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한국광물학회> 광물과 암석> 파키스탄 북부 Gilgit-Baltistan 지역에서 산출된 아쿠아머린의 특성 연구

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파키스탄 북부 Gilgit-Baltistan 지역에서 산출된 아쿠아머린의 특성 연구

Gemological Characteristics of Aquamarine from the Gilgit-Baltistan of Northern Areas, Pakistan

김성재 ( Sung Jae Kim ) , 신동욱 ( Dong Wook Shin ) , 손수학 ( Shoo Hack Shon ) , 장윤득 ( Yun Deuk Jang )
  • : 한국광물학회
  • : 광물과 암석 28권1호
  • : 연속간행물
  • : 2015년 03월
  • : 51-60(10pages)
광물과 암석

DOI


목차

서 론
시 료
분석방법
결과 및 토의
결 론
REFERENCES

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파키스탄 북부 Gilgit-Baltistan에서 산출된 천연 아쿠아머린의 다른 산지와 구별되는 내포물과 분광학적 특성을 표준 보석 감정 장비와 XRF, ICP-AES, XRD, FT-IR, Raman 등을 이용해 분석한 결과 보석 광물학적 특성에 있어서는 페그마타이트 환경에서 생성되는 Mn과 결합한 탄탈라이트 결정내 포물이 특징적으로 관찰되었고 분광학적 방법에 있어서는 채널 속 H2O 타입이 파키스탄과 함께 아쿠아머린 산지로 유명한 베트남, 브라질, 중국, 마다가스카르 지역의 H2O 타입-II에 비해서 타입-I에 더 근접했으며 알칼리 이온과 관련이 있는 타입-II도 다소 관찰되었다. 또한 Na2O 함량을 성분 분석한 결과 0.137 wt%로써 이 결과는 Schmetzer와 Kiefert (1990)의 에머럴드 연구에서 제안한 FT-IR 특정 피크들의 상대적 강도에 의한 알칼리 이온의 함량에 따른 분류표를 기준했을 때 Na2O 함량이 0.06-0.4wt%이었으므로 이 Na2O 함량은 그 분류표에 없는 함량으로 그룹 II와 그룹 III 사이에 해당되므로 채널 속 Na는 주로 H2O-Na-H2O의 배열 형태를 가진 것으로 예측된다.
We applied gemological analytical approaches on Aquamarine from the Gilgit-Baltistan of Northern Areas, Pakistan. The standard gemological testing indicates that they are consistent with general characteristics of natural aquamarines. We have identified the inclusions of Tantalite-Mn by Raman analysis. It indicates that they occurs in association with the veins of Be-rich coarse pegmatite. And the results of chemical analyses, infrared absorption spectroscopy and Raman spectroscopy indicate that H2O molecules in channel mostly exist in Type-I and a little Type-II with low alkali ion. The comparison of relative peak intensity of FT-IR analysis can be used for prediction of Na2O content within not only emerald but also aquamarine.

UCI(KEPA)

I410-ECN-0102-2015-400-002037246

간행물정보

  • : 자연과학분야  > 지질
  • : KCI등재
  • :
  • : 계간
  • : 2734-0333
  • : 2734-0538
  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 1988-2021
  • : 921


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34권2호(2021년 06월) 수록논문
최근 권호 논문
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1옥살레이트 용액을 이용한 환원성 용해 시 산화음이온으로 치환된 자로사이트의 광물 상변화

저자 : 이명신 ( Myoungsin Lee ) , 이동호 ( Dongho Lee ) , 천혜린 ( Herin Chun ) , 김영규 ( Yeongkyoo Kim ) , 백영두 ( Youngdoo Baek )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 34권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 95-106 (12 pages)

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자로사이트 내의 SO4는 다른 산화음이온으로 치환될 수 있는데 자로사이트가 침철석으로 전이되는 과정은 공침된 산화음이온의 거동에 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 다양한 산화음이온과 함께 공침된 자로사이트가 환원성 용해에 의하여 상변화를 거칠 때 산화음이온 종에 따른 상변화의 양상과 이와 수반된 산화음이온의 거동을 광물학적 및 지구화학적으로 연구하였다. 다섯 가지의 산화음이온이 SO4를 5 몰% 치환한 자로사이트가 본 연구에 사용되었다. 본 연구에서는 암모늄 옥살레이트를 이용한 환원성 용해 시 일어나는 자로사이트의 광물상의 변화를 측정하였으며 자로사이트의 침철석으로의 전이 속도는 MoO4-자로사이트 ≥ SeO4-자로사이트 ≥ CrO4-자로사이트 > 순수한 자로사이트 > SeO3-자로사이트 > AsO4-자로사이트의 순서를 보여 치환된 산화음이온에 따라서 자로사이트의 상전이 속도가 다름을 보여주었다. 이에 따른 Fe의 용출은 시간과 산화음이온의 종류에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 광물의 변화에 따라 용출되어져서 나온 각 산화음이온의 농도는 전체적으로 Mo > Se(SeO3) > As > Se(SeO4) > Cr의 농도 순위를 보였으며 시간에 따라 약간의 증가를 보였다. 이러한 경향은 광물상의 변화보다는 산화음이온 종류의 특성에 의한 것으로 파악된다. 본 연구 결과는 산화음이온의 종류에 따라 자로사이트의 침철석으로의 변화는 영향이 있었으나 이러한 경향이 용출되는 산화음이온의 농도에 영향을 미치지 않음을 보여주었다.


