당두광상에서 산출되는 스카른 광물 및 섬아연석에 대한 분광분석을 실시하고 XRD 분석 및 편광현미경 관찰을 통해 휴대용 분광계를 이용한 스카른 광상 광물자원탐사에 있어서 효율성에 대해 고찰하였다. 그 결과, 단사휘석(회철휘석, 투휘석, 보통휘석), 석류석(회철석류석, 회반석류석), 녹렴석, 방해석, 녹니석 및 섬아연석이 산출됨을 확인하였으며, 단사휘석, 석류석, 녹렴석, 섬아연석의 경우 해당 광물의 단일표준분광정보와 매우 일치하는 반면, 녹니석은 방해석 및 단사휘석과 혼합된 형태의 분광특성이 나타난다. 분광특성분석과 XRD 분석 및 현미경관찰을 통한 교차검증 결과, 단사휘석, 석류석, 녹렴석의 경우 80% 이상의 일치성을 보인 반면, 섬아연석, 녹니석, 방해석의 경우 50% 이하의 일치성을 보인다. 따라서 휴대용 분광계를 이용한 스카른 광상 탐사 시 단사휘석, 석류석, 녹렴석의 정보제공에 효과적인 반면, 섬아연석, 녹니석, 방해석의 경우 부수적인 자료로 활용하는 것이 적절할 것으로 생각된다. 녹니석이나 방해석의 경우 효과적인 탐지를 위해서는 충분한 함량이 뒷받침되어야 할 것이다.

폐콘크리트 처리 시 발생하는 시멘트 미분은 CO2 포집을 위한 광물탄산화 재료로 활용할 수 있다. 이번 연구에서는 폐콘크리트를 활용한 CO2 포집을 위한 기초연구로 수화시멘트의 수성탄산화 방안과 탄산염광물 형성 특성에 대한 자료를 확보하고자 하였다. 실험을 위해 물 : 시멘트 비를 6 : 4로 하여 28일간 수중 경화하여 시멘트 풀을 제작하고, 첨가제(NaCl과 MgCl2)를 활용한 용출실험과 두 종류의 수성탄산화(직접수성탄산화와 간접수성탄산화)실험을 수행하였다. 용출실험 결과, Ca2+ 이온의 용출은 시험된 최대 농도에서 보다 0.1 M NaCl과 0.5 M MgCl2에서 최대로 나타났으며, MgCl2는 NaCl에 비해 10배 이상의 Ca2+ 이온을 용출력을 보였다. 미분(< 0.15 mm)의 시멘트 풀은 직접수성탄산화에 의해 1시간 이내에 탄산화에 의해 포트랜다이트가 거의 모두 탄산염광물로 변화하고, CSH(calcium silicate hydrate)의 분해에 의한 탄산화도 진행되는 것으로 나타났다. 그러나 직접수성탄산화에는 NaCl과 MgCl2와 같은 첨가제가 크게 효율적이지 못하였다. NaCl과 MgCl2를 첨가제로 사용한 용출액에 대한 간접수성탄산화로 100% 순수한 방해석을 생성되었다. MgCl2에 의한 용출액의 경우 탄산화를 위해 알칼리용액 의한 pH의 조절이 필요하였으며, Mg2+ 이온의 영향으로 탄산화가 느리게 진행되었다. 수성탄산화 방법과 첨가제의 종류가 생성되는 탄산칼슘광물의 종류와 결정도 영향을 미치는 것으로 나타났다.

