자연계에서 산출되는 망가니즈단괴 내 광물종 및 원소의 공간적 분포를 규명하는 것은 단괴의 형성 과정 중 변화하는 생성 환경 및 지화학적 조건에 대한 이해를 가능하게 한다. 최근의 라만 분광분석을 이용한 연구에서 구형으로 성장한 단괴의 성장에 따른 산화망가니즈 광물종의 변화에 대해 연구한 바 있으나, 상대적 으로 천해에서 획득되는 비구형 단괴 내 광물종의 분포는 자세히 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는, 동 시베리아해 천해(수심 약 73 m)에서 산출되는 판상의 비구형 망가니즈단괴 내 서로 다른 성장 방향에서 획득 된 라만 분광분석 결과를 바탕으로 단괴 내 광물종 및 해당 광물의 구조적 특성에 대하여 면밀히 연구하였 다. 또한 에너지분산형 X-선 분광분석(energy dispersive spectroscopy, EDS)을 통하여 단괴 내부 구조 및 부 수광물의 존재에 대하여도 관찰을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 사용한 비구형 단괴의 내부는 중심으로 부터 외곽 방향으로 크게 핵, 철 기질부, Mn-Fe 층으로 구분되었다. Mn-Fe 층 내 서로 다른 성장 방향에서 획 득된 라만 분광분석 결과는 모든 방향에 대하여, 단괴 중심부로부터 외곽부로 신호 획득위치가 옮겨감에 따 라 산화망가니즈 광물의 경우 터널형 광물의 비율이 감소하는 경향성을 관찰할 수 있었다. 이 때, 단괴 내 성 장 방향에 따라 구성 광물의 상대적 비율 및 구조적 특성이 크게 다르다는 것이 확인되었다. 총 3가지의 실험 방향 중, 한 방향에서 획득된 라만 분광분석 결과는, 철 수산화물의 비율이 낮고, 버네사이트나 토도로카이트 와 같은 산화망가니즈 광물들의 결정도가 상당히 높다는 것을 보여주었다. 반면, 나머지 두 방향에서 획득된 신호를 분석한 결과, 산화망가니즈 광물들의 결정도가 매우 낮으며 비정질 내지는 결정도가 낮은 철 수산화 물들의 비율이 높다는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 비구형 단괴가 속성 과정으로 형성되는 동안 단일 단괴 내에서도 지화학적 조건에 차이가 있었다는 것을 지시한다. 더하여, 부수광물로서 암염이 일부 층에서 관찰되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 단괴 내 존재하던 해수의 증발로 인해 암염 결정이 형성되었음을 지시한다. 이 처럼 본 연구에서는 라만 분광분석을 통해 비구형 단괴 내 광물종의 분포 및 구조적 특성에 대해 제시하였 고 향후 본 연구 방법은 다양한 단괴 연구에 적용되어 지구물질의 지질학적 형성 과정에 대한 보다 세밀한 이해를 가능하게 할 것으로 기대된다.

기후 변화에 민감하게 반응하는 북극해는 지구 기후 변화의 흔적을 고스란히 간직하고 있으므로, 북 극해 퇴적물 연구는 지구 기후 변화를 연구하는 데 매우 중요하다. 2016년에 수행된 아라온호의 ARA07C 북 극해 탐사를 통하여 동시베리아해 연변부에서 획득한 ARA07C-St02B 중력 코어를 이용하여 퇴적학적, 광물 학적, 지화학적 특성을 연구하고 이를 이용하여 기원지를 추정하였다. 코어 퇴적물은 색, 입도와 빙운쇄설물 의 함량에 의하여 4개의 유닛으로 구분하였는데, 갈색층을 포함하는 유닛 1과 3은 회색층으로 구성된 유닛 2 와 4보다 모래와 빙운쇄설물의 함량이 다소 높다. ARA07C-St02B 코어 주변에서 연구된 ARA03B-27 코어 와 비교를 통하여 이들은 MIS (Marine Isotope Stage) 1부터 4시기에 퇴적된 것으로 여겨진다. 갈색층을 포 함하는 유닛들과 회색층으로 이루어진 유닛 사이에는 벌크 광물 조성, 점토광물 조성, 지화학 조성에서 차이 가 난다. 벌크 광물과 점토광물 특성은 조립질 퇴적물과 세립질 퇴적물 사이에 기원지가 다를 수 있음을 시 사한다. 조립질 퇴적물은 대부분 랍테프해와 동시베리아해로부터 동시베리아 연안류나 추크치해로부터 보퍼트 환류를 따라 운반된 것으로 여겨지지만, 세립질 퇴적물은 대부분 동시베리아해, 추크치해, 보퍼트해로부터 해 류에 의하여 운반된 것으로 추정된다. 유닛 1의 일부 조립질 퇴적물과 유닛 3의 세립질 퇴적물은 보퍼트해와 캐나다 북극 군도로부터 해류, 빙산 또는 해빙에 의하여 연구 지역에 퇴적된 것으로 판단된다. 잠재적인 근 원지의 지화학 조성에 관한 자료를 획득하게 되면, 연구 지역의 코어 퇴적물의 기원지와 공급 방법에 대하여 좀 더 자세하게 규명될 수 있을 것으로 판단된다.