The SO4 in the jarosite structure can be substituted by other oxyanions, and therefore, the transition of jarosite to goethite plays a very important role in controlling the behavior of oxyanions. In this study, the phase change according to the species of the oxyanion in jarosite and the related behavior of the oxyanion was studied by mineralogical and geochemical methods when jarosite, which is coprecipitated with various oxynions, undergoes a phase change by a reductive dissolution. Jarosite substituted by five oxyanions by 5 mol% was used in this study. The mineral phase change induced by reductive dissolution using ammonium oxalate was investigated, and the order of phase transition rate of jarosite to goethite was MoO4-jarosite ≥ SeO4-jarosite ≥ CrO4-jarosite > pure jarosite > SeO3-jarosite > AsO4-jarosite, showing that the transition rates vary depending on the substituted oxyanion. The resultant concentration of the leached Fe was slightly different depending on the type of oxyanion and time but did not show a noticeable difference. The concentration of each oxyanion leached according to the change of the mineral phase showed that the order of concentration of oxyanions was Mo > Se(SeO3) > As > Se(SeO4) > Cr in general, and showed a slight increase with time. This trend was related to the species of oxyanions rather than mineral phase change. The results of this study showed that the phase transition of jarosite to goethite was affected by the species of oxyanions, but this tendency did not affect the concentrations leached oxyanions.

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2검덕 연-아연 광상의 돌로마이트 산상과 화학조성

저자 : 유봉철 ( Bong Chul Yoo )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 34권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 107-120 (14 pages)

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검덕 연-아연 광상은 한반도에서 가장 규모가 큰 연-아연 광상으로 지체구조상 고원생대의 마천령층군이 포함된 Jiao Liao Ji belt내 혜산-리원 광화대에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 고원생대의 마천리층군 변성퇴적암류와 이를 관입한 중생대의 만탑산 관입암체 및 신생대의 현무암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 마천리층 변성퇴적암류내에 층상광체 및 맥상광체로 산출되며 퇴적분기형 광상에 해당된다. 이 광상에서 산출되는 돌로마이트들은 산출 광물조합 및 정출순서를 기초로 1)모암인 돌로마이트(D0), 2)각섬암상의 변성작용에 의한 초기의 돌로마이트(투각섬석, 양기석, 투휘석, 섬아연석, 방연석 등)(D1), 3)각섬암상의 변성작용에 의한 말기의 돌로마이트(활석, 방해석, 석영, 섬아연석, 방연석 등)(D2), 4)석영맥과 함께 산출되는 돌로마이트(백색운모, 녹니석, 섬아연석, 방연석 등)(D3)으로 산출된다. 이들 돌로마이트의 화학조성은 각각 Ca1.00-1.20 Mg0.80-0.99Fe0.00-0.01Zn0.00-0.02(CO3)2(D0), Ca1.00-1.02Mg0.97-0.99Fe0.00-0.01Zn0.00-0.02(CO3)2(D1), Ca0.99-1.03Mg0.93-0.98Fe0.01-0.05 Mn0.00-0.01As0.00-0.01(CO3)2(D2) 및 Ca0.95-1.04Mg0.59-0.68Fe0.30-0.36Mn0.00-0.01(CO3)2(D3)로써 이론적인 돌로마이트의 화학조성보다 미량원소들의 함량이 높다. 이 미량원소들은 FeO, MnO, HfO2, ZnO, PbO, Sb2O5 및 As2O5 원소들이며 광화작용이 진행됨에 따라 FeO, MnO, ZnO, Sb2O5 및 As2O5 원소들의 함량이 증감 변화가 있으나 HfO2와 PbO 원소들의 함량은 증감 변화가 없다. 검덕광상의 Do, D1 및 D2는 Ferroan 돌로마이트에 해당되며 D3는 Ferroan 돌로마이트와 철백운석(ankerite)에 해당된다. 따라서 1)모암인 돌로마이트(D0)는 고원생대(2012∼1700Ma) 해양증발환경에서 실리카와 함께 퇴적된 후 계속적인 속성작용에 의해 돌로마이트화 작용에 의해 형성되었다. 2)초기의 돌로마이트(D1)는 고원생대의 리원암군 관입(1890∼1680 Ma)에 의한 변성작용(최소 각섬암상)에 의한 열수교대작용에 의해 형성되었다. 3)말기의 돌로마이트(D2)는 각섬암상의 변성작용에 의한 계속적인 온도와 압력의 감소에 의해 잔존 유체로부터 형성되었다. 또한 4)석영맥의 돌로마이트(D3)는 중생대의 만탑산 관입암체의 관입(213∼181 Ma)에 의해 형성되었다.


