본 연구는 경상남도 거창군 북상면 산수리 지역에 산출되는 풍원 규암광에 대한 산상과 매장량평가에 대한 것이다. 규암광은 선캠브리아시대의 광역변성작용과 화강암화작용에 의해 형성된 것으로, 덕유산층인 운모편암과 화강편마암의 경계부에서 산출되고 있다. 본 규암층은 주변의 고기퇴적암류(쳐트, 사암)의 규소성분들이 추출되어 재결정되고 재배열되어 형성되어진 것이다. 규암층은 유색$\~$담회색$\~$담황색을 띠는 세립의 치밀하고 견고한 암상이며, 규암은 대부분 $0.5\~1mm$ 내외의 석영으로 구성되어 있으며, 약한 엽리가 발달되어 있다. 규암층은 주향 N57E-N84E, 경사 $51-60NW(264/51\~237/60)$을 가지며, 부존 규모는 최대 층후 60m, 연장 약 140m, 최대 노두폭(露頭幅)이 약 35m로 렌즈상 혹은 소세지형으로 산출되고 있다 본 규석광의 산술평균품위는 $SiO_2=94.4wt\%,\;Al_2O_3=3.3wt\%,\;Fe_2O_3=0.8wt\%,\;K_2O=0.7wt\%$으로 주물사용, 건축용, 시멘트용으로 적합하다. 가채확정광량은 200,811M/T으로 평가된다.

백운 금-은광상은 트라이아스기 또는 쥐라기의 엽리상화강섬록암내에 발달된 단층대를 충진한 천열수성 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 단층-각력대에 수반되며 2시기로 구분된다. I시기는 다시 조기와 말기로 구분되며 주된 광화시기이다. II시기는 광화작용이 관찰되지 않는다. I시기 소기는 모암변질과 유비철석, 황철석, 자류철석, 섬아연석, 백철석, 황동석, 황석석 및 방연석이 관찰된다. I시기 말기는 금-은광물정출시기로 일렉트럼, 함은사면동석, 스테파나이트, 보울란제라이트, 농홍은석, 휘은석 , 시르메라이트, 자연은, Ag-Te -Sn-S계 광물, Ag-Cu-S계 광물, 황철석, 황동석 및 방연석이 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화 I시기의 균일화온도와 염농도는 각각 $171.6\~360.8^{\circ}C,\;0.5\~10.2\;wt.\%$로써 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석이 있었음을 지시한다. 또한, 광화 I시기에 관찰되는 광물공생군으로부터 구한 생성온도(조기: $236\~>380^{\circ}C$, 말기: $<197\~272^{\circ}C$)와 황분압(조기: $>10^{-7.8}\;atm.,$ 말기: $10^{-14.2\~10^{-16}\;atm.$)이 광화작용이 진행됨에 따라 감소되어 진다. 황($2.4\~6.1\%_{\circ}$(조기=$3.4\~5.3\%_{\circ}$, 말기=$2.4\~6.1\%_{\circ}$)), 산소($4.5\~8.8\%_{\circ}$(석영: 조기=$6.3\~8.8\%_{\circ}$, 말기=$4.5\~5.6\%_{\circ}$)), 수소($-96\~-70\%_{\circ}$(석영: 조기=$-96\~-70\%_{\circ}$, 말기=$-78\~-74\%_{\circ}$, 방해석: 말기=$-87\~-76\%_{\circ}$)) 및 탄소($-6.8\~-4.6\%_{\circ}$(방해석: 말기)) 동위원소 값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 마그마 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.

국내 심부 암반지하수에서의 고농도 불소의 산출을 지배하는 지질 및 수리지구화학적 환경을 이해하고자, 온천 개발 목적으로 착정한 심부지하수 관정(평균 심도 약 600m)에서 취득된 총 367개의 지하수 분석 자료에 대하여 지구화학적 고찰을 수행하였다. 이들 지하수에서의 불소 농도는 매우 높아 평균 5.65mg/L에 이르며, 특히 연구 대상 지하수 중 $72\%$에서 먹는 물 수질기준(1.5mg/L)을 초과하였다. 불소 함량은 일차적으로 지질 조건의 지배를 강하게 나타냄을 확인하였는데 가장 높은 농도는 화강암류 및 화강편마암 지역에서 산출되는 반면 화산암 및 퇴적암 지역에서는 가장 낮았다. 지하수의 수리지구화학상과 관련하여 보면, 중성 내지 약알칼리성인 $Ca-HCO_3$형 지하수에 비하여 알칼리성의 $Na-HCO_3$형 지하수가 현저히 높은 불소 함량을 나타내었다. 화강암류 및 화강편마암 지역에서 지하수의 심부 순환에 수반되는 장기간의 물-암석 반응이 고농도 불소 산출의 가장 중요한 이유로 생각된다. 방해석 침전 또는 양이온교환에 의한 Ca 이온의 감소, 그리고 뒤따라 발생하는 사장석과 불소 함유 수산화광물(특히 흑운모)의 용해로 특징되는 일련의 수리지구화학 반응이 이러한 환경 하에서의 고불소 지하수 생성의 원인으로 해석된다. 따라서 불소과다에 의한 물 공급 문제의 발생 가능성은 높은 pH 및 매우 높은 Na/Ca농도비를 나타내는 화강암류 및 화강편마암 지역의 지하수에서 가장 높다고 볼 수 있다