유라시아 대륙 주변부 북극해의 천해에서도 태평양이나 인도양의 심해저에서와 같이 많은 망가니즈 단괴가 발견되고 있지만, 이에 관한 자세한 연구는 많이 수행되고 있지 않다. 아라온호의 북극해 탐사를 통 하여 동시베리아해에서 채취한 망가니즈단괴는 Mn/Fe 비가 매우 높아 Mn 자원으로서의 가능성이 매우 크다. 이번 연구에서는 북극 동시베리아해에서 산출되는 망가니즈단괴 중 약 7%를 차지하는 비구형 단괴를 외부형 태에 따라 구분하고, 크기와 무게, 내부조직을 관찰하였으며, X선회절분석 그래프의 피크 면적비를 이용한 산 화망가니즈광물의 반정량 분석과 지화학분석을 실시하여, 그 결과를 구형 단괴와 비교하였다. 비구형 망가니 즈단괴는 외부형태에 따라 5가지로 구분되며, 타원체형, 판상형과 불규칙형이 대부분을 차지하며, 장경과 무 게는 비례하는 경향이 있다. 비구형 단괴는 모두 핵을 가지며, 핵 성분은 이질 퇴적물이 주를 이룬다. 산화망 가니즈광물의 평균 함량은 버네사이트, 부서라이트, 토도로카이트 순으로 감소하며, 함량비는 외부형태, 내부 조직이나 핵 성분과는 상관관계가 없지만, 단괴의 내부에서 외부로 갈수록 토도로카이트와 부서라이트는 감 소하고, 버네사이트가 증가하는 경향이 있다. 북극해의 다른 천해는 물론 태평양이나 인도양의 심해저의 단괴 에 비하여 Mn 함량이 많고, Mn/Fe 비가 높다. 비구형 단괴는 구형 단괴에 비하여 크기가 크고 무겁고, Mn 함량이 적고 Mn/Fe 비는 낮지만, 광물조성이나 내부조직에서는 큰 차이가 없다. 동시베리아해에서 채취된 모 든 망간단괴는 Mn/Fe 비가 5 이상으로 높으므로 대부분 속성작용에 의하여 형성된 것으로 여겨진다.

북극해는 기후 변화에 따라 북극의 해빙과 빙상의 분포가 달라지며 쇄설성 퇴적물 내 광물의 특성이 변화한다. 따라서 해빙이나 빙산에 의해 운송된 해양 퇴적물을 연구하는 것은 지구 기후 변화를 이해하는 데에 매우 중요하다. 본 연구에서는 척치해저고원의 아라온 마운드에서 채취한 4개의 중력코어와 아라온 마운드 사이 사면에서 채취한 1개의 중력코어를 사용하여, 벌크광물조성, 점토광물조성, 빙운쇄설물 연구를 통해 쇄설성 퇴적물의 기원지를 알아보고 이를 바탕으로 서북극해의 고환경 변화를 재구성하였다. 코어 퇴적물들은 갈색, 회색, 녹회색을 띠며 서북극해에서 나타나는 간빙기/빙기 순환에 따른 퇴적물색의 특성을 잘 나 타내고 있다. 척치해저고원에서 획득한 코어 퇴적물을 광물 특성과 주변에서 수행된 기존 연구와 비교하여 총 3개의 유닛으로 구분하였다. 최후빙기극대기에 퇴적된 유닛 3 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강과 인디기르카 강 퇴적물들이 동시베리아해 대륙붕에 퇴적된 후, 해빙이나 해류에 의해 유입된 것으로 보인다. 퇴빙기에 해당하는 유닛 2 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강, 인디기르카 강, 보퍼트해로 유 입되는 맥켄지강과 캐나다 군도로부터 함께 공급된 것으로 보이며, 로렌타이드 빙상의 융해에 의하여 다량의 빙운쇄설물들이 유입되었다. 간빙기 퇴적물인 유닛 1의 경우, 세립질 퇴적물들은 캐나다 북부와 동시베리아해로부터 해빙과 해류에 의해 공급되었으며, 조립질 퇴적물들은 캐나다 군도로부터 해빙에 의해 유입된 것으로 여겨진다.