The Komdok Pb-Zn deposit, which is the largest Pb-Zn deposit in Korea, is located at the Hyesan-Riwon metallogenic zone in Jiao Liao Ji belt included Paleoproterozoic Macheolryeong group. The geology of this deposit consists of Paleoproterozoic metasedimentary rocks, Jurassic Mantapsan intrusive rocks and Cenozoic basalt. The Komdok deposit which is a SEDEX type deposit occurs as layer ore and vein ore in the Paleoproterozoic metasedimentary rocks. Based on mineral petrography and paragenesis, dolomites from this deposit are classified four types (1. dolomite (D0) as hostrock, 2. early dolomite (D1) associated with tremolite, actinolite, diopside, sphalerite and galena from amphibolite facies, 3. late dolomite (D2) associated with talc, calcite, quartz, sphalerite and galena from amphibolite facies, 4. dolomite (D3) associated with white mica, chlorite, sphalerite and galena from quartz vein). The structural formulars of dolomites are determined to be Ca1.00-1.20Mg0.80-0.99Fe0.00-0.01Zn0.00-0.02(CO3)2(D0), Ca1.00-1.02Mg0.97-0.99Fe0.00-0.01Zn0.00-0.02 (CO3)2(D1), Ca0.99-1.03Mg0.93-0.98Fe0.01-0.05Mn0.00-0.01As0.00-0.01(CO3)2(D2) and Ca0.95-1.04Mg0.59-0.68Fe0.30-0.36Mn0.00-0.01 (CO3)2(D3), respectively. It means that dolomites from Komdok deposit have higher content of trace elements (FeO, MnO, HfO2, ZnO, PbO, Sb2O5 and As2O5) compared to the theoretical composition of dolomite. These trace elements (FeO, MnO, ZnO, Sb2O5 and As2O5) show increase and decrease trend according to paragenetic sequence, but HfO2 and PbO elements no show increase and decrease trend according to paragenetic sequence. Dolomites correspond to Ferroan dolomite (D0, D1 and D2), and Ferroan dolomite and ankerite (D3), respectively. Therefore, 1) dolomite (D0) as hostrock was formed by subsequent diagenesis after sedimentation of Paleoproterozoic (2012∼1700 Ma) silica-bearing dolomite in the marine evaporative environment. 2) Early dolomite (D1) was formed by hydrothermal metasomatism origined metamorphism (amphibolite facies) associated with intrusion (1890∼1680 Ma) of Paleoproterozoic Riwon complex. 3) Late dolomte (D2) was formed from residual fluid by a decrease of temperature and pressure. and dolomite (D3) in quartz vein was formed by intrusion (213∼181 Ma) of Jurassic Mantapsan intrusive rocks.

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3Mg 규산염 및 (수)산화물에 대한 제일원리 내각준위 흡수 스펙트럼 계산 연구

저자 : 손상보 ( Sangbo Son ) , 권기덕 ( Kideok D. Kwon )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 34권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 121-131 (11 pages)

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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 방사광가 속기(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.


Magnesium (Mg) present in carbonate minerals as impurities has been used as a geochemical proxy to infer the environmental conditions where the minerals precipitated. The reliability of Mg geochemical proxies requires fundamental understanding of Mg incorporation into minerals based on accurate speciation of Mg2+ in the crystal structure, which is determined mainly by application of X-ray absorption spectroscopy (XAS). However, high uncertainties are involved in interpreting the XAS spectra of minerals containing trace amount of Mg2+. Because density function theory (DFT) can predict an XAS spectrum for a crystal structure, DFT calculations can reduce the uncertainties in the interpretation of the XAS spectrum. In this study, we calculated ab initio Mg K-edge absorption spectra of Mg silicates and (hydr)oxides based on DFT and analyzed the correlation between the calculated spectra and Mg structural parameters. Our ab initio Mg K-edge absorption spectra well reproduced the key features of the experimental spectra. The absorption-edge positions of the calculated spectra showed the weak positive correlation with the average Mg―O bond distance or Mg effective coordination number. The current study shows that DFT-based core-level spectroscopy method is a powerful tool in providing standard Mg K-edge spectra of diverse Mg minerals and determining the Mg chemical species within carbonate minerals.