원동지역은 스카른형 다중금속 광상으로서, 최근에는 회중석을 포함하는 텅스텐 광체의 유망광구로 주목받고 있다. 본 연구는 관입암체와 스카른 광물에 대한 연대측정을 통하여 스카른 형성 시기에 대한 지질연대학적 정보를 제공하고자 한다. 원동 지역의 층서는 석탄기와 트라이아스기, 캠브리아기와 오르도비스기의 층으로 이루어져있다. SHRIMP U-Pb 연대측정으로 원동지역 일대에 분포하고 있는 관입암류인 석영반암(79.37±0.94 Ma)과 장석반암암맥(50.64±0.44 Ma)의 정치고결시기를 결정하였다. K-Ar 연대측정으로 거정질의 금운모(49.1±1.1 Ma), 괴상의 금운모(49.2±1.2 Ma), 스카른광물과 공생하는 금운모(49.9±3.6 Ma), 그리고 열수변질작용의 산물인 일라이트(48.3±1.1 Ma)의 생성시기를 밝혀내었다. 열수 변질된 석영반암에서의 SHRIMP U-Pb 연대는 59.7~38.7 Ma까지 다양한 연대분포를 보이는데, 저어콘의 조직과 관련하여 메타믹티제이션(metamictization) 받은 저어콘 조직에서는 Pb 손실이 발생하여 연대 신뢰도가 떨어지는 반면, 용해-침전작용을 받은 부분의 연대 값은 동위원소 재평형 작용의 가능성이 있어 또다른 열수변질시기 혹은 화성활동시기에 대한 정보를 제공할 수 있다. 연대측정 결과와 광물 공생관계, 그리고 야외조사에서 확인된 석영반암 내 혹은 균열대에 발달해 있는 스카른용액 침투흔적으로 볼 때, 연구지역에서의 중석 스카른 광화시기는 약 50 Ma일 가능성이 높지만, 스카른 광체 선후관계 및 장석반암과 스카른 광체의 지질학적 연관관계에 대한 연구가 추가적으로 이루어져야 할 필요가 있다.

미네랄은 이온 상태로 존재하기 때문에, 카보머나 아크릴레이트 계 점증 시스템의 저점도 가용화 제형에서는 고농도로 안정화하기 어렵다. 본 연구에서는 젤 에센스 제형 내 고농도의 미네랄을 안정화하기 위하여, 염류에 안정한 실리콘 코폴리올을 이용한 네트워크 필름을 만들고, 네트워크 내에 미네랄을 고농도로 포집하여 피부에 오랜 시간 동안 고농도의 미네랄이 천천히 피부에 흡수될 수 있도록 제형을 설계하였다. 설계한 최적의 제형을 시료로 이용하여 6주간의 임상실험을 진행하였으며, 그 결과 피부 각질층의 미네랄 함량이 증가하고, 아미노산이 증가함으로써 각질층의 수분량이 증가하여 피부 투명도가 증가하였고 묵은 각질이 탈락하고 각질층이 정돈되어 피부 칙칙함과 피부 밝기가 개선됨을 확인하였다.

우량 나물콩 품종 육성을 위한 자료로 활용하고자 시판 콩나물 및 장려품종 나물콩으로 재배된 콩나물을 사용하여 콩나물의 무기이온 함량과 비타민 함량을 분석하였다. 1. 콩나물의 무기이온 함량은 K, Ca, Mg, Na, Fe, Zn, Mn, Cu의 순으로 많이 함유되어 있었으며, 콩나물을 자엽과 배축으로 분리하여 함량을 분석한 결과 자엽에서의 무기이온 함량은 전체 콩나물과 같은 양상으로 축적되어 있었으나 배축에서는 다른 경향을 나타내었다. 2. 뜨거운 물에 콩나물을 데칠 경우 많은 양의 무기이온이 물로 용출되며 특히 K의 함량 감소가 컸다. 3. 콩나물의 비타민 C 함량은 품종에 따라 변이가 있었으며, 콩나물을 열처리할 경우 비타민 C는 급속하게 감소되었다. 4. 콩나물에서의 비타민 B군(niacine, thiamin, pyridoxin)은 품종별로 함량 차이가 있었으며 대부분 자엽부위에 축적되어 있었다.

In this study, we investigated the suppressive effects of ore minerals on the allergic cell damages and oxidative cell damages. The ore minerals significantly reduced the productions of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and interleukin-4 (IL-4) in rat basophilic leukemia cells challenged with 2,4-dinitrophenol-bovine serum albumin (DNP-BSA). Lipoxygenase activity was also reduced by the ore minerals. Moreover, the ore minerals showed weak protective effects on the oxidative damage induced by hydrogen peroxide in pig kidney cells and retinal ganglion cells. Photohemolysis of erythrocytes in the presence of rose-bengal as a sensitizer was also inhibited by ore minerals. These results suggest that the ore minerals may be useful as the protectant for allergic and oxidative cell damages.

