• 방사성폐기물학회지
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• 제6권4호
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• pp.307-327
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• 2008

경주 중 저준위처분장의 안전성평가에 필요한 기초자료를 제공하고, 지화학 모델링의 자료를 제공하기 위하여 처분부지의 암석, 광물에 대한 지구화학적 특성연구를 수행하였다. 이를 위하여 편광 현미경 관찰, X-선 회절분석, 주원소 및 미량원소 화학분석, 미세조직관찰을 위한 주사전자현미경(SEM) 분석, 안정동위원소분석이 수행되었다. 조사지역내에는 지역적으로 파쇄대가 발달하여 있으며 이 파쇄대를 따라 매우 다양한 변질양상을 관찰할 수 있다. 처분부지의 모암은 화강섬록암 및 섬록암으로서 지표지질조사시 이들의 관계는 점이적으로 변하는 데에 비해 화학적으로는 비교적 명확하게 구별되어 화강섬록암이 성록암에 비해 높은 $SiO_2$ 함량, 낮은 MgO, $Fe_2O_3$ 함량을 보여준다. 그러나 $SiO_2$의 증가에 따라 각 주원소들의 변화경향이 동일선상에 놓여 있어서 이들이 동일한 마그마 기원일 가능성을 지시한다. 처분부지내의 주원소들의 공간적 분포를 살펴보면, 섬록암 지역이 화강섬록암 지역에 비해 낮은 $SiO_2,\;Al_2O_3,\;Na_2O,\;K_2O$ 및 높은 CaO, $Fe_2O_3$ 분포를 보여주어 화강섬록암과 섬록암 지역의 차이가 명확하다. 이 중 CaO와 $Na_2O$의 분포 양상은 섬록암과 화강섬록암 지역 간의 차이가 더욱 분명하고 그 증감 경향이 거의 정확하게 상반되어 있어 주구성광물인 사장석의 조성변화가 처분부지 암석의 조성을 변화시키는 가장 큰 원인임을 알 수 있다. 시추코아에서 확인된 단열광물은 몬모릴로나이트, 제올라이트광물, 녹니석, 일라이트, 방해석, 황철석 등이다. 일반적으로 열수변질광물로 알려져 있는 황철석과 로먼타이트가 매우 광범위하게 분포하는 것으로 보아 조사지역 전반에 걸쳐 광범위한 광화작용 혹은 열수변질작용이 있었음을 지시한다. 단열대 내 황철석의 황 안정동위원소분석과 단열충전광물들의 산소 및 수소 안정동위원소 분석결과 역시 이들이 마그마 기원임을 지시한다. 따라서 처분부지 내 단열충전광물들은 단열대를 따르는 지하수와의 단순한 물-암석 반응 이외에 광범위한 마그마 기원의 열수작용에 의한 영향을 받은 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제35권4호
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• pp.299-316
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• 2002

삼광 금-은광상은 선캠브리아기 경기육괴의 호상 또는 화강편마암내에 발달된 단열대(NE,NW)을 따라 충진한 함금-은괴상석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 동일시기의 석영맥으로 구성되어있다. 광석조직과 광석광물의 공생관계를 기초로 하여, 이 광산의 괴상석영맥은 2기의 광화시기가 관찰되며 주 광화시기는 광화I시기이다. 모암변질은 견운모화작용, 녹니석화작용, 규화작용이 우세하며 황철석화작용, 탄산염화작용, 프로필라이트화작용 및 점토화작용이 관찰된다. 광석광물은 주로 유비철석(29.21-32.24 As atomic %), 황철석, 섬아연석(6.45-13.82 FeS mole %), 황동석, 방연석과 소량의 자류철석, 백철석, 에렉트럼(39.98-66.82 Au atomic %) 및 함은석이다. 유체포유물의 체계적 연구에 의하면, 물리-화학적 상태가 상반되는 2가지의 유체가 관찰된다 : 1). 광화I시기 조기 황화광물 정출과 관련된 $H_{2}O-CO_{2}-CH_{4}-NaCl$ 유체(온도 :215-345$^{\circ}C$, 압력 :1296-2022 bar, 염농도 0.8-6.3 wt. %), 2).광화I시기 말기 황화광물 및 에렉트림과 관련된 $H_2O$-NaCL$\pm$CO2유체(온도 :203-441$^{\circ}C$, 압력:330 bar 염농도 :5.7-8.8 wt. %). H$_{2}$O-NaCL$\pm$$CO_2$ 유체는 광화작용이 진행됨에 따라 유체압력의 감소에 의하여 $H_{2}O-CO_{2}-CH_{4}-NaCl$ 유체의 불혼화와 순환수의 혼합에 의하여 진화된 유체이다. 열수용액의 ${\delta}^{34} {S}_{fluid}$값이 1.8-4.9$\textperthousand$로서 황의 기원은 화성기원을 지시한다. 산소(${\delta}^{18}O_{H2O}$)와 수소(${\delta}$D)안정동위원소값이 각각 -5.g-10.9$\textperthousand$, -lO2~-87$\textperthousand$로서 삼광금-은광상의 광화유체는 마그마유체로부터 계속적인 고순환수의 혼입이 있었던 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제44권4호
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• pp.273-288
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• 2011