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4온도와 포화도가 아라고나이트(CaCO3)의 결정형상과 스트론튬(Sr)의 분배계수에 미치는 영향: 결정성장속도에 따른 아라고나이트 내 스트론튬 병합 특성 고찰

저자 : 이선용 ( Seon Yong Lee ) , 장봉수 ( Bongsu Chang ) , 강수아 ( Sue A Kang ) , 서지은 ( Jieun Seo ) , 이영재 ( Young Jae Lee )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 34권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 133-146 (14 pages)

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아라고나이트는 탄산칼슘(CaCO3)의 동질이상 중 하나이며, 해양 생태계를 포함한 다양한 환경에서 생물학적 및 이화학적 침전 과정을 통해 형성된다. 이러한 아라고나이트의 형성 및 성장뿐만 아니라 아라고 나이트 내 스트론튬(Sr)과 같은 미량원소의 치환 특성은 화학종의 농도와 온도와 같은 핵심 인자들에 의해 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 해양 생태계와 유사한 용액 온도와 아라고나이트에 대한 이 용액의 다양한 포화도 조건에서 아라고나이트 내 Sr 병합 특성이 규명되었다. 반응 용액의 주입속도(0.085-17 mL/min), 반응 용액의 이온 농도([Ca]=[CO3] 0.01-1M), 혼합 용액의 온도(5-40℃)의 다양한 실험 조건에서 컨스턴트-에디션(constant-addition) 방법을 통해 순수한 아라고나이트가 합성되었다. 또한, 모든 Sr 병합 실험 조건(0.02-0.5 M, 15-40℃)에서도 순수한 아라고나이트가 형성되었다. 합성된 아라고나이트의 결정도와 결정크기는 포화도 및 온도가 증가함에 따라 상대적으로 더 크게 증가하며 아라고나이트 결정이 더 많이 성장하였음을 지시하였다. 그러나 BET-비표면적을 이용하여 계산된 결정성장속도는 결정 형상 변화에 크게 영향을 받는 것으로 나타나 해석에 주의가 요구된다. 아라고나이트 내 Sr의 분배계수(KSr)는 반응이온의 농도가 0.02에서 0.5 M로 증가할 때 2.37에서 1.57로, 온도가 15에서 40℃로 증가할 때 1.90에서 1.54로 감소하였으며, 모든 조건에서 KSr 값이 1보다 높게 관찰되었다. 이러한 결과는 KSr가 결정성장속도와 역의 상관관계로서 아라고나이트 내 Sr 병합이 호정성 관계임을 나타낸다.


Aragonite is one of common polymorphs of calcium carbonate (CaCO3) and formed via biological or physical processes through precipitation in many different environments including marine ecosystems. It is noted that aragonite formation and growth as well as the substitution of trace elements such as strontium (Sr) in the aragonite structure would be dependant on several key parameters such as concentrations of chemical species and temperature. In this study, properties of the incorporation of Sr into aragonite were investigated over a wide range of various saturation conditions and temperatures similar to the marine ecosystem. All pure aragonite samples were inorganically synthesized through a constant-addition method with varying concentrations of the reactive species ([Ca]=[CO3] 0.01-1 M), injection rates of the reaction solution (0.085-17 mL/min), and solution temperatures (5-40℃). Pure aragonite was also formed even under the Sr incorporation conditions (0.02-0.5 M, 15-40℃). When temperature and saturation index (SI) with respect to aragonite increased, the crystallinity and the crystal size of aragonite increased indicating the growth of aragonite crystal. However, it was difficult to interpret the crystal growth rate because the crystal growth rate calculated using BET-specific surface area was significantly influenced by the crystal morphology. The distribution coefficient of Sr (KSr) into aragonite decreased from 2.37 to 1.57 with increasing concentrations of species (Ca2+ and CO3 2-) at a range of 0.02-0.5 M. Similarly, it was also found that KSr decreased 1.90 to 1.54 at a range of 15-40℃. All KSr values are greater than 1, and the inverse correlation between the KSr and the crystal growth rate indicate that Sr incorporation into aragonite is in a compatible relationship.

