일라이트 폴리타입: 그 특성과 단층 활동연대 결정에의 활용

송윤구,Song, Yun-Goo 대한자원환경지질학회 2012 자원환경지질 Vol.45 No.2

일라이트에서 적층방식을 달리하여 나타나는 폴리타입은 대부분 1M과 $2M_1$이며, 적층 Disordering에 따른 $1M_d$ 또한 흔히 관찰된다. 본 해설에서는 일라이트의 폴리타입을 구분하고 정량적으로 해석할 수 있는 광물학적 이론적 근거와 방법을 소개하고, 소규모 열수환경에 준하는 단층대 내 생성시기 및 조건을 달리하는 일라이트 폴리타입 혼합물에의 적용을 통한 단층 활동 및 재활동연대 결정에의 활용 가능성을 검토하였다. 단층연대해석의 정확도와 신빙도를 높이기 위해서는 단층암 대상시료 내 일라이트 폴리타입의 생성환경에 대한 정보, 동정 및 광물학적 특성에 대한 규명이 이루어져야 한다. 또한 WILDFIRE(C)시뮬레이션을 이용한 정량분석에서, $1M_d$ 폴리타입의 Disordering 정도 및 I/S 광물의 팽창도에 기인한 (hkl) 회절선들의 Broadening 효과 등 일라이트 폴리타입 정량분석법의 오차요인을 최소화시키는 하기 방법을 고려해야 할 것이다. The 1M and $2M_1$ stacking sequences are the most frequently encountered in the illite species among the possible 6 polytypes. The $1M_d$, derived from the 1M polytype which exhibits a variable degree of disorder in the stacking sequence, is also observed in illite samples. In this paper, the author introduces and reviews the theoretical background of the quantitative analysis method of illite polytypes, and considers the possibility to determine the fault age and its reactivation age using K/Ar age-dating based on the quantification of illite polytypes in the fault system. For the increase of the accuracy and precision of the illite age analysis method, the occurrence, identification, and mineralogical characterization of illite polytypes should be defined in detail. The broadening effect of (hkl) reflections, due to disordering of 1M polytype and the presence of I/S minerals with expandability, are also considered as the main parameters controlling the quantification of illite polytypes using the WILDFIRE(C)simulation.

Aluminogermanate Precursor의 자기조합(Self-assembly)을 통한 단일 벽을 갖는 나노-볼형 및 나노-튜브형 광물 유도

송윤구,이영부,Song, Yun-Goo,Bac, Bui Hoang,Lee, Young-Boo 대한자원환경지질학회 2009 자원환경지질 Vol.42 No.5

본 연구에서는 단일 벽(Single-wall) 구조를 갖는 나노크기의 속이 빈(hollow) 볼(Ball)형(NBs; Nano-balls), 짧은 길이 튜브(S-NTs; Short-fiber Nano-tubes)형 및 긴 길이 튜브(L-NTs; Long-fiber Nano-tubes) 물질을 동일한 조성 Al/Ge=1.33을 갖는 Aluminogermanate(ALGE) Precursor 최초 혼합용액의 단순한 pH 조절 과정에서 자기조합(Self-assembly)을 통해 성공적으로 합성하였다. 먼저 pH=13으로의 염기성화(Na/Al=28~30) 및 최종 pH=9 조건에서 5 nm의 균질한 크기를 갖으며, 화학조성인 Al/Ge=1.5~1.6인 속이 빈 구조의 NBs가 합성되었다. pH=13으로의 염기성화 및 최종 pH=4 조건에서는 3.3 nm 지름, 길이 15~20 nm, Al/Ge=2.6~2.8의 S-NTs가 합성되었다. 그러나 pH=9로 염기성화(Na/Al=3.8) 시킨 후 최종 pH=4조건에서는 나노-튜브의 길이가 100 nm 이상인 L-NTs가 처음으로 합성되었다. 이러한 결과는 ALGE Precursor로부터 -Ge-OH 표면에서의 $H^+$-dissociation 정도 차이, 즉, $Na^+$ 양 및 최종 pH 조건을 달리함으로써 의도하는 형태의 ALGE 나노물질 유도가 가능함을 시사한다. Ordered single-walled hollow aluminogermanate (ALGE) nano-balls(NBs) and nano-tubes(NTs) have been self-assembled from the ALGE precursors having an Al/Ge ratio of 1.33 using simple pH-control. The hollow ALGE NBs with average monodisperse diameters of 5 nm and chemistry of Al/Ge=1.5~1.6 were formed through structural assembly in the ALGE solution (Al/Ge=1.33) highly basified to pH=13(Na/Al=28~30) and followed by immediate acidification to pH=9. When the basified solution(pH=13) were acidified to pH=4, ALGE S-NTs (Short-fiber nano-tubes) with diameters of 3.3 nm, 15~20 nm in length, and chemistry of Al/Ge=2.6~2.8 were successfully synthesized. Whereas the solution was basified to pH=9, and subsequently acidified to pH=4, L-NTs(Long-fiber nano-tubes) with >100 nm in length were synthesized for the first time. The self-assembly of the hollow NBs, S-NTs, and L-NTs form the ALGE precursors can be explained by the degree of $H^+$-dissociation of the -Ge-OH inner surfaces, which was controlled by amount of $Na^+$ and pH conditions of ALGE precursor solutions. This results indicate that target forms of ALGE nanomaterials can be synthesized by simple pH controls.