본 연구는 황토와 황토에서 분리한 점토(clay fraction)를 이용하여 수용액 내 양이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 분산과 응집의 변화를 알아보고자 하였다. 본 연구를 위하여 사용한 황토는 전남 나주시 동강면 장동리 황토로 지표면으로 부터 90~130 cm 깊이에서 채취하였다. 황토와 황토에서 분리한 점토(〈 2 μm) 그리고 이들 시료로부터 결정질 철과 비결정질 철을 제거한 황토와 점토시료를 이용하여 실험을 실시하였다. 이온의 종류와 농도에 따른 점토광물의 저면간격과 물리적 성질의 변화를 알아보기 위하여 4가지 양이온(Na+, K+, Mg2+, Ca2+)과 이들 이온의 농도(0.001 M~1 M)를 변화시켰을 때 광물의 침강속도와 점토광물의 저면간격의 변화를 연구하였다. 장동리 황토의 주 구성광물은 석영이며, 황토로부터 분리한 점토는 카올리나이트, 일라이트, 버미큘라이트로 이루어져 있다. 장동리 황토의 비결정질 철과 결정질 철의 함량은 각각 16.3 mg/kg과 436 mg/kg으로 주로 결정질 철로 이루어져 있다. 이온농도가 다른 4가지 이온을 추가한 수용액에서 구성 입자의 크기가 작은 점토가 황토에 비하여 분산이 더 잘되었다. 황토광물을 코팅하고 있는 결정질 철과 비결정질 철을 제거하기 전과 제거한 후 광물의 분산실험 결과에서 철을 제거한 시료가 분산이 더 잘 일어났으며 이는 코팅된 철 산화물이 광물입자들의 분산을 방해하는 것으로 사료된다. 수용액 중 이온의 종류와 농도가 광물의 분산에 미치는 영향 실험결과에 따르면 첨가한 이온의 농도가 클수록 그리고 양이온 전하량이 클수록 침강속도가 빨랐다. X-선 회절 분석 결과에 따르면 카올리나이트와 일라이트는 양이온의 종류와 농도에 따른 저면 간격의 변화가 없었다. 하지만 버미큘라이트는 일반적으로 +2가 양이온을 첨가한 경우 저면간격이 14.04 a으로 +1가 양이온의 13.9 a보다 크게 나타났다. 이는 +2가 양이온들의 수화반경이 +1가 양이온보다 크기 때문으로 사료된다. 따라서 광물에 코팅된 철과 수용에 내의 이온의 종류와 농도가 광물의 분산 및 버미큘라이트와 같은 팽창성 점토광물의 저면간격에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.

경북 북부 지역, 낙동강 상류 배수유역의 기반암별 토양 점토광물의 분포 특성을 이해하기 위하여, 준정량광물학적 분석을 실시하였다. 화강암류 분포지역에는 캐올리나이트와 스멕타이트가 다른 기반암 지역에 비하여 상대적으로 많이 함유되어 있었다. 퇴적암 지역 토양에는 일라이트의 함량이 다른 점토광물에 비해 월등히 높고, 캐올리나이트, 스멕타이트, 전이형(녹니석-스멕타이트 혼합층 및 층간수산기 질석 등) 광물들이 소량 수반된다. 변성암류와 화산암류 지역은 일라이트와 캐올리나이트 함량이 화강암류와 퇴적암류 지역의 중간 정도이나, 전이형 광물의 함량이 조금 더 높았다. 토양 점토광물의 조성은 기반암의 광물조성 및 각 광물의 풍화도 차이와 관련성이 있다. 화강암류 지역 토양의 높은 캐올리나이트 함량은 사장석의 풍화작용에 기인하나, 국지적으로 높은 스멕타이트 함량은 모암의 부분적인 열수변질작용과 관련된 것으로 추정된다. 퇴적암 지역 토양에 특히 풍부한 일라이트는 대부분 모암에서 잔류한 것이다.

The oriental ore minerals, which mainly consisted of talc, actinolite, sericite, and halloysite were developed, and then used to examine the healing effect on the skin wound in rats. Full-thickness square wounds were formed on the backs of rats after the hairs on the dorsal surface were shaved. The ore minerals were applied to examine the healing effect from day 0 to 15 after wounding. Notable wound healings in terms of congestion around the wound, wound contraction and epithelialization were found in ore mineral-treated groups. Moreover, microscopic results revealed the formation of epithelial layer, hair follicles and progressive angiogenesis in ore mineral-treated groups, while complete epithelial layer could not be found in the control. These results suggest that ore minerals from Korean indigenous ores may have wound healing effect on the skin injury in rats.