미래의 유망 자원으로 주목받고 있는 망가니즈단괴는 태평양이나 인도양의 심해저뿐만 아니라 북극 해에서도 여러 곳에서 발견되고 있다. 망가니즈단괴는 성장과정에 따라 외형, 내부조직, 화학조성 및 광물조성 등 여러 가지 특성이 달라진다. 망가니즈단괴의 성장과정에 따른 내부조직과 화학조성은 다양한 연구를 통해 비교적 잘 알려져 있으나, 정량적인 광물조성은 분명하게 밝혀진 바가 없다. 망가니즈단괴를 구성하는 산 화망가니즈광물들은 입자가 매우 작고 결정도가 낮기 때문에, 정량적인 분석이 어려워 전체 시료에 대한 정성적인 결과만이 보고되고 있다. 이번 연구에서는 북극 동시베리아해 망가니즈단괴의 내부조직을 관찰하고, 조직에 따른 광물조성의 변화를 알아보았으며, X선회절분석 그래프의 피크 면적비를 이용하여 망가니즈단괴 를 구성하는 3가지 주요한 산화망가니즈광물 즉, 토도로카이트, 부서라이트, 버네사이트의 반정량 분석을 시 도하였다. 동시베리아해 망가니즈단괴는 버네사이트, 부서라이트, 토도로카이트 순으로 함량비가 감소하며, 내부조직과는 뚜렷한 연관성을 나타내지 않았다. 그러나 단괴 내부에서 표면으로 갈수록 토도로카이트의 함량이 감소하는 경향을 나타내는데, 그 이유는 초기 침전 이후의 재결정작용 또는 단괴 내외부의 성장 속도 차이에 의한 것으로 간주된다. 피크 면적비를 이용한 산화망가니즈광물의 반정량분석은 단괴 내부에서의 광물 조성 차이를 비교하는데에 좋은 방법으로 여겨지므로, 앞으로 망가니즈단괴의 광물학적 연구에 있어 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

한반도 3개 해역 중 동해 퇴적물의 점토광물에 관한 연구는 고환경 변화 측면에서의 일부 연구 외에는 거의 이루어진 바가 없다. 이번 연구에서는 2017년부터 2019년까지 강릉-동해 해역에서 상자형 시료채 취기를 이용하여 채취한 120개 퇴적물 시료에 대한 점토광물 특성과 분포 상태를 바탕으로 기원지를 추정하였다. 점토광물 함량은 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트 순으로 풍부하다. 수심 150 m 이하의 대륙붕 퇴적물은 대륙사면 퇴적물에 비하여 녹니석과 카올리나이트 함량은 많고 일라이트 결정도는 좋은데 반하여 일라이트와 스멕타이트 함량과 S/I 지수는 작다. 대륙붕 퇴적물의 경우 강릉 쪽은 녹니석 함량이 많고, 동해 쪽은 카올리나이트 함량이 많은데 이것은 육상 지질을 반영한 것으로 여겨진다. 이와 같은 점토광물의 여러 특징은 대륙붕 퇴적물과 대륙사면 퇴적물의 기원지가 다른 것을 시사한다. 대륙붕 퇴적물은 주변 하천을 통하여 유입되었고, 대륙사면 퇴적물은 해류에 의하여 남쪽으로부터 이동된 것으로 판단된다.