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5몽골 남부 족도르 동 광화 지역 석영맥의 유체포유물 연구

저자 : 오트곤-에르덴다바수렌 ( Otgon-erdene Davaasuren ) , 이범한 ( Bum Han Lee ) , 김남훈 ( Namhoon Kim ) , 고상모 ( Sang-mo Koh ) , 유봉철 ( Bong Chul Yoo ) , 서정훈 ( Jung Hun Seo )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 34권 2호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 147-156 (10 pages)

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몽골 남부 구르반사이한 호상 열도 지형 내 족도르 지역의 함동 석영맥에 대한 유체포유물 연구 결과를 보고한다. 족도르 지역에는 후기 백악기 퇴적층 내에 정치된 화강섬록 반암 내에 구조적으로 제어되는 동 광화작용이 나타난다. 이러한 화강섬록 반암 내에 동 광물 함유 석영맥은 프로필리틱 변질대의 석영-녹렴석-자철석 및 석영-자철석을 포함하는 열수 변질 양상을 보인다. 석영맥은 광물 조합에 따라 두 가지 유형으로 분류되며 주로 황동석과 함께 산출되고 드물게는 반동석, 자철석, 황철석과 함께 산출된다. 석영-자철석±황동석 및 석영-녹렴석-자철석 조합의 석영맥 내 유체포유물은 기포 크기 5-30 vol.%, 염농도 2-13 wt.% NaCl, 균질화 온도 107-270°C인 2상의 수성 포유물이다. 관찰된 석영맥의 광물 조합과 모암의 지구화학적 특성 및 변질 양상 등으로 판단했을 때, 유체포유물 자료는 연구 지역이 반암동 관련 광화작용의 프로필리틱 변질 영역에 해당함을 보여준다.


We report fluid inclusion study results of copper-bearing quartz veins in Zogdor area, which is located within the Gurvansayhan island arc terrane of Southern Mongolia. At the Zogdor area, structurecontrolled copper mineralization is hosted in granodiorite-porphyry, which emplaced in the late Cretaceous formation. Within this granodiorite porphyry, copper-bearing quartz veins are associated with the hydrothermal alteration that includes quartz-epidote-magnetite, and quartz-magnetite in the propylitic zones. The veins are classified into two types, according to their mineral composition, which occur mainly as chalcopyrite, rare amounts of bornite, magnetite, and pyrite. Fluid inclusions in the quartz veins from the quartz-magnetite±chalcopyrite and quartz-epidote-magnetite veins are two-phase aqueous inclusions having bubble sizes of 5-30 vol.%, evident salinities of 2.0-22.6 wt.% NaCl, and homogenization temperatures of 107-270°C. Based on mineral assemblages of the observed veins, along with the geochemical properties and alteration faces of the host rock, fluid inclusion data show that the study area corresponds to propylitic alteration zone in the porphyry Cu related mineralization.

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1몽골 우기누르 철-망간 산출지 자원량 평가

저자 : 이범한 ( Bum Han Lee ) , 김인준 ( In Joon Kim ) , 허철호 ( Chul Ho Heo )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 1-7 (7 pages)

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한국지질자원연구원과 몽골광물자원청은 몽골 우기누르 철-망간 산출지의 제2광상 우측부에서 시험시추를 수행하였다. 기술적 한계의 최저 시추 각도인 65°의 각도로 시추하고 50-70 m 시추 구간에서 착맥되도록 시추 위치를 설계하였다. 몽골 우기누르 철-망간 산출지에 대한 시험시추 결과 3번 시추 위치를 제외한 나머지 세 공은 지하에서의 습곡에 의해 예상보다 낮은 깊이에서 광체를 착맥하였다. 3번 시추 위치는 비교적 예상에 맞게 착맥되었다. 1번 시추 위치에는 47.45-50 m 구간과 56.35-57.1 m 구간에서 Fe 40% 이상의 고품위 철 광체가 배태되어 있다. 1번 시추 위치의 나머지 광체 구간 및 다른 세 공의 광체에서 Fe는 약 10%로 저품위 철 광체이다. 1번 시추 위치에서 망간은 최대 10%, 평균 1%의 품위를 갖고 나머지 세 공의 광체에서 망간은 평균 0.2%로 품위가 낮지만 철과 망간의 품위가 매우 유사한 변동 양상을 보이고 있어 철과 망간이 함께 이동하고 농집되었음을 유추할 수 있다. 시추 지역의 확정 자원량은 Fe 231,661 톤이고 평균 품위는 Fe 11.82%이다. 시추위치 1과 2의 광체와 3과 4의 광체가 지하에서 연결되어 있다는 가정 하에 계산한 시추 지역의 예상 자원량은 Fe 4,415,296 톤이고 평균 품위는 Fe 11.82%이다. 평가된 자원량은 현재로서는 품위가 낮아 개발 가능성이 낮다.