경북 봉화군 소천면의 선캠브리아기 변성퇴적암 내에는 석회규산염층이 산출되며, 이 석회규산염층은 두께 14~18 m 정도로 층리면에 평행하게 협재되어 있다. 이 암층에는 방해석, 백운석, 사문석, 투각섬석이 주로 포함되고, 일부에서 활석이 소량 포함된다. 사문석은 석회규산염층의 중상부에 다량 함유되고 투각섬석은 하부층에서 주로 산출한다. 사문석이 많이 포함된 암석일수록 짙은 녹색을 나타낸다. XRD 및 FT-IR의 분석결과, 이곳의 사문석광물은 안티고라이트에 해당하는 것으로 나타났으며, SEM의 관찰에서도 안티고라이트의 판상 형태가 잘 나타났다. EPMA에 의한 이 사문석의 성분 분석의 결과, 안티고라이트의 이상적인 조성(SiO2: 44.3 wt% and MgO: 40.8 wt%)에 가깝게 나타났으며, 이를 통하여 계산된 구조식은 Mg2.82Al0.04Fe3+0.04Si2.05O5(OH)4으로 나타났다. 석회규산염층은 구성 광물 및 산상 등을 검토해 본 결과, 퇴적 당시 환경에 따른 퇴적물의 광물 및 화학성분의 차이를 가지는 석회질 퇴적암이 변성작용을 받아 형성된 것으로 보인다. 안티고라이트가 다량 함유되는 상부층은 투각섬석이 포함되는 하부층에 비해 상대적으로 Mg이 더 풍부한 퇴적암으로 구성되었을 것으로 사료된다.

[ 6Li ]과 7Li MAS NMR을 이용하여 점토광물 층간에 있는 Li의 환경에 대하여 상온과 고온(250℃)에서의 변화를 알아보고 6Li의 효용성을 검토하였다. 연구대상광물로는 헥토라이트, 와이오밍-몬모릴로나이트, 바이델라이트가 사용되었고 레피돌라이트가 추가적으로 사용되었다. 층간에 존재하는 Li의 연구에서 6Li은 7Li에 비하여 좁은 피크를 보여주나 S/N비가 낮고 화학적 이동에 의한 환경변화를 뚜렷이 보여주지 않았다. 또한 피크의 모양이나 너비의 변화가 크지 않아 이를 이용한 구조해석도 쉽지 않은 것으로 나타났다. 7Li NMR 스펙트럼의 경우 역시 화학적 이동의 변화는 크지 않으나 피크의 너비 변화 및 2차 사중극 패턴의 변화를 통하여 층간 내 존재하는 Li의 미시적 환경 및 이의 변화에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 7Li NMR의 경우 몬모릴로나이트에서 두 개의 다른 환경을 갖고 있는 Li이 관찰되며 좁은 피크를 갖으며 2차 사중극 패턴이 아주 잘 나타나는 Li과 전체적으로 이러한 특성 없이 넓은 너비를 갖는 피크를 보인다. 고온에서 Li의 변화는 주로 넓은 피크를 갖는 Li에 의해서 주로 일어나며 이는 아마도 물의 결합과 관계있는 것으로 판단된다. 헥토라이트에서는 넓은 피크를 관찰할 수 없었고 바이델라이트에서도 몬모릴로나이트의 스펙트럼에서 보여지는 넓은 피크를 볼 수 있으며 고온에서 역시 피크의 너비가 좁아짐을 관찰할 수 있었다. 이 두 개의 피크 중 넓은 피크를 갖는 Li은 Si 사면체의 기저면에 상대적으로 강하게 결합하고 있는 내부권 복합체로, 몬모릴로나이트에서 보여지는 좁은 피크의 Li은 Si-사면체에서 비교적 떨어져 있는 외부권 복합체로 해석하였다.