Aluminum Solubility of Andisols in Jeju Island, Korea

이규호,송윤구,문지원,문희수,Lee, Gyoo-Ho,Song, Yun-Goo,Moon, Ji-Won,Moon, Hi-Soo The Korean Society of Economic and Environmental G 2012 자원환경지질 Vol.45 No.2

본 연구에서는 제주도 토양 중 화산쇄설암과 현무암을 모재로 발달하는 두 Andisol 토양의 Al 용해도 특성을 규명하고자 하였다. 토양 A층은 높은 유기물함량과 $Al_{pyrophosphate}/Al_{oxalate}$ 비를 나타내는 반면, 토양 Bo층은 낮은 유기물함량과 $Al_{pyrophosphate}/Al_{oxalate}$ 비를 나타낸다. 이는 반응성 Al이 A층에서는 대부분이 유기물과 결합한 형태로 존재하고 있는 반면, 토양 Bo층에서는 무기질의 광물과 결합하고 있음을 지시한다. Acid-oxalate 용해처리, 그리고 150 및 $350^{\circ}C$ 열처리 전후의 FT-IR 스펙트럼 비교, 투과전자현미경(TEM)을 이용한 관찰결과, 토양 Bo층에 상당량의 이모골라이트(Imogolite)가 존재함을 확인하였다. 이들 시료에 대한 Al-용해도 특성규명을 위한 Batch 평형실험결과, 토양 Bo층에서의 Al-용해도는 ITM(Imogolite-type material)과 Al hydroxy-interlayered aluminosilicate에 의한 Simultaneous equilibrium보다는 ITM의 Congruent dissolution model을 따르는 것으로 나타났다. 투석과 Aging과정 후의 용해도 특성 변화는 PI(Proto imogolite) sol의 생성이 되고, 이들의 이모골라이트로의 상전이가 Al-용해도에 영향을 주었음을 지시한다. 이러한 결과는, 실내실험 결과를 보완해주는 것으로, 제주도 Andisol토양에서의 Al-용해도 특성이 ITM에 의한 Congruent dissolution에 의해 조절되고 있음을 지시한다. The solubility of aluminum for two Andisol profiles formed on pyroclastic materials and basaltic rocks from Jeju Island, Korea was investigated. It is found that high organic carbon content and $Al_{pyrophosphate}/Al_{oxalate}$ ratios in the A horizons, suggesting the substantial amounts of reactive Al are associated with organic matter, whereas the low organic carbon content and the $Al_{pyrophosphate}/Al_{oxalate}$ ratios in the Bo horizons indicate that a major part of the reactive Al should be bound inorganically. The differential FT-IR spectra following acid-oxalate dissolution and heating up to 150 and $350^{\circ}C$, and transmission electron microscope (TEM) observation confirm that imogolite is in the Bo horizon. Our results of equilibration experiments demonstrate that the Al solubility in the Bo horizon for Andisols can be clarified by the congruent dissolution model for imogolite-type material (ITM), rather than by the simultaneous equilibrium with both ITM and Al hydroxy-interlayered aluminosilicate. With results from dialysis and aging procedures, it is noted that the formation of a proto imogolite sol showing its transformation to imogolite, which supports the congruent dissolution of ITM primarily controlling the Al solubility of Andisols in Jeju Island, Korea.