남해 섬진강 하구유역에 발달되어 있는 남해중앙니질대는 흑산머드벨트의 퇴적물들과 섬진강의 퇴적물들을 공급받는 것으로 알려져 있다. 그러나 니질 퇴적체를 형성하기 위해서는 위 지역에서 공급되는 퇴적물보다 더 많은 양의 퇴적물이 공급되어야하기 때문에, 추가적인 퇴적물 공급원에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 남해중앙니질대 퇴적물의 기원지 및 퇴적물 유입경로의 변화를 알아보기 위해, 16PCT-GC01 및 16PCT-GC03 코어에 대해 점토광물 및 주성분원소 분석을 수행하였다. 황하 퇴적물은 스멕타이트의 함량이 높고, 양쯔강 퇴적물은 일라이트의 함량이 높으며, 한국 강 퇴적물들은 카올리나이트와 녹니석의 함량이 높다. 또한 한국 강 퇴적물은 Al, Fe, K가 풍부하고, 중국 강 퇴적물은 Ca, Mg, Na 등이 풍부하다. 따라서 점토광물과 주성분원소를 이용해 퇴적물의 기원지를 추적할 수 있다. 연구 결과, 남해중앙니질대의 코어 퇴적층은 총 3개의 퇴적 단위(sediment unit)로 구분 할 수 있다. 해수면이 가장 낮은 저수위기(lowstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 3은 황하로부터 공급된 퇴적물이 연안류 혹은 조석 작용에 의해 연구지역으로 공급된 것으로 해석되고, 해수면이 빠르게 상승하는 해침기(transgressive stage)에 해당되는 퇴적 단위 2는 황하의 영향이 약해지고 양쯔강과 한국 강들의 영향이 강해지는 것으로 해석된다. 현재와 같은 해수면과 해류의 순환이 형성된 고수위기 (highstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 1은 양쯔강과 한국 강으로부터 퇴적물이 해류를 통해 연구지역으로 공급된 것으로 해석된다.

최근 남북한 사이에 화해의 분위기가 무르익어가고 있으므로, 미래에 발생할 한반도 통일을 대비하는 관점에서 남북한 사이의 광물명을 통일하여 사용하는 것이 절실히 요구되고 있다. 외래어 표기법에 다른 언어에서 빌려온 어휘를 한글로 표기하는 규정이 있음에도 불구하고 광물명의 경우 이를 준수하지 않고 같은 외래어 광물명에 대하여 다양한 용어를 사용하고 있으므로 외래어 표기법에 맞도록 통일해야 한다. 금속광물과 비금속광물 모두에 ○○○석을 사용하고, 외래어 표기법 용례 찾기에 포함된 약 70개의 광물명은 용례 찾기에 나와 있는 대로 표기하고, 인명이나 지명에서 유래한 광물명은 인명이나 지명 + 석으로 표기할 것을 제안한다.

점토광물은 진흙화산(MV)을 구성하는 중요 광물로서, 진흙화산의 특성 및 형성 메커니즘을 밝히는 데에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대되지만, 이에 대한 연구는 거의 수행된 바가 없다. 본 연구에서는 북극 보퍼트해 420 MV와 주변 해역 퇴적물들의 점토광물학적 차이를 규명하여, 진흙화산의 특성 및 형성과 점토광물과의 관계를 규명하고자 하였다. 420 MV와 맥켄지곡에서 8개의 박스 코어에 대해 점토광물과 입도 분석을 실시하였다. 맥켄지곡의 4가지 주요 점토광물의 상대적인 함량비는 맥켄지강과의 거리에 상관없이 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트 순으로 거의 일정하지만, 입도는 맥켄지강으로부터 멀어질수록 점점 세립화하는 경향을 나타낸다. 맥켄지곡의 퇴적물들은 주로 스멕타이트/일라이트의 비가 낮고 카올리나이트/녹니석의 비가 높은 맥켄지강의 특징을 가진다. 420 MV의 퇴적물은 점토광물의 함량이 일라이트, 카올리나이트, 녹니석, 스멕타이트 순으로 감소하며, 깊이에 따른 입도가 거의 일정하다. 스멕타이트와 조립질 퇴적물의 함량은 비교 코어보다 약 2배 높다. 녹니석보다 카올리나이트의 함량이 높은 강은 보퍼트해 내에서는 연구된 결과가 없으며, 맥켄지강과 스멕타이트/일라이트, 카올리나이트/녹니석의 비가 같은 비교 코어와 구분된다. 비교 코어보다 많은 조립질 퇴적물과 깊이에 따라 일정한 입도는 MV에 의한 분출로 인한 것으로 유추된다. 비교 코어의 퇴적물은 맥켄지강 기원, 420 MV의 퇴적물은 MV의 분출에 의한 것으로 해석된다.