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2경남 통영 해수양식진주의 광택에 대한 광물학적 연구

저자 : 조현구 ( Hyen Goo Cho ) , 김순오 ( Soon Oh Kim ) , 도진영 ( Jin Young Do )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 9-16 (8 pages)

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통영산 해수양식진주를 광택과 모양에 따라 광택이 좋고 둥근(LR; Luster Round) 진주, 광택이 나쁘고 둥근(LLR; LackLuster Round) 진주, 바로크(LLB; LackLuster Baroque) 진주, 이핵(LTN Lackluster Two Nucleus) 진주로 세분하여 비중 측정, 현미경관찰, X선 회절분석, 주사전자현미경관찰 등을 통해 진주의 광택에 영향을 미치는 요인에 대한 광물학적 연구를 수행하였다. 광택이 좋은 진주는 광택이 나쁜 진주에 비해 비중이 약간 낮았지만 모두 상업적인 진주의 비중 내에 포함된다. 진주층 단면의 두께는 광택이 좋고 둥근 진주는 0.3 mm 정도로 균질한 반면, 광택이 나쁘고 둥근 진주는 각각의 진주층 두께는 균일하나 광택이 좋고 둥근 진주에 비해 두께가 얇다. 이핵 진주와 바로크 진주는 한 진주 내에서도 진주층 두께 편차가 상당히 큰 경향을 보였다. 진주의 표면은 광택이 좋은 진주가 광택이 나쁜 진주에 비해 아라고나이트 결정의 성장선이 좁고 선명하다. 광택이 좋은 진주는 광택이 좋지 않은 진주보다 아라고나이트 결정층의 결함이 적으며 배열이 평행하며 두께가 더 얇고, 표면과 내부에서 두께 차이가 작다. 능주층이 있는 경우 능주층과 진주층에서 아라고나이트 이외에 방해석이 포함되며, 광택이 나쁜 경우 방해석 함량이 매우 높다. 능주층이 없는 진주에서는 광택 여부에 상관없이 방해석이 없고 모두 아라고나이트로 구성되어 있다.

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3카자흐스탄 구리 슬래그의 광물학적, 화학적 특성 및 구리와 철의 용출 특성

저자 : 김봉주 ( Bong Ju Kim ) , 조강희 ( Kang Hee Cho ) , 신승한 ( Seung Han Shin ) , 최낙철 ( Nag Choul Choi ) , 박천영 ( Cheon Young Park )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 17-28 (12 pages)

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구리 슬래그에 대한 광물학적 및 화학적 특성을 연구하기 위하여 광학현미경, SEM/EDS, EPMA, AAS 및 XRD분석을 수행하였다. 또한 이 슬래그가 Cu의 잠재적인 금속자원로서의 가능성이 있는지 조사하기 위하여 황산 용출-실험을 수행하였다. 슬래그에는 철감람석, 크롬철석, 반동석과 황동석이 포함되어 있는 것을 확인하였다. 침상의 철감람석과 뼈대구조의 자형 크롬철석이 주로 슬래그를 형성하고 있으며 많은 양의 반동석과 황동석이 포함되어 있었다. 슬래그에 Fe와 Cu가 각각 18.37%와 0.93%로 함유되었다. 황산 용출-실험을 수행한 결과, 용출액의 농도와 용출온도가 증가할수록, 입도가 감소할수록 Cu와 Fe 용출률은 증가하였다. 본 실험조건하에서는 Cu와 Fe가 최적으로 용출되는 조건은 32 mesh에서, 2.0 M의 황산농도에서 그리고 용출온도 60℃에서였다. 따라서 향후, 용출 규모를 증가시킨다면 슬래그는 구리의 잠재적 대체금속자원이 될 것으로 예상된다.

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4자외선 LED와 백금으로 박막된 TiO2 광촉매를 이용한 중금속과 결합한 시안화합물의 광촉매 산화

저자 : 설정우 ( Jeong Woo Seol ) , 김성희 ( Seong Hee Kim ) , 이우춘 ( Woo Chun Lee ) , 조현구 ( Hyen Goo Cho ) , 김순오 ( Soon Oh Kim )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 29-38 (10 pages)

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광석에서 순도 높은 금은을 추출하기 위해 사용된 청화법으로부터 시안이 유출되어 광석 내 존재하는 중금속들과 결합하여 다양한 형태의 시안화합물이 생성된다. 이러한 시안화합물은 난분해성 오염물질로서 인간을 포함한 생태계에 악영향을 끼친다. 결합력에 따라서 중금속과 결합한 시안화합물은 공유결합성 화합물(weak acid dissociable, WAD)과 착화합물(strong acid dissociable, SAD) 등으로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 시안화합물의 존재 형태별 광촉매 산화 효율을 비교 평가하였다. 특히 자외선 LED 광원의 파장과 광촉매 표면 개질이 시안화합물의 분해에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 결과, 동일한 광촉매 산화 조건에서 자유 시안보다는 중금속과 결합한 시안화합물의 광산화분해 효율이 떨어짐을 알 수 있었다. 그리고 자유 시안의 경우에는 짧은 파장에서 광촉매 산화가 효과적이었지만 중금속과 결합한 시안화합물의 경우에는 긴 파장에서 광산화 분해능이 더 높게 나타났다. 그리고 광촉매 표면 개질에 의하여 광촉매 산화 공정의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