연구지역의 조구조 위치는 북부 천산지괴 남단의 이식쿨 미세지각 연변부 봉합선 북부에 위치한다. 지구조적으로는 카지흐 만곡조산대에 속한다. 암층은 알타이드 조산복합대 이전의 대륙지각이나 대륙호 및 화산호에 발달되는 고 지각 (Paleo- continent) 조각들과 지각 퇴적물의 부가복합체(Accretionary complex)등으로 구성되어 있다. 이들은 대부분 후기 원생대 및 고생대층으로 구성되어 있다. 중앙아시아 조산대의 마그마 활동은 고 생대 초부터 화강암류가 관입하기 시작하여 고기-테티스 해양(Paleo-Tethys ocean)의 소멸과 함께 시베리아 지괴 (Siberia- Kazakhstan 미세대륙)와 타림-북중국 지괴의 대륙 충돌기(期)인 후기 데본기에서 전기 석탄가까지의 기간 동안 가장 활발하게 진행되었다. 이 기간에 키르기즈스탄의 광화작용이 집중적으로 일어났는데 주로 조산운동과 관련된 금광화작용(Orogenic gold deposit)과 섭입작용과 관련된 반암 동광화작용 및 스카론 광화작용이다. 촌아슈에 분포하는 화강암류의 암석지화학 특징은 전술한 섭입작용과 관련된 도호(Island arc)나 화산호(Volcanic arc)의 화학적 특정을 갖는 영역에 해당한다. 이들은 대부분 과알루미나(per -aluminous) 내지 메타알루미나(metaluminous) 계열의 암체들로서 동시 혹은 후 충돌 마그마호에서 유래된 특정을 보이고 있다. 촌아슈 광구지역의 지질은 캠브리아기에서 오도뷔스기의 해양 분지에서 형성된 육성 화산퇴적물로 구성된 Sokolot suite, Ashuairyk suite 층과 석회석， 이질암 등으로 구성된 캠브리아기의 Turgenaksuu suite 및 오도뷔스기의 Tashtambektan suite로 형성되었다. Pangea 육괴와 Angarida 대륙 충돌 단계인 중기 고생대에는 내해(內海) 퇴적층인 석탄기의 투룩층군(Turuk Stratum)이 형성되었다. 사암과 이질암은 해양 도호(島弧)나 활동성 대륙 연변부 환경에서 퇴적된 층으로 분류된다. 이 지역의 동 광화대 모암이 되고 있는 관입암체로는 석영섬록암-몬조섬록암-섬록암과 토날라이트-화강섬록암 계열의 암석이 있다. 촌아슈 광구에는 주로 적철석으로 되어 있는 철산화대가 광범위하게 발달하고 있다. 이 철산화대는 타쉬탐백토르스크 섬록암 복합체와 상부 리피안기와 캠브리아기의 변성 및 퇴적암 층군의 NE와 NW의 공액구조나 산포상으로 분포한다. 동 광화작용은 철 광화작용 이후 섬록암의 카리 변질작용과 규화작용 및 탄산염화 작용을 수반하면서 전기 타쉬탐백토르스크 섬록암 복합체 및 상부 리피안기와 캠브리아기의 변성 및 퇴적암 층군에 망상 또는 산포상의 열수 세맥군으로 배태된다.