동중국해는 황하(Huanghe), 장강(Changjiang) 및 한국의 여러 강들로부터 많은 양의 퇴적물을 공급받는 것으로 알려져 있으며, 각 강들의 영향 및 퇴적과정을 밝혀내기 위해 많은 연구가 수행되었으나, 의견일치가 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 동중국해 퇴적물의 기원지 및 퇴적 환경 유추를 위해, 99MAP-P63 코어 퇴적물에 대해 입도, 점토광물 및 희토류원소 분석을 수행하였다. 점토광물 분석 결과, 일라이트(illite)의 함량이 가장 높고, 카올리나이트(kaolinite) 및 녹니석(chlorite), 스멕타이트(smectite)의 순으로 풍부하며, 점토광물을 이용한 99MAP-P63 퇴적물의 기원지는 깊이에 관계 이 모두 장강인 것으로 판단된다. 희토류원소 분석 결과, 99MAP-P63 퇴적물들은 중국 강 퇴적물의 희토류원소 함량과 매우 유사하다. 따라서 99MAP-P63 퇴적물들의 기원지는 장강이며, 한국 강의 영향은 미미하거나 없을 것으로 판단된다. 99MAP-P63 퇴적물은 대체로 사질 실트로 구분되지만, 코어의 최상부는 모래의 함량이 85 %인 사질로 구분된다. 주변 코어들과 비교한 결과, 사질 실트는 해수면이 낮았던 저수위기(lowstand stage)에 해당되며, 장강의 고수로를 통해 퇴적물들이 직접 공급되었을 것으로 판단된다. 코어 최상부의 사질 퇴적물은 해침기(transgressive stage)에 해당되며 해수면 상승으로 인해 강 하구와의 거리는 멀어졌지만, 현재보다 높은 해저면의 응력으로 인해 조립질 퇴적물들이 공급될 수 있었으며, 인근에 퇴적되었던 고 장강(paleo-Changjiang) 퇴적물들이 재동된 것으로 해석된다.

단청, 불화, 벽화 등에 사용된 전통 무기질 안료는 대부분 광물이었으나, 근현대에 저렴한 화학안료로 대체되어 광물안료 제조법의 맥이 끊어졌다. 이 연구에서는 문화재 보존에 필요한 전통 광물안료 중 녹색-청색 계열 안료자원의 국내 산출과 광물학적 특성을 규명하고자 하였다. 구리를 함유한 녹색- 청색 안료광물들은 구리-납-아연을 채굴하는 금속광산의 폐석장이나 갱내 풍화대에서 이차광물로 산출되었다. X선회절과 주사전자현미경 분석을 이용하여 광물동정을 실시한 결과, 녹색은 brochantite, devilline, 청색은 linarite, bechererite, schulenbergite 등의 함수구리황산염이 대표적인 발색광물이었으며, 그 외 소량의 녹색 antlerite, atacamite가 확인되었다. 이들 녹색-청색 안료광물과 함께 cerussite, smithsonite, anglesite, cuprite 등이 이차광물로 흔히 수반되었다. 녹색 규산염 안료인 뇌록은 현무암 파쇄대의 교대산물로 산출되며, 주발색광물인 celadonite 외에 단백석이 다양한 비율로 혼재되어 있었다. 녹색 규산염 안료인 해록석은 사질 서해 퇴적물 내에서 산출이 확인되었다. 이번 조사에서 대표적인 구리계열 녹색-청색 전통안료로 알려진 공작석과 남동석의 산출을 확인할 수 없었다.