북동중국해 코아 퇴적물중 희토류 원소(REE) 함량을 분석하여 REE함량의 분포양상을 파악하고 퇴적물 기원지를 추적하였다. 북동중국해로 퇴적물을 공급하는 한국 강(금강, 영산강 등사 중국 강(황하, 양자강 등)에서 유출된 퇴적물 중 REE함량도 분석되어 한국/중국 강에서 유출되는 퇴적물 중 REE함량의 전형적인 분포양상이 구해졌다. 상부지각 중 REE 함량으로 정규화 된 중국 강과 한국 강 퇴적물 중 REE 함량의 분포양상은 각각 중간 희토류 원소(MREE)와 가벼운 희토류원소(LREE)가 부화된 형태로 나타났다. 중국 강 퇴적물에서 나타나는 REE 함량의 분포양상은 "C-type" 즉 MREE가 부화되어 가운데가 불룩한 형태이고, 한국 강 퇴적물에서 나타나는 REE 함량의 분포양상은 "D-type" 즉 LREE가 부화되어 원자번호가 증가함에 따라 직선적으로 감소하는 형태를 보인다. 북동중국해 코아 퇴적물중 REE 함량의 주요 제한인자는 LREE가 부화되어 있고 연구해역 인근 어디에나 분포하는 모나자이트$((Ce,\;La)PO_4)$로 해석된다. 한편, 북동중국해 퇴적물 중 REE함량의 분포양상은 C-type과 D-type의 중간 형태를 보인다. 이러한 중간 형태에 근거할 때, 현재는 대륙붕 환경이지만 과거에는 강 하구였던 북동중국해의 퇴적물은 한국 강과 중국 강에서 유출된 퇴적물의 혼합체로 판단된다.

Geochemical and sedimentological analyses of sediment piston core were used to trace paleoceanographic environmental changes in the East China Sea. The analytical results revealed three lithostratigraphic units (I, II, and III) corresponding to a highstand stage, a transgressive stage, and a lowstand stage, respectively. Accelerator mass spectrometry (AMS) $^{14}C$ dated the boundaries between the units as 7 ka and II ka. That is, Unit I extended from the present to 7 ka, Unit II occupied a transitional episode from 7 to 11 ka, and Unit III was older than 11 ka. The transitional episode was characterized by sudden fluctuations in various geochemical proxies. Most strikingly, there was a gradual upward increase in both carbonate and total organic carbon (TOe) contents post-7 ka, during which time the ${\delta}^{l3}C$ values of organic material increased to a constant value. The gradual upward increase in the TOC and $CaCO_3$ contents in Unit I were accompanied by slight variations in grain size that probably reflect a stable modern oceanographic environment. Within Unit II (7 to 11 ka), the geochemical signals were characterized by abrupt and steep fluctuations, typical of a transgressive stage. Vertical mixing may have provoked an increase in productivity during this interval, with large amounts of terrigenous organic matter and/or freshwater being supplied by neighboring rivers. The geochemical signals remained stable throughout Unit III but exhibited different patterns than signals in Unit I. The high terrigenous organic matter content of Unit III suggests correspondence to a lowstand stage.

동해 남부 대륙붕 및 대륙사면 퇴적물에서 Pb의 분포 및 기원을 규명하기 위하여 6개의 박스형 시추 퇴적물을 대상으로 Pb 농도 및 Pb 동위원소 분석을 실시하였다. Pb 농도 및 $^{207}Pb/^{206}Pb$ 과 $^{208}Pb/^{206}Pb$ 비율은 1700년에서 1930년까지는 각각 $25\pm5ppm$ 및 0.842와 2.092의 일정한 값을 보였으나 그 후로 증가하여 1990년대 초에는 $40\pm5ppm$ 및 0.867과 2.123이 되었다. 총 Pb에서의 농도 및 동위원소 비율 증가는 환경 가용 Pb(2M HCl+0.5M $HNO_3$ 용출 부분)에서의 변화에 의해 주도되었고 잔류 부분에서는 같은 기간 동안 변화가 거의 없었다. Pb농도의 역수와 Pb동위원소 비율은 양호한 직선의 관계성을 보여 연구지역 퇴적물에서 Pb은 자연적 기원의 Pb라 인위적 기원의 Pb이 혼합되어 있음을 이성분 모델을 이용하여 제시되었다. Pb동위원소 비율을 이용하여 연구 지역에 공급되는 인위적 기원의 Pb은 두 가지 종류로 제한할 수 있었는데 하나는 대기 분진에서의 Pb이 해양에 유입되고 퇴적물의 이동과 함께 연구 지역에 축적되는 방법이고 다른 하나는 연구 지역의 해안에 위치하는 대규모 제철소 및 Pb 제련소의 영향이다. 인위적 기원 Pb의 동위원소 비율은 1950년대 전에는 $^{207}Pb/^{206}Pb$과 $^{208}Pb/^{206}Pb$에 대하여 가각 $0.879\pm0.005$ 및 $2.144\pm0.008$이었으나 1980년대 후에는 $0.900\pm0.008$ 및 $2.162\pm0.011$으로 증가하였다.