한국원자력연구원에 위치한 KURT 지하처분연구시설은 2003년 부지조사를 시작으로 최근에 완공하였으며, 그 규모는 길이 약 180m, 폭 6m, 그리고 높이 6m의 말굽형 단면을 가진 터널이고 지하 약 90m 깊이에 위치하고 있다. 터널 굴착이 100m 정도 진행되었을 때, 신선한 암석 및 풍하가 진행된 암석, 그리고 균열 및 단층 충전물질로 채워진 부분을 대상으로 시료를 채취하여 광물 및 화학적 분석을 실시하였다. KURT 암반에는 일라이트, 스멕타이트, 녹니석과 같은 층상규산염광물들과 방해석 등이 단층 및 균열을 충전하고 있다. 일라이트나 스멕타이트는 단열대에 주로 혼합광물로 존재하고 있으며, 우세종에 따라 입도에 따른 함량비에 차이가 있다. 산화철로 피복된 암석과 단열충전물 시료에는 우라늄 및 토륨의 함량이 신선한 암석에 비해 높았으며, 이는 암석으로부터 서서히 용탈되거나 지하수 및 열수에 용존되어 있던 핵종 원소들이 단열을 따라 이동하면서 산화철 및 단열충전광물들에 의해 선택적으로 수착되거나 공침된 결과로 해석된다. 본 연구결과는 향후 지하심부 고준위방사성폐기물 처분관련 장기안정성 예측시 핵종 이동 및 지연에 영향을 끼치는 환경 인자 평가에 귀중한 자료로 활용될 것이다.

진원 연-아연 광상은 영남육괴의 북동부에 위치하며, 주변 지질은 선캠브리아기의 호산리층, 분천화강편마암, 흑운모화강편마암, 홍제사화강암, 우백질화강암과 이들을 관입한 백악기의 산성화산암류 및 시대미상의 암맥류로 구성되어 있다. 광상은 영남육괴의 고기 화강암류인 홍제사화강암 내의 열극을 충진하여 발달한 함 연-아연 열수 석영 맥상 광체들로 구성되어 있으며, 광화작용은 구조운동에 수반되어 총 2회에 걸쳐 진행되었다. 주 광화시기인 광화 I기는 광물들의 산출조직과 공생관계 등에 의하여 2개의 substage (Ia, Ib)로 구분되며, 석영맥 내에 주 광종인 섬아연석(13.1~19.0 mole% FeS)과 방연석에 수반하여 환철석, 유비철석(28.4~30.3 Atomic % As), 자류철석, 자철석, 황동석, 휘은석 등의 활화광물과 활염광물인 miargyrite가 광석광물로서 산출된다. 광화 II기는 광석광물을 수반하지 않은 석영맥의 발달 시기이다. 광석광물의 공생관계와 화학조성 특성 연구결과 등을 종합하여 확인된 광화작용 시의 지화학적 환경은 유활분압 10-7~10-16atm, 산소분압 10-32.8~10-38.5atm 이산화탄소 분압 <10-0.6atm이었다.

울산단층 동쪽 지괴에 발달한 제4기 단층인 개곡1, 개곡2, 신계, 마동, 원원사, 진현단층을 대상으로 X선회절분석(XRD), 전자현미분석(EPMA), 후방산란전자영상분석(BSE), K-Ar연대측정법을 이용하여 단층비지의 광물조성과 미세조직의 특징을 연구하였다. 단층비지내 변질광물들은 단층운동에 수반된 열수변질작용으로 형성되었다. 28.9Ma~44.3Ma 범위의 연대를 나타내는 단층비지는 주로 점토광물, 석영, 장석으로 구성된다. 점토광물은 스멕타이트가 주구성 광물이고 소량으로 녹니석, 일라이트 및 카올리나이트가 산출된다. 접촉부 모암과 단층 비지대에서는 단층작용과 관련된 열수작용에 의해 광물의 변질작용의 흔적이 쉽게 인지되고, 주입비지와 절단된 방해석맥 등과 같이 단층작용이 반복된 증거를 볼 때 단층비지대는 다중변형작용의 산물임을 알 수 있다. 녹색 내지 녹회색 계통인 진현단층의 비지의 경우 적색계통의 다른 단층비지에 비해 Al2O3의 함량이 높고, MgO와 CaO의 함량은 낮다. 스멕타이트의 화학분석 결과, 단층비지의 색은 기질을 구성하는 점토광물의 종류와 화학적 조성과도 밀접한 관계를 가진다.