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5시멘트 풀의 직접수성탄산화에서 Chloride 첨가제와 pH의 영향

저자 : 이진현 ( Jin Hyun Lee ) , 황진연 ( Jin Yeon Hwang ) , 이효민 ( Hyo Min Lee ) , 손병서 ( Byeong Seo Son ) , 오지호 ( Ji Ho Oh )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 39-49 (11 pages)

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최근 세계적으로 탄소포집 및 저장(CCS, carbon capture and storage)기술에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 이번 연구는 폐시멘트 미분을 이산화탄소를 포집하는 광물탄산화(mineral carbonation)의 효율적인 재료로 활용하기 위한 연구의 일환으로 수행하였다. 0.15 mm 미만으로 체가름된 시멘트 풀(W:C = 6:4)과 200 ㎖ 용액을 포함하는 반응용기에 순도 99%의 CO2 가스를 주입하는 직접수성탄산화 실험을 수행하고, 두 종류 첨가제(NaCl, MgCl2)의 탄산화에의 영향을 분석하였다. 특히, 첨가제의 종류와 pH변화에 따른 탄산화 과정, 생성되는 탄산염광물의 종류와 특성에 대하여 자세히 연구하였다. 직접수성탄산화 실험 결과 pH는 CO2의 주입으로 지속적으로 감소하였다. Ca2+ 이온 농도는 MgCl2가 첨가제로 활용한 경우에는 지속적으로 감소하였지만 MgCl2를 첨가하지 않은 경우에는 감소하다가 pH가 낮아짐에 따라 생성된 탄산염광물의 용해로 다시 증가하는 경향을 보였다. 생성물질에 대한 X-선회절분석 결과, MgCl2를 첨가하지 않은 경우에는 방해석이 우세하게 나타났고, MgCl2를 첨가제로 활용한 경우에는 Mg2+ 이온의 영향으로 아라고나이트가 우세하게 나타났다. 또한 pH 단계별 직접수성탄산화 실험결과, MgCl2를 첨가하지 않은 경우에는 pH가 높은 실험 초기에 나타난 바테라이트는 pH가 낮아질수록 결정도가 좋은 방해석으로 전환되는 것을 확인하였고, MgCl2를 첨가제로 활용한 경우에는 pH가 낮아질수록 방해석의 함량은 감소하고 아라고나이트의 함량이 증가하는 것을 알 수 있었다.

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6파키스탄 북부 Gilgit-Baltistan 지역에서 산출된 아쿠아머린의 특성 연구

저자 : 김성재 ( Sung Jae Kim ) , 신동욱 ( Dong Wook Shin ) , 손수학 ( Shoo Hack Shon ) , 장윤득 ( Yun Deuk Jang )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 51-60 (10 pages)

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파키스탄 북부 Gilgit-Baltistan에서 산출된 천연 아쿠아머린의 다른 산지와 구별되는 내포물과 분광학적 특성을 표준 보석 감정 장비와 XRF, ICP-AES, XRD, FT-IR, Raman 등을 이용해 분석한 결과 보석 광물학적 특성에 있어서는 페그마타이트 환경에서 생성되는 Mn과 결합한 탄탈라이트 결정내 포물이 특징적으로 관찰되었고 분광학적 방법에 있어서는 채널 속 H2O 타입이 파키스탄과 함께 아쿠아머린 산지로 유명한 베트남, 브라질, 중국, 마다가스카르 지역의 H2O 타입-II에 비해서 타입-I에 더 근접했으며 알칼리 이온과 관련이 있는 타입-II도 다소 관찰되었다. 또한 Na2O 함량을 성분 분석한 결과 0.137 wt%로써 이 결과는 Schmetzer와 Kiefert (1990)의 에머럴드 연구에서 제안한 FT-IR 특정 피크들의 상대적 강도에 의한 알칼리 이온의 함량에 따른 분류표를 기준했을 때 Na2O 함량이 0.06-0.4wt%이었으므로 이 Na2O 함량은 그 분류표에 없는 함량으로 그룹 II와 그룹 III 사이에 해당되므로 채널 속 Na는 주로 H2O-Na-H2O의 배열 형태를 가진 것으로 예측된다.