남극 로스해 펜넬-이젤린 퇴의 동쪽 대륙사면에 위치한 정점 RS14-C2에서 2014년 PNRA XXIX 탐사(Rosslope II Project)동안 중력코어(RS14-GC2)를 획득하였다. 퇴적물의 기원지 추정을 위하여 대자율, 모래 입자 함량, 점토광물 조성을 분석하고 AMS 14C 연대를 측정하였다. 퇴적물은 주로 빙운쇄설물을 포함한 반원양성 사질 점토 또는 실트질 점토로 구성되어 있다. 코어의 최상부 연대는 현생 퇴적물과 홀로세 퇴적물을 지시한다. 방사성 탄소동위원소 연대와 퇴적물의 색, 대자율 및 모래입자 함량을 이용하여 코어 퇴적물을 간빙기와 빙하기 퇴적물로 구분하였다. 간빙기의 갈색퇴적물은 대자율과 모래 입자 함량이 낮은 반면에 빙하기의 회색퇴적물은 대자율과 모래 입자 함량이 높다. 코어 퇴적물의 점토광물 조성은 전체적으로 일라이트(61.8~76.7%)가 가장 우세하며, 녹니석(15.7%~21.3%), 카올리나이트(3.6%~15.4%), 그리고 스멕타이트(0.9~5.1%)의 순서로 나타나고, 간빙기와 빙하기/후빙기로 뚜렷하게 구분된다. 빙하기 동안 일라이트와 녹니석 함량이 우세한 것은 퇴적물의 기원지가 주로 로스해 빙상 하부에 위치한 남극종단산맥의 기반암을 지시하기 때문이다. 반면 빙상 후퇴에 의한 일라이트와 녹니석의 공급이 감소되어 간빙기 동안 상대적으로 스멕타이트 함량이 약간 증가하며 카올리나이트 함량은 많이 증가한다. 더불어 간빙기 동안 로스해 서안의 빅토리아랜드 연안의 맥머도 화산군에서 북동쪽으로 흐르는 해류에 의해 스멕타이트가 추가로 공급되며, 카올리나이트는 카올리나이트의 함량이 풍부한 퇴적암이 분포하는 에드워드 7세 반도에서 공급되고 대륙사면류에 의해 대륙사면으로 운반되었을 것으로 예상된다.

북극해 망간단괴는 카라해, 바렌츠해 등에서 발견되었지만, 광물조성과 화학조성에 대해서는 정확하게 조사된 바가 없다. 이번 연구에서는 Arctic Expedition ARA07C 탐사를 통해 동시베리아 북 부 해역에서 획득한 망간단괴에 대하여, 광물학적 및 지구화학적 특성을 파악하고, 이를 통하여 그 성 인에 대하여 추정하였다. 망간단괴를 구성하는 주된 산화망간광물은 부서라이트, 버네사이트, 버나다 이트 등이다. 망간단괴는 대체로 방사상대와 괴상대 조직을 나타내며, 층상대는 제한적으로 발달한다. 동시베리아해 망간단괴의 주요한 특징인 방사상대에는 주로 첨-구상조직이 발달한다. 동시베리아해 망간단괴는 태평양이나 인도양에서 산출되는 망간단괴에 비하여 Mn은 풍부하지만 Fe의 함량은 매우 부족하다. 단괴 외곽과 내부, 또는 미세조직에 따른 화학성분의 차이는 거의 없었다. 미세조직 간의 화학적 성분 차이가 거의 나타나지 않기 때문에 단괴는 성장하는 동안 하나의 성인을 가질 가능성이 크며, Mn-Fe-(Cu+Ni+Co)×10 삼각도표에서 모두 속성기원을 지시한다. 북극해로 유입되는 대부분의 Mn은 강 또는 연안 침식에 의해 비롯되며, 이들 대부분이 북극해에 갇혀져 있기 때문에 동시베리아 해 망간단괴에서 특징적으로 높은 Mn 함량을 나타내는 것으로 판단된다.