구룡광산 광미층의 심도변화에 따른 물리.화학적 및 광물학적 특성

문용희,김정연,송윤구,문희수,Moon, Yong-Hee,Kim, Jeong-Yeon,Song, Yun-Goo,Moon, Hi-Soo 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.2

본 연구에서는 구룡광산에 적치된 광미층으로 부터 채취된 대표 비교란 코어시료를 대상으로 체계적인 물리 화학적 및 광물학적 특성을 심도별로 정량적으로 파악, 중금속 거동 핵심 영향요소를 기준으로 광미층 수직분대를 시도하고, 이를 기초로 광미층 비포화대-포화대에 걸친 원소 거동과 지화학적 조건과의 상관모델을 제시하고자 한다. 구룡광산의 대상 광미층은 화학적으로 지하수면을 경계로 상부층 구간에서의 낮은 pH(4)와 20wt.% 이상의 높은 $Fe_2O_3$ 및 $SO_3$ 함량에 의해 특징지어진다. 물리 화학적 및 광물학적 분석 자료를 고려하여 구룡광산 광미층을 심도증가에 따라 복토층, jarosite zone, Fe-sulfate zone, Fe-oxyhydroxide zone, gypsum-bearing pyrite zone, calcite-bearing pyrite zone, soil zone(광미층 집적 이전 토양층), weathered zone 등 7개분대로 구분할 수 있으며, 새로 생성된 이차광물상의 특성을 고려할 때 지하수면을 기준으로 상부층을 산화대(oxidation zone)로, 하부층을 비산화대(unoxidation zone), 혹은 carbonate-rich primary zone으로 크게 대분할 수 있다. 본 연구결과를 기초로 구룡광산 광미층의 물리 화학적 및 광물학적 변화를 지하수면 상부층에서의 황화광물, 특히 황철석의 산화반응이 핵심요소가 되어, 이로 인한 pH 값의 감소, 일차광물의 용해반응 및 원소 용출, 이차광물상 생성, 그리고 생성된 산의 탄산염 및 규산염광물에 의한 산-중화반응 등 일련의 지화학적 반응으로 설명할 수 있다. This study is focused on characterization of the physio-chemical and mineralogical properties, investigation of their vertical changes in the tailing profile of the Guryoung mining area, classification of the profile into distinct zones, and condition conceptual model of physio-chemical conditions and phases-water relationships controlling the element behaviors in the tailings. The upper part of the groundwater is characterized by the high contents of $Fe_2O_3$ and $SO_3$ for whole rock analysis, low pH, and the occurrence of jarosite, schwertmannite and Fe-oxyhydroxide as the secondary mineral phases. The tailing profile can be divided into the covering soil, jarosite zone, Fe-sulfate zone, Fe-oxyhydroxide and gypsum-bearing pyrite zone, calcite-bearing pyrite zone, soil zone, and weathered zone on the based of the geochemical and mineralogical characteristics. The profile can be sampled into the oxidized zone and the carbonate-rich primary zone with the dramatic changes in pH and the secondary mineral phases. The conceptual model proposed for the tailing profile can be summarized that the oxidation of pyrite is the most important reaction controlling the changes in pH, the dissolution of the primary silicates and carbonates, the precipitation of secondary mineral phases, acid-neutralizing, and heavy metal behaviors through the profile.

0가 철과 직류전원을 이용한 TCE 오염 지하수의 정화기법 예비조사

문지원,문희수,노열,이석영,송윤구,Moon, Ji-Won,Moon, Hi-Soo,Roh, Yul,Lee, Suk-Young,Song, Yun-Goo 대한자원환경지질학회 2001 자원환경지질 Vol.34 No.3

