산출상태(産出狀態) 및 광화용액(鑛化溶液)의 침전환경등의 차에 의한 것으로 해석된다. 또 이 ${\delta}^{34}S$ 범위는 국내의 화성기원(火成起源)의 유화광상산(硫化鑛床産) 200여개 유화광물(硫化鑛物)의 ${\delta}^{34}$ 범위 +2~+7.0‰과 거의 같은 범위에 들어간다. 섬아연석(閃亞鉛石)-방연석동위원소지질온도계(方鉛石同位元素地質溫度計)에 의하면 동부(東部)의 신광체(新鑛體) B의 생성온도는 $400{\sim}540^{\circ}C$이며 이는 스카른광물의 광물조합에서 얻은 결과와도 비교적 잘 일치한다. 여러 자료(資料)에서 검토 해본 결과 신예미광상(新禮美鑛床)은 전형적인 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이며 열수광액(熱水鑛液)의 기원(起源)은 신예미화강섬록암(新禮美花崗閃綠岩)에 연관되어 있는 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.1-19
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• 2004

국내 금속광상의 성인적 유형은 주로 열수충진형 광상, 스카른형 광상, 열수교대형 광상 및 변성퇴적형 광상으로 배태되고 이외에 일부는 정마그마형 광상, 반암형 광상, 알라스카이트형 광상 등으로 부존되고 있다. 이러한 폐광산으로부터 발생되는 수질 및 토양의 환경문제는 개발규모 및 수반금속, 주변암상과 관련된 부존특성과 함께 열수변질작용과 관련된 광물조합, 광석-맥석 광물의 조직, 유형 및 양적관계, 풍화의 진행단계와 관련된 이차-삼차광물의 존재형태 등의 광물-지화학적 특성에 좌우되고 있다. 1970년대 초반부터 1990년대 후반에 걸쳐 광산개발이 종료된 국내금속광상은 폐광 이후의 경과기간에 따라 황화-황염광물과 같은 일차광물로부터 용해되어 수산화광물, 황산염광물, 탄산염광물로 변화하는 과정에서 산화-용출-침전-재용출-이동에 의한 다단계의 복잡한 지화학적 반응관계를 보이고 있다. 금속광상의 산성 배수 및 중금속오염은 다금속 광화작용과 관련된 비철금속 광상과 동시에 맥상광상 및 각력파이프형 광상과 백악기금광상에서 가장 높은 용출가능성을 보이는 반면, 스카른형 광상, 열수교대형 광상, 정마그마형 광상, 맥상 금-은광상, 맥상 동광상 및 변성퇴적형 광상에서 오염가능성은 매우 낮은 경향을 보이고 있다. 이와 같이 광상 유형과 관련된 지질부존 특성은 폐석 및 광미를 구성하는 황화광물 및 탄산염광물의 유형 및 양비와 밀접한 연관성을 갖고 있으며, 산성 배수에 함유된 금속원소종의 유형 및 용출량과 같은 지화학적 특성에 직접적으로 영향을 미치고 있다.