암석 또는 광미시료에 포함되어 있는 황철석의 산화에 의해 발생하는 산성배수를 저감하기 위하여 황철석 표면에 철인산염 피막을 형성시킬 수 있다. 첫 단계로 표준황철석을 이용한 실내실험을 통하여 최적의 피막형성 조건을 도출하였다. 피막형성제와 황철석을 24시간 반응시킬 때 최적조건은 $10^{-2}M\;KH_2PO_4,\;10^{-2}M\;H_2O_2$, PH 6으로 결정되었으며, 이 조건으로 황철석을 피막처리한 후 반사현미경, 주사전자현미경, 에너지분산분광기로 피막의 형성을 확인하였다. 피막의 내구성을 검증하기 위하여 온도 pH, 산화제의 농도변화에 따른 인산염의 용출을 조사한 결과, $4^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$에서 온도의 영향은 거의 없었으며, 강산 또는 강알칼리 환경에서 $3.4\%$미만, 산화제의 농도별 조건하에서 $1.0\%$미만의 인산염이 피막으로부터 용출되었다. 실험 결과는 암석 또는 광미시료의 철인산염 피막형성 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

동해 중부에 위치하는 키타-야마토 해곡은 야마토 뱅크와 키타-야마토 뱅크 사이에 형성된 좁고 긴 남서-북동 방향의 지구이다. 20EEZ-1 시추퇴적물은 키타-야마토 해곡의 남서쪽 가장자리에 위치하는 해령의 평탄한 정상부에서 채취되었다. 이 시추퇴적물은 반원양성 퇴적물로 구성되어 있으며, 폭발적인 화산활동에 의해서 공급된 테프라들을 포함한다. 이 연구의 목적은 키타-야마토 해곡에서 채취된 시추퇴적물의 테프라층서를 복원하고, 시추퇴적물에 포함된 테프라의 종류에 의해서 화산활동 당시의 대기환경과 해양환경을 밝히는 것이다. 20EEA-1 시추퇴적물은 테프라층서 복원과 퇴적상의 해석에 의해서 그 연대가 동위원소층서(marine isotope stage; MIS) 7에 해당되는 것으로 해석되었다. 이 시추퇴적물은 최상부에 산회된 뻘 퇴적상이 발달하며, 그 하부에 암색의 희미한 층리가 발달된 뻘 퇴적상과 담색의 생물교란된 뻘 퇴적상이 교호하고 테프라들이 협재한다. 이 시추퇴적물에 포함된 테프라는 주요 원소함량 분석과 층서적 관계를 고려하였을때, 일본 큐슈 지방의 아이라(Aira) 칼데라로부터 기원된 AT 테프라(29.24ka), 동해 한국대지에 위치하는 해저화산으로부터 기원된 SKP-I (MIS 3), SKP-II(MIS 4), SKP-IV(MIS 6과 MIS 5e 경계)와 SKP-V(MIS 6) 테프라, 백두산 기원의 B-KY1(약 130ka)과 B-KY2(약 196ka) 테프라로 해석되었다. 20EEZ-1 시추퇴적물에서는 울릉도 기원의 테프라가 관찰되지 않는데, 키타-야마토 해곡 지역은 울릉도 화산 활동에 의한 테프라의 대기를 통한 이동 경로에 포함되지 않음을 지시한다. 백두산 기원의 테프라는 분출 당시의 편서풍이 키타-야마토 해곡 지역까지 영향이 있었음을 지시한다. 그리고 한국대지에 위치하는 해저화산으로부터 해저 분출로 공급된 SKP테프라는 표층 해류에 의해서 키타-야마토 해곡까지 장거리 이동이 일어났다. 키타-야마토 해곡에서의 테프라층서 연구는 시추퇴적물의 시간층서 복원과 함께 테프라의 분출 당시의 해양과 대기의 고환경 해석에 도움을 준다.

19세기말부터 진행된 지구온난화를 규정하기 위해서는 기상관측목적의 지표대기온도(Surface air temperature; SAT) 측정이 시작된 19세기말 이전의 온도 자료가 필요하다. 다행히 과거의 지표온도(Ground surface temperature; GST)가 지중으로 전파되어 기록된 시추공 온도자료로 일반적으로 과거 약 1,000년 전까지의 기온변화에 대한 정보를 얻을 수 있다. 시추공 온도자료로부터 복원된 과거의 기온변화의 정보는 19세기말부터 시작된 지구온난화를 규정하고 또한 그 이전에 있었던 소빙하기(Little Ice Age)와 중세온난기(Medieval Warm Period) 같은 기후변화를 알아내는데 유용하게 사용될 수 있다.