조립질 퇴적물의 근원지에 관한 정보를 제공할 뿐만 아니라 유용 광물자원으로서의 가치를 지 니는 황해남동니질대와 제주남서니질대 표층퇴적물 내 중광물의 특성을 비교 연구하였다. 두 지역에 서 각각 28개씩 시료를 선정하여 중광물을 분리한 후 실체현미경과 주사전자현미경 관찰, 에너지 분 산형 분광분석과 전자현미분석을 실시하였다. 각섬석과 녹염석은 연구지역에서 주된 중광물로서 두 광물의 합계 함량이 70% 이상을 점유한다. 저어콘과 스핀은 황해남동니질대에서, 인회석과 금홍석은 제주남서니질대에서 상대적으로 많은 함량을 나타내며, 모나자이트는 황해남동니질대 일부 지역에서 만 산출된다. 스핀과 모나자이트 함량은 황해남동니질대 북부에서 남부로 갈수록 감소하는 경향을 보 여준다. 황해남동니질대는 낮은 석류석-저어콘 지수와 금홍석-저어콘 지수를 가지는데 반하여, 제주남 서니질대는 높은 석류석-저어콘 지수와 금홍석-저어콘 지수를 가진다. 각섬석의 경우 황해남동니질대 는 대부분 보통각섬석에 해당되지만, 제주남서니질대는 파가사이트, 처마카이트, 보통각섬석, 투각섬 석 등 다양한 조성을 가진다. 황해남동니질대 지역의 석류석은 높은 Mg와 낮은 Ca 함량을, 제주남서 니질대 지역 석류석은 낮은 Mg와 다양한 Ca 함량을 가진다. 이와 같이 두 지역의 중광물 특성이 서 로 다른 것은 두 지역의 퇴적물 기원지가 다르다는 것을 지시한다. 황해남동니질대의 퇴적물 기원지 는 인접한 한반도의 서해안으로 유입되는 하천 퇴적물인 것으로 여겨지나, 추후 황해로 유입되는 강 퇴적물과 해양 퇴적물에 대한 추가적인 중광물 연구가 진행되어야만 정확한 기원지와 퇴적과정에 대 한 해석을 할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 국내 산출 고령토자원의 문화재 단청안료의 대체원료로써 활용 가능성을 시험 하기 위하여 X-선 회절분석, 색도측정, 현업종사자의 단청시공 및 평가, 촉진내후성시험, 방염성능시 험 등을 실시하였다. 시험결과를 종합하면 고품위의 광석에 비하여 장석의 함량이 높으며 38.1 μm 이 하의 작은 입자들로 구성된 광석일수록 백색 안료 고유의 용도로 시공에 유리하며, 시공 시편의 백색 도와 은폐력 및 옥외 폭로 시 내구성 등에서 호분, 산화지당 등 기존 안료들과 유사하거나 크게 떨어 지지 않는 것으로 판단된다. 또한 잠재적인 화재 위험도와 가연성을 평가한 방염성 시험에서는 장석 함량이 높은 시료가 비교군 안료들에 비하여 더 양호한 수치를 기록하였다. 결론적으로 미립의 장석 질 백토와 저품위 고령토를 백색의 안료로 활용할 경우 기존 백색 안료제품과 유사한 채색특성과 내 후성 및 더 우수한 방염성을 가지면서 경제성까지 갖춘 원료로 활용가능 할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 국내 산출 고령토자원의 문화재 단청안료의 대체원료로써 활용 가능성을 시험 하기 위하여 X-선 회절분석, 색도측정, 현업종사자의 단청시공 및 평가, 촉진내후성시험, 방염성능시 험 등을 실시하였다. 시험결과를 종합하면 고품위의 광석에 비하여 장석의 함량이 높으며 38.1 μm 이 하의 작은 입자들로 구성된 광석일수록 백색 안료 고유의 용도로 시공에 유리하며, 시공 시편의 백색 도와 은폐력 및 옥외 폭로 시 내구성 등에서 호분, 산화지당 등 기존 안료들과 유사하거나 크게 떨어 지지 않는 것으로 판단된다. 또한 잠재적인 화재 위험도와 가연성을 평가한 방염성 시험에서는 장석 함량이 높은 시료가 비교군 안료들에 비하여 더 양호한 수치를 기록하였다. 결론적으로 미립의 장석 질 백토와 저품위 고령토를 백색의 안료로 활용할 경우 기존 백색 안료제품과 유사한 채색특성과 내 후성 및 더 우수한 방염성을 가지면서 경제성까지 갖춘 원료로 활용가능 할 것으로 기대된다.