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7현무암과 포놀라이트 비정질 규산염의 원자구조 차이에 대한 고상핵자기 공명 분광분석 연구

저자 : 박선영 ( Sun Young Park ) , 이성근 ( Sung Keun Lee )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 61-69 (9 pages)

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현무암과 포놀라이트 조성을 가진 마그마는 분화 양상과 거시적 물성에서 많은 차이를 보이나 이에 대한 원자구조 단위의 근본적인 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 일차원과 고해상도 이차원 고상 핵자기공명 분광분석(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)을 이용하여 현무암질 마그마의 모델인 투휘석과 아노르다이트 공융점 조성을 가진 비정질 규산염과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 Al 주변 원자 구조를 관찰하였다. 27Al MAS NMR 실험 결과 두 조성 모두 [4]Al 피크가 지배적인 것을 보여주며 현무암 조성의 비정질 규산염의 피크 반치폭이 포놀라이트 조성보다 약 2배 더 넓은 것으로 관찰된다. 이것은 현무암질 조성에서의 Al 주변의 위상 무질서도가 포놀라이트 조성보다 높다는 것을 의미한다. 27Al 3QMAS NMR 실험 결과 [4]Al과 [5]Al이 구별되어 관찰되며 현무암 조성의 비정질 규산염에서 포놀라이트 조성에는 관찰되지 않는 [5]Al이 약 3.3% 관찰된다. 이는 현무암질 마그마가 포놀라이트 마그마에 비해 Al 주변의 배열 무질서도가 더 큰 것을 의미한다. 사중극자 상호관계를 설명하는 계수 또한 현무암 조성의 비정질 규산염이 포놀라이트 조성의 비정질 규산염에 비해 큰 값을 나타내며 이것 또한 [4]Al 주변의 위상 무질서도가 더 큰 것을 확증해준다. 본 논문에서 규명한 현무암과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 원자 구조 차이는 점성도와 같은 조성에 따른 마그마의 물성 차이에 대한 미시적 기원을 제시한다.

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8동해 울릉분지와 후포분지 해양 퇴적물 코어의 광물학적 특성

저자 : 이수지 ( Su Ji Lee ) , 김창환 ( Chang Hwan Kim ) , 전창표 ( Chang Pyo Jun ) , 이성주 ( Seong Joo Lee ) , 김영규 ( Yeong Kyoo Kim )

발행기관 : 한국광물학회 간행물 : 광물과 암석 28권 1호 발행 연도 : 2015 페이지 : pp. 71-81 (11 pages)

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울릉분지와 후포분지의 퇴적물 코어 시료(각 분지에서 하나씩 03GHP-02와 HB13-2)를 대상으로 광물학적 연구를 수행하였다. 광물조성, 점토광물 성분, 그리고 총 인 성분 및 인의 연속추출법 연구 결과, 두 시료들은 각 값에 대하여 또한 깊이에 따라 어느 정도 차이가 있음을 보이고 있다. 두 시료 모두 광물 종에는 차이를 보이지 않았으며 주로 석영, 미사장성, 장석, 방해석, 오팔A, 황철석, 그리고 점토광물(일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트)로 구성되어 있었다. 후포분지의 경우 울릉분지에 비하여 오팔A 함량이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 두 시료 모두, 특히 후포분지 시료에서 기존에 동해에서 보고된 것보다 더 많은 스멕타이트가 동정되었는데 이는 고황하강의 영향과 한반도의 제3기 지층 암석에 영향을 받은 것으로 사료된다. 울릉분지 시료의 경우 약 0.7-3.5 m 깊이에 오팔A의 함량 감소 그리고 일라이트 결정도 지수도 낮게 나오며 이는 빙하시대의 추운 기후에 해당된다. 이 깊이의 시료에서는 인의 함량도 상대적으로 낮게 나오고 있다. 이는 이 기간 동안 동해는 해수면의 하강으로 외부 해역과 단절되었고 해협 및 하천을 통한 퇴적물의 유입도 적었기 때문으로 판단된다. 후포분지 시료의 경우 울릉분지에 비하여 깊이에 따른 점토광물 변화와 인의 성분 변화는 크게 관찰되지 않는다. 이러한 경향은 울릉분지에 비하여 비교적 짧은 기간에 퇴적되었거나 퇴적환경의 변화가 별로 없는 환경에서 퇴적되었기 때문으로 해석된다. 점토광물의 결정도 지수는 울릉분지에 비하여 약간 높아 퇴적되었을 당시 비교적 온난한 환경이었을 것으로 추측되며 인의 연구 결과로 미루어 볼때 비록 어느 정도 변화는 있지만 또한 온난한 환경을 지시한다.

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