• 자원환경지질
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• 제26권4호
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• pp.433-444
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• 1993

전남(全南) 보성(寶城)지역 보덕(寶德) 광산의 에렉트럼 (은(銀)함량=32~73 atom. %)-황화광물 광화작용(鑛化作用)은 선캠브리아기(紀) 편마암(片麻岩)내의 단층(斷層) 열극을 충진한 석영맥(石英脈)으로 산출된다. 석영맥은 광물조성이 단순한 괴상(塊狀)이며, 구조(構造)적으로 2회에 걸쳐 형성되었다. 열수변질대(熱水變質帶) 견운모(絹雲母)에 대한 K-Ar 연령은 $155.9{\pm}2.3$ Ma로서 광화작용(鑛化作用)이 후기 쥬라기(紀)에 일어났음을 지시한다. 유체포유물(流體包有物) 연구에 의하면, 광화작용(鑛化作用)은 다양한 $CO_2$ 함량 ($X_{CO_2}=0.0{\sim}0.7$)과 저염도(低鹽度) (0.0~7.4 wt. % NaCl 상당농도(相當濃度))를 갖는 $H_2O-CO_2$계(系) 유체(流體)로부터 $200^{\circ}{\sim}370^{\circ}C$의 온도(溫度)범위에서 진행되었다. 광화유체(鑛化流體)의 불혼화(不混和) ($CO_2$비등(沸騰)) 증거는 광화용(鑛化用)시의 압력(壓力)이 약 1 kbar에 이르렀음을 지시한다. 금(金)-은(銀) 침전(沈澱)은 base-metal계(系) 황화광물(黃化鑛物) 보다는 후기, 약 $250^{\circ}C$ 근처에서 진행되었고, 유체(流體) 불혼화(不混和)에 따라 황화광물(黃化鑛物) 침전(沈澱) 및 $H_2S$ 일탈이 야기되면서 주로 냉각(冷却) 및 유황분압(硫黃分壓)의 감소에 기인하였다. 광화유체(鑛化流體)의 유황동위원소(硫黃同位元素) 조성 (${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}=1.7{\sim}3.3$‰)은 유황(硫黃)의 화성(火成)기원을 나타낸다. 한편, 광화유체(鑛化流體)의 산소(酸素)-수소(水素) 동위원소(同位元素) 조성 (${\delta}^{18}O_{water}=4.8{\sim}7.2$‰ ; ${\delta}D_{water}=-73{\sim}-76$‰)은, 보덕(寶德)광산의 심부(深部) 중온형(中溫型) 함금(含金) 광화유체(鑛化流體)는 동위원소적(同位元素的)으로 진화된 $H_2O-rich$ 순환천수(循環天水)와 심부(深部) magma 기원의 $H_2O-CO_2$ 유체(流體)와의 혼합물(混合物)로부터 기원했음을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.537-549
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• 2007