Li을 포함하는 삼팔면체 스멕타이트 계열의 헥토라이트가 터키 서부 퇴적 기원의 붕소광상에서 다량 존재하는 것이 확인되었으며, Li을 포함하는 헥토라이트는 리튬 자원으로서의 개발 가능성이 높 기 때문에 많은 관심의 대상이 되고 있다. 헥토라이트의 열적 변화와 산에 대한 특성은 산업적인 적용 을 위해서 매우 중요한 성질임에도 불구하고 아직 완전하게 이해된 것이 없다. 이번 연구에서는 터키 붕소광상 중 Li2O 함량이 가장 높은 비가디치 광상에서 채취된 점토광석을 이용하였다. 채취한 점토 광석 내에 존재하는 헥토라이트를 Stoke’s Law를 이용하여 분리한 후 열 및 산 처리 실험을 실시하여 특성 변화를 검토하였다. 헥토라이트는 84℃ 부근에서 흡착수 및 층간수의 탈수에 의한 강한 흡열반 응이 일어나며, 600℃ 이후 결정수의 탈수에 의한 흡열반응이 일어난다. 저온의 흡열반응은 약 6%의 많은 중량 감소를 동반한다. 762℃ 부근에서 헥토라이트가 완화휘석, 크리스토발라이트 및 비정질 산 화철 광물로 분해되는 발열반응이 일어난다. 0.1 M 농도의 무기산으로 1시간 헥토라이트를 반응시킨 결과 황산 ≥ 염산 > 질산 순으로 용해 정도가 높았다.

실체현미경과 전계방출형 주사전자현미경 관찰, 에너지분산형 분광분석기를 이용한 화학 분석을 통하여 황해중앙이질대에서 채취된 46개의 표층 퇴적물 시료 내에 포함되어 있는 중광물의 종류, 함량, 광물 특성 및 분포를 연구하였으며, 이 결과를 바탕으로 조립질 퇴적물의 기원지를 유추하였다. 황해중앙이질대 표층 퇴적물 내에 존재하는 중광물들은 녹렴석군 광물, 각섬석군 광물, 석류석군 광물, 저어콘, 금홍석, 스핀 순으로 산출하는데, 특히 녹렴석군 광물과 각섬석군 광물의 비율이 50% 이상으로 매우 높다. 녹렴석군 광물은 녹렴석, 각섬석군 광물은 에데나이트, 석류석군 광물은 알만딘이 대부분인 것으로 판단된다. 황해중앙이질대를 124°E 기준으로 구분할 경우, 동부지역이 서부지역에 비해 녹렴석 및 풍화에 강한 (저어콘 + 금홍석)의 함량은 높고, 풍화에 약한 각섬석의 함량은 낮게 나 타난다. 이는 서부지역의 퇴적물은 기원지에 가까운 곳에, 동부지역의 퇴적물은 기원지로부터 먼 곳에 퇴적되었을 것임을 시사해준다. 추후 황해로 유입되는 강 퇴적물과 해양 퇴적물에 대한 추가적인 중광물 연구가 진행되어야만 정확한 기원지와 퇴적과정에 대한 해석을 할 수 있을 것으로 여겨진다.

밀양납석광상의 지표시료와 시추시료의 광물조성과 화학조성 분석결과를 통하여 열수변질양상과 형성 환경을 연구하였다. 밀양납석광상의 열수변질대는 광물조합을 근거로 주로 엽납석-딕카이트(석영) 광물조합을 가지며 납석광체에 해당하는 강이질변질대와 견운모-석영-딕카이트를 주로 수반하는 필릭변질대 및 녹니석-석영이 주된 광물조합으로 수반되는 프로필라이트변질대 등 세 가지로 구분된다. 지표 및 시추시료의 수평적⋅수직적 변질양상 및 지화학적 특성을 통하여 연구지역 내 납석광체는 수차례의 열수변질작용을 통하여 형성되었으며, 현재 채광이 이루어지고 있는 지표광체로부터 남쪽-남동쪽 심부에 이르기까지 대규모로 연장되어 있을 것으로 여겨진다. 납석광체의 광물조합 및 엽납석의 다구조형(2M) 등을 통하여 밀양납석광상의 형성온도는 약 300-350℃ 내외일 것으로 추측된다.