울릉분지 남부 대륙붕 석유탐사 시추공에서 회수된 사암 내에서 산출되는 녹니석-스멕타이트 혼합층 점토광물에 대하여 광물학적 및 화학적 연구를 수행하였다. X-선 회절분석과 화학분석 결과에 의하면 이 점토광물은 녹니석과 스멕타이트가 1:1 비율로 구성된 이팔면체형의 녹니석-스멕타이트 혼합층광물, 즉 토수다이트이다. 이 토수다이트는 Li가 풍부한 토수다이트로서 열수변질대에서 보고되는 토수다이트와 거의 동일하다. 이것은 토수다이트가 산출되는 지역은 열수변질과 관련된 열적 영향을 받았음을 지시한다. 실제로 이 시추공이 있는 지역은 단층과 습곡이 많이 발달되어 있고 구조적으로 변형되어 있다. 이와 같은 점을 고려할 때 하부로부터 열수가 올라와서 사암 내의 토수다이트의 생성에 기여했을 것으로 생각된다.

강원도 홍천 유기농 재배단지 내에서 재배한 5종의 유기농 야채 즉, 케일, 신선초, 셀러리, 상추 및 파와 가락동 시장에서 구입한 일반재배 야채를 시료로 하여 일반성분 함량, 무기물, 비타민 및 chlorophyll 함량을 각각 측정하여 유기농 야채 판별을 위한 기초자료로 활용하였다. 일반성분 함량은 전체적으로 유기농 야채의 조단백, 조지방 함량이 일반야채 보다 높아 이는 야채의 외관에도 직접적인 영향을 미치는 것으로 판단되며, 상대적으로 녹색색

포항지역 제3기 해성퇴적층에서 산출되는 탄산염광물의 특성을 밝히기 위하여 음극선 발광현미경 관찰과 화학분석을 실시하였다. 발광현미경은 보통의 편광 현미경으로는 관찰할 수 없는 정보를 제공해 준다. 사암의 탄산염 교질물 내에서, 편광현미경하에서는 나타나지 않는 유공충의 형태와 마름모꼴로 자란 돌로마이트 형태들이 음금선 발광현미경하에서는 명확히 나타난다. 화학분석 결과, 발광은 탄산염 광물 내의 망간 성분과 칠 성분에 의해서 나타난다. 그러나 돌로마이트 내의 철성분이 10,000 ppm을 넘게 되면 발광은 사라진다. 산출되는 돌로마이트는 칼슘 성분이 많은 것이 특징이며, 60～70℃의 초기 속성작용 단계에서 생성된 것으로 생각된다.

방사성폐기물의 처분연구와 관련하여 대전 유성지역 화강암내 심부시추공 시추코아의 단열 광물들에 대한 광물학적 특성을 연구하였다. 유성지역의 심부시추공들에는 다수의 단열대가 발달해 있으며 국지적인 열수변질작용이 중첩되어 있다. YS-01 시추코아에 대한 전암분석결과 -90 m∼-130 m 구간과 -230 m ∼-250 m 구간에서 급격한 SiO2 함량 감소와 Al2O3, CaO, L.O.I 값의 증가가 관찰되며 이는 단열충전광물의 생성과 관련이 있다. 이러한 단열충전광물에 대한 XRD분석결과 불석광물(로몬타이트, 휼란다이트), 방해석, 일라이트(2M1과 1Md 다형), 녹니석, 녹염석, 카올리나이트 등이 확인되었으며, 산출되는 양은 방해석 불석광물 〉 일라이트 〉 녹염석 녹니석 〉 카올리나이트의 순이다. SEM관찰 및 EPMA 분석결과, 단열충전광물들의 심도에 따른 조직 및 화학특성의 변화는 관찰되지 않는다. 연구지역은 화강암반내에 발달된 단열대가 지하수의 유동로로 작용하여 오랜 기간에 걸친 물-암석 반응이 진행되었고, 또한 저온의 열수변질작용이 중첩되었기 때문에 이들에 의한 단열충전광물의 생성기원 연구가 필요하다.