$Fe^0$ 등의 0가 금속을 포함하는 반응재들은 오염운이 반응벽을 통과하는 동안 염소계 용매들을 분해시킨다. Fe$^{0}$ 를 이용한 투수성 반응벽은 특히 trichloroethene(TCE)이 주된 오염원인 경우 처리비용이 적다는 장점이 있는 반면, 반응속도가 느리고, 반응벽의 운영기간이 제한된다는 단점이 있다. 본 연구는 기존의 Fe$^{0}$ 를 이용한 반응벽에 직류전원을 걸어주는 향상된 처리기술 개발은 예비연구이다. $Fe^0$ 반응컬럼을 이용한 bench-scale의 실험을 통해 $Fe^0$ 반응재와 직류전원의 조합은 TCE의 탈염소화를 촉진하는 것으로 나타났다. 탈염소화의 반응기작은 철의 산화와 부가적인 전자의 공급원인 외부전원에 의한 환원에 기인한다. Reactive medium including zero-valent metals such as zero-valent iron ($Fe^0$) degrades chlorinated solvents as a contaminant plume flows through the treatment medium. Although the Feo based reactive barrier has been demonstnlted to be a cost effective for trichloroethenc (TCE)-contaminaled plume remediation, current approach is limited by low process eftlciency and uncertain, effective life of the medium. The objective of this study is to develop an enhanced treatment method of TeE-contaminated groundwater using Feo and direct current. The bench-scale test using flow-through $Fe^0$ reactor column confirmed that the application of direct current with $Fe^0$ is highly effective in enhancing the rate of TeE dechlorination. The dechlorination mechanism appears to be reductive, with the electrons supplied by the iron oxidation and external power supply serving as the additional source of electrons.

질산성 질소로 오염된 소유역 하천 수질의 계절 변화

김연태,우남칠,이광식,송윤구,Kim Youn-Tae,Woo Nam-Chil,Lee Kwang-Sik,Song Yun-Goo 한국지하수토양환경학회 2005 지하수토양환경 Vol.10 No.2

밀집된 축사의 영향으로 충적층 지하수가 질산성 질소로 심하게 오염되어 있는 소유역을 흐르는 화봉천 수질의 계절 변화를 연구하였다. 이 하천에서 축산폐수의 직접 유입이 확인되었으며, 오염된 지하수 유입으로 인한 수질 변화가 나타났다. 건기에는 축산폐수의 직접 유입이 하천수질에 큰 영향을 미치고 있다. 우기에는 강수에 의한 희석효과에도 불구하고 지표수의 질산성 질소 농도가 오히려 증가하였으며, 질산성 질소로 오염된 지하수 유입량 증가가 큰 영향을 미친 것으로 판단된다. 지하수의 하천 유출은 산소, 수소 동위원소 조성을 이용하여 증명하였다. 질산성 질소 농도는 화봉천이 청미천보다 상대적으로 높으므로, 화봉천 유업에 의해 청미천의 질산성 질소 농도가 증가되고 있으며, 하천수의 질산성 질소 농도가 높아지는 우기에 이러한 수질 영향이 더욱 커졌다. The seasonal variation of water quality was studied in the Hwabongcheon. It runs though a small catchment where shallow groundwater was contaminated with $NO_3-N$ by intensive livestock facilities. A direct inflow of animal waste and incoming of contaminated groundwater affected its water quality. In the dry season, an important factor of water quality in the Hwabongcheon was direct inflow of animal waste. In the wet season, concentrations of $NO_3-N$ in the Hwabongcheon were elevated in spite of being diluted by precipitation. It could be explained by the effect of increased incoming of contaminated groundwater and showed by oxygen and hydrogen isotope values. $NO_3-N$ concentration in the Cheongmicheon was lower than that in the Hwabongcheon, so it increased next a junction. This effect was intense in wet season because $NO_3-N$ concentration in the Hwabongcheon was high.

직류전원과 0가 철을 이용한 지하수내 TCE정화효율의 최적화 연구

문지원,문희수,노열,김헌기,송윤구,Moon, Ji-Won,Moon, Hi-Soo,Roh, Yul,Kim, Heon-Ki,Song, Yun-Goo 대한자원환경지질학회 2002 자원환경지질 Vol.35 No.3

본 연구는 직류전원(DC)과 zero valent iron(ZVI)을 이용한 실험실 규모의 투수성 반응벽의 모사를 통하여 야외규모의 반응벽 설치시 반응벽과 전원의 설치 위치에 따른 trichloroethylene(TCE)의 처리시 효율성과 반응벽 사용가능 수명을 알아보고자 하였다. 실험결과 12개의 컬럼 type 중 ZVI와 DC를 동시에 사용하는 경우, ZVI만을 사용하는 경우의다. TCE의 환원적 탈염소화는 촉진되었다. 설치된 ZVI충진물질의 양을 고려할 경우, 하류에 ZVI를 설치하고, 전극배열은 상류에 양극을, 하류에 음극을 배열하는 것이 가장 적은 실비로 높은 처리 효율을 나타냄이 밝혀졌다. The objective of this study was to design an optimal electro-remediation system for TCE contaminated water using zero talent iron (ZVI) and direct current (DC). A series of column experiments were conducted to evaluate the effects of electrode arrangement and the location of permeable iron barrier in the column on the TCE removal efficiency and iron corrosion process. In twelve different combinations of ZVI and/or DC application in the test columns, the rate of reductive degradation of TCE was improved with simultaneous application of both ZVI and DC compared to that used ZVI only. The moot effective arrangement of electrode and ZVI for TCE removal from water was a column set with ZVI and cathode installed at the down gradient, respectively.