태백산 광화대 북부의 지질환경과 광화작용 양상을 살펴보면, 다양한 금속 광상의 형성이 시 공간적으로 반복되어 있다는 점에서 미국 네바다 지역의 칼린형 금광상 분포지역과 매우 유사하다. 영월지역에서는 두 곳의 뚜렷한 비소 이상대와 다수의 안티모니 이상대가 형성되지만, 금속광산의 분포와는 뚜렷한 상관성을 보이지 않았다. 반면, 정선 지역에는 영월지역과 달리 두 곳의 뚜렷한 비소 이상대가 금속광산(주로 금 은 광산)의 분포와 상당히 일치하며, 안티모니 이상대는 비소 이상대와 비교적 일치하고 있다. 연구지역 변질석회암의 금, 은, 비소, 안티모니, 구리, 납, 아연, 몰리브데늄 등은 칼린형 금광상과 유사한 이동도를 보이고, 정선지역에서 상대적으로 부화되어 있는 특징을 보인다. 금 은 및 칼린형 금 광화작용의 효과적인 지시원소인 비소와 안티모니는 특징적으로 부화된 양상을 보여주고 있으나, 천금속류인 납과 아연은 시료에 따라서 다소 불규칙한 양상을 보였다. 특히, 금 은을 비롯한 비소와 안티모니의 부화도의 분포양상은 네바다 지역, 중국, 인도네시아의 칼린형 금광상들과 상당히 유사하다. 따라서, 영월 및 정선 지역에서의 광화작용을 야기한 광화유체는 칼린형 금광상을 형성한 유체와 매우 흡사하였음을 시사해 준다. 그러나, 천금속 및 몰리브데늄의 부화도 양상은 네바다의 칼린형 금광상들과는 차이가 나는데, 이는 열수용액과 반응한 모암의 광물 및 화학성 차이에 기인하는 것으로 추정된다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.195-214
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• 2020

삼광 금-은 광상은 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형 금-은 광상이다. 이 광상에서 함 티타늄 광물로는 설석, 티탄철석 및 금홍석이며 설석과 티탄철석은 모암에서만 산출되나 금홍석은 모암과 엽리상 석영맥에서 산출된다. 이들 광물들은 모암에선 흑운모, 백운모, 녹니석, 백색운모, 모나자이트, 저어콘 및 인회석과 엽리상 석영맥에선 백색운모, 녹니석 및 유비철석 등과 함께 산출된다. 설석은 최대 3.94 wt.% (Al₂O₃), 0.49 wt.% (FeO), 0.52 wt.% (Nb₂O₅), 0.46 wt.% (Y₂O₃) 및 0.43 wt.% (V₂O₅) 값을 갖는다. 이 설석은 0.06~0.14 (Fe/Al 비) 값으로 변성기원의 설석이고 X_Al (=Al/Al+Fe³⁺+Ti) 값이 0.06~0.15 값으로 저 함량 알루미늄 설석에 해당된다. 티탄철석은 최대 0.07 wt.% (ZrO₂), 0.12 wt.% (HfO₂), 0.26 wt.% (Nb₂O₅), 0.04 wt.% (Sb₂O₅), 0.13 wt.% (Ta₂O₅), 2.62 wt.% (As₂O₅), 0.29 wt.% (V₂O₅), 0.12 wt.% (Al₂O₃), 1.59 wt.% (ZnO)로써 As₂O₅ 함량이 높게 산출된다. 금홍석의 화학조성은 모암과 엽리상 석영맥에서 각각 최대 0.35 wt.%, 0.65 wt.% (HfO₂), 2.52 wt.%, 0.19 wt.% (WO₃), 1.28 wt.%, 1.71 wt.% (Nb₂O₃), 0.03 wt.%, 0.07 wt.% (Sb₂O₃), 0.28 wt.%, 0.21 wt.% (As₂O₅), 0.68 wt.%, 0.70 wt.% (V₂O₃), 0.48 wt.%, 0.59 wt.% (Cr₂O₃), 0.70 wt.%, 1.90 wt.% (Al₂O₃), 4.76 wt.%, 3.17 wt.% (FeO)로써 엽리상 석영맥의 금홍석에서 HfO₂, Nb₂O₃, As₂O₅, Cr₂O₃, Al₂O₃ 및 FeO 원소들의 함량이 모암의 금홍석보다 높지만 WO₃ 원소의 함량은 낮다. 이 미량원소들은 모암의 금홍석[(Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) + Hf⁴⁺+(W⁵⁺, As⁵⁺, Nb⁵⁺) ⟵⟶; 2Ti⁴⁺+ V⁴⁺, 2Fe²⁺+(Al³⁺, Cr³⁺) + Hf⁴⁺+(W⁵⁺, As⁵⁺, Nb⁵⁺) ⟵⟶ 2Ti⁴⁺+2V⁴⁺], 엽리상 석영맥의 금홍석 [(Fe³⁺, Al³⁺) + As⁵⁺ ⟵⟶ Ti⁴⁺+ V⁴⁺, (Fe³⁺, Al³⁺) + As⁵⁺ ⟵⟶ Ti⁴⁺+Hf⁴⁺, 4(Fe³⁺, Al³⁺) ⟵⟶ Ti⁴⁺+(W⁵⁺, Nb⁵⁺) + Cr³⁺]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 모암내 산출되는 설석, 티탄철석 및 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 W⁵⁺, Nb⁵⁺, As⁵⁺, Hf⁴⁺, V⁴⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺ 등과 같은 양이온들의 재 용해 및 농집에 의해 형성되었다. 그후 계속된 연성전단 시 엽리상 석영맥내 금홍석은 열수 용액의 유입에 따른 백색운모와 녹니석의 모암변질작용에 의한 양이온들의 재 용해 및 재 농집과 더불어 초기에 형성된 설석, 티탄철석 및 금홍석과의 반응에 의해 기존에 이들 광물내에 존재하였던 Nb⁵⁺, As⁵⁺, Hf⁴⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺과 같은 양이온들의 재농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

• 광물과 암석
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• 제33권2호
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• pp.115-127
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• 2020

운산 금 광상은 한반도의 3대(대유동 광상, 광양 광상) 금 광상중의 하나이었다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암내에 발달된 단층대를 따라 충진한 함 금 석영맥 광상으로 조산형 금 광상에 해당된다. 이 광상의 석영맥은 광물조합에 따라 1)방연석-석영맥형, 2)자류철석-석영맥형, 3)황철석-석영맥형, 4)페크마틱 석영맥형, 5)백운모-석영맥형 및 6)단순석영맥형으로 분류된다. 연구된 석영맥은 황철석-석영맥형이며 견운모화작용, 녹니석화작용 및 규화작용이 관찰된다. 이 석영맥은 백색 석영, 백색 운모, 녹니석, 황철석, 금홍석, 방해석, 모나자이트, 저어콘 및 인회석 등이 산출된다. 금홍석은 엽리상 석영맥내 유색대에서 자형내지 중립질 입단으로 어두운 금홍석과 밝은 금홍석으로 산출된다. 금홍석의 화학조성은 89.69~98.71 wt.% (TiO₂), 0.25~7.04 wt.% (WO₃), 0.30~2.56 wt.% (FeO), 0.00~1.71 wt.% (Nb₂O₅), 0.17~0.35 wt.% (HfO₂), 0.00~0.30 wt.% (V₂O₃), 0.00~0.35 wt.% (Cr₂O₃) 및 0.04~0.25 wt.% (Al₂O₃)으로 밝은 금홍석이 어두운 금홍석보다 WO₃, Nb₂O₅ 및 FeO 원소들의 함량이 높게 산출되며 서로 다른 시기에 형성된 것으로 생각된다. 어두운 금홍석과 밝은 금홍석내 미량원소들은 어두운 금홍석 [(V³⁺, Cr³⁺) + (Nb⁵⁺, Sb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺, 4Cr³⁺ (or 2W⁶⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ (W⁶⁺ ↔ 2Cr³⁺), V⁴⁺ ↔ Ti⁴⁺], 밝은 금홍석 [2Fe³⁺ + W⁶⁺ ↔ 3Ti⁴⁺, 3Fe²⁺ + W⁶⁺ ↔ Ti⁴⁺ + (V³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) +Nb⁵⁺]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 어두운 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 V³⁺, V⁴⁺, Cr³⁺, Nb⁵⁺, Sb⁵⁺, W⁶⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성되었으나 밝은 금홍석은 ductile shear 시 높은 함량의 Fe²⁺ 및 W⁶⁺ 양이온들을 함유한 열수용액의 유입에 따른 어두운 금홍석과 반응에 의해 어두운 금홍석에 존재하였던 V³⁺, V⁴⁺, Al³⁺, Cr³⁺ 및 Nb⁵⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.