제주도 Andisols Bo 층 토양의 산성화에 대한 완충능력 - 광물상 용해도 특성의 영향 -

문희수(Hi Soo Moon),송윤구(Yun Goo Song),이규호(Gyoo Ho Lee),문지원(Ji Won Moon) 한국광물학회 2002 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.15 No.2

Buffer capacities for two Bo horizon soils of Andisols developed from different parent materials have been investigated. The titration curves from column leaching experiment show that buffering occurred at pH 4.0 and 6.0. The buffer intensity of soil developed from pyroclastic materials (P-soil) is higher than that from basalts (B-soil). From batch test we have found that proto-imogolite and/or imogolite may control Al solubility as well as Al(OH)_3 in the moderate acid condition. The buffer intensities (β) of P-soils were plotted on the theoretical buffering curve of Al(OH)_3, while β of B-soils approached to that of proto-imogolite, which shows the solubility of short-range-order materials in P-soil control the buffer capacity. Buffering at pH 6.0 is thought to be the result of dissolution of some silicate clays and exchange reactions between H^+ and base-forming cations. Considering the amount of annual acid precipitation, aluminum solubility of Andisols, and the low BS (Base Saturation percentage), it can be predicted that prolonged acid precipitation will reduce the buffer capacity of soils and lead to soil acidification.

원동지역 하부 조선누층군의 광물학적 특성

김하,심호,원무수,김명지,이주호,송윤구,Kim, Ha,Sim, Ho,Won, Moosoo,Kim, Myeong-Ji,Lee, Ju-Ho,Song, Yun-Goo 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.5

본 연구에서는 원동지역 하부 조선누층군을 대상으로 야외 지질조사 및 시추코어시료에 대해 수직적 암상 변화 기재, X-선 회절분석법을 이용하여 광물 정량분석 및 주사전자현미경 관찰을 통해 하부 조선누층군의 광물학적 특성을 알아보고 광물 조성 변화의 의미를 고찰하였다. 원동지역 내 석회석광상의 심도 약 250 m 시추 코어를 대상으로 심도별 100개의 시료를 채취하였다. 특히 대기층부터 화절층 시작 지점 사이의 변화양상을 보고자 이 구간은 약 0.3 m 간격으로 조밀하게 시료채취 하였다. X-선 회절 분석을 이용한 광물 정량 분석은 강옥 (Corundum)을 내부 기준 물질로 하는 Relative Intensity Ratio (RIR)법을 이용하여 실시하였다. 원동지역 대상 시료의 주구성광물은 방해석 (calcite), $2M_1$ 일라이트 ($2M_1$ illite) 및 석영 (quartz)으로 나타났으며, 세송층에서는 일부 백운석 (dolomite)과 능철석 (siderite)이 주구성광물로 나타나기도 한다. 주구성광물의 정량분석 결과, 대기층 상부에 해당하는 시추코어 하부시료들은 대부분 방해석이 80% 이상으로 우세하게 나타난다. 세송층에서는 백운석과 능철석의 함량이 높게 나타나고, $2M_1$ 일라이트와 방해석 함량이 높은 박층이 교호하는 특성을 보인다. 화절층은 전체적으로 $2M_1$ 일라이트 및 석영이 우세한 박층과 방해석이 우세한 박층이 교호되어 나타나는데, 화절층 하부에서는 $2M_1$ 일라이트와 석영이 우세한 박층의 빈도가 높게 나타나는 반면, 상부로 갈수록 방해석 함량이 높은 층의 비율이 높아지는 특성을 보였다. 대기층과 세송층은 상당히 뚜렷한 경계를 보이나, 세송층과 화절층의 경계부는 점이적으로 광물 조성이 변하는 경향을 보인다. 주사전자현미경 관찰결과, 석영과 $2M_1$ 일라이트는 모든 시료에서 전형적인 쇄설성 입자의 특성을 보였다. 방해석과 백운석은 결정화 작용을 통해 생성된 것도 관찰되지만 다수의 시료에서 재퇴적된 쇄설성 입자로 나타난다. 이같은 광물학적 특성은 하부 고생대의 천해성 퇴적환경에서도 반복적인 육성 퇴적물 유입의 변화가 있었음을 지시한다. This study determined mineralogical characteristics and discussed the meaning of mineralogical changes of the lower Choseon Supergrouop in the Weondong area based on the field geological investigation and the drilling core description using X-ray diffraction (XRD) mineral quantification and Scanning Electron Microscopy (SEM) observation. 100 samples with depth were collected from the core (250 m long) at a site in the study area. Especially, to investigate the changes from the upper Daegi Formation to the lower Hwajeol Formation, the samples were collected closely with the interval of about 0.3 m at this section. All samples were made into power using mortar for XRD. Mineral quantitative analysis was executed using Relative Intensity Ratio (RIR) method with corundum as an internal standard phase. Calcite, $2M_1$ illite and quartz are main constituents in most of samples. Dolomite and siderite are significantly observed in the Sesong Formation. As the results of quantitative analysis for the major minerals, the upper Daegi Formation is dominated by calcite with over 80%. The Sesong Formation includes high percentage of dolomite and siderite with the intercalation of thin layers containing high calcite and $2M_1$ illite contents. Hwajeol Formation is characterized by the alternation between thin layers of $2M_1$ illite and quartz-dominated layer (IQDL) and calcite-dominated layer (CDL). IQDL is more frequent in the lower part, whereas CDL is more common in the upper part. The boundary between Daegi Formation and the Sesong Formation is distinct, whereas the boundary between the Sesong Formation and the Hwajeol Formation tends to be changed gradually in mineralogy. The result of SEM observation shows that quartz and $2M_1$ illite are detrital, and a significant amount of calcite also shows detrital form with some recrystallized one, indicating that the repeated influx of terrestrial materials had changed the mineralogy of the shallow sea depositional environment in the early Paleozoic era.

철환원 박테리아에 의한 금속 환원 및 광물형성

노열(Yul Roh),문희수(Hi Soo Moon),송윤구(Yun Goo Song) 한국광물학회 2002 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.15 No.3

Microbial metal reduction influences the biogeochemical cycles of carbon and metals as well as plays an important role in the bioremediation of metals, radionuclides, and organic contaminants. The use of bacteria to facilitate the production of magnetite nanoparticles and the formation of carbonated minerals may provide new biotechnological processes for material synthesis and carbon sequestration. Metal-reducing bacteria were isolated from a variety of extreme environments, such as deep terrestrial subsurface, deep marine sediments, water near hydrothermal vents, and alkaline ponds. Metal-reducing bacteria isolated from diverse extreme environments were able to reduce Fe(Ⅲ), Mn(Ⅳ), Cr(Ⅵ), Co(Ⅲ), and U(Ⅵ) using short chain fatty acids and/or hydrogen as the electron donors. These bacteria exhibited diverse mineral precipitation capabilities including the formation of magnetite (Fe_3O_4), siderite (FeCO_3), calcite (CaCO_3), rhodochrosite (MnCO_3), vivianite [Fe_3(PO_4)_2·8H_2O], and uraninite (UO_2). Geochemical and environmental factors such as atmospheres, chemical milieu, and species of bacteria affected the extent of Fe(Ⅲ)-reduction as well as the mineralogy and morphology of the crystalline iron mineral phases. Thermophilic bacteria use amorphous Fe(Ⅲ)-oxyhydroxide plus metals (Co, Cr, Ni) as an electron acceptor and organic carbon as an electron donor to synthesize metal-substituted magnetite. Metal reducing bacteria were capable of CO_2 conversion into sparingly soluble carbonate minerals, such as siderite and calcite using amorphous Fe(Ⅲ)-oxyhydroxide or metal-rich fly ash. These results indicate that microbial Fe(Ⅲ)-reduction may not only play important roles in iron and carbon biogecochemistry in natural environments, but also be potentially useful for the synthesis of submicron-sized ferromagnetic materials.