• 제목/요약/키워드: ${\delta}^{18}O$

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지리산국립공원 아고산대 주요 수종(주목, 잣나무, 구상나무, 신갈나무)에 대한 산소동위원소연대기 작성 및 기후와의 관계 분석 (Establishing Tree Ring δ18O Chronologies for Principle Tree Species (T. cuspidata, P. koraiensis, A. koreana, Q. mongolica) at Subalpine Zone in Mt. Jiri National Park and Their Correlations with The Corresponding Climate)

  • 서정욱;정현민;;최은비;박준희;이광희;김요정;박홍철
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제45권5호
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    • pp.661-670
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    • 2017
  • 지리산 아고산대 주요 침엽수(주목, 잣나무, 구상나무)와 신갈나무를 이용하여 50년간의 산소동위원소연대기(1966~2015)를 작성하였다. 산소동위원소연대기 작성은 크로스데이팅(cross-dating) 결과가 우수한 4본을 각 수종에서 선발하여 실시하였다. 동일 수종 내 임목 간 산소동위원소연대기의 상관분석 결과 모두 유의성(p < 0.001) 높은 상관이 있는 것으로 확인되었으며, EPS도 0.85 이상이었다. 동일 수종 내 임목 간 상관분석뿐만 아니라 수종간 상관분석에서도 유의성(p < 0.001) 높은 상관관계가 확인되었다. 기후요소(강수량, 기온)와 산소동위원소와의 관계를 조사하기 위한 반응함수 분석에서 주목은 당년 5월 강수량과 유의성 있는 부의 상관을 보였으며, 구상나무는 4월 강수량과 유의성 있는 부의 상관을 보였다. 향후 주목과 구상나무에 대한 장기간의 산소동위원소연대기가 작성된다면 과거 측정하지 못한 장기간의 4월과 5월 강수량 복원이 가능할 것이다.

유류오염지 주변 지하수와 지표수의 수화학적인 특성 연구 (A Study on Hydrochemistry Characteristics of Groundwater and Surface water near a Petroleum Contaminated area)

  • 임홍균;이진용;박영윤;박유철
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제17권5호
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    • pp.10-19
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    • 2012
  • The aim of this study was to examine chemical and isotopic compositions of groundwater and lake water near an area contaminated by petroleum and to evaluate influence of petroleum on them during the period from March to August 2011. In dry season, $Ca^{2+}$ and $SO{_4}^{2-}$ were dominant in the groundwater and lake water and $Ca^{2+}$ and $HCO{_3}^-$ were significant in wet season. ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ of the groundwater and lake water were plotted near LMWL (${\delta}D=8.06{\delta}^{18}O+12.5$). ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ of the lake water did not show seasonal variation. However, ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ of the groundwater were enriched in wet season compared with those in dry season because of influence of small ponds around wells where evaporation losses were slightly experienced. Redox condition of most lake water was oxidation environment in contact with the atmosphere during the study period. However, redox condition of groundwater was transitional environment in dry season and oxidation environment in wet season because of influence of contaminant such as petroleum. In some groundwater, the concentrations of $NO{_3}^-$ in some groundwater were less than 1 mg/L because of denitrification. Also, $NO{_3}^-$ showed positive correlation with $SO{_4}^{2-}$ and weak negative correlation with $HCO{_3}^-$, because of influence of denitrification.

Oxygen isotope study on the hydrothermal alteration in the Wolf River Batholith, Wisconsin in U.S.A

  • Kim, Sun-Joon
    • 암석학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.19-31
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    • 1993
  • Oxygen isotope compositions of whole rock and/or mineral separates (quartz and feldspar) have been determined for the granitic and related rocks from the Wolf River Batholith, Wisconsin. Hydrothermal alteration resulting in the decrease of ${\Delta}_{Q-F}$/ values was obaserved locally throughout the batholith. Feldspars of different colors (pink, gray and red) were separated whenever feasible and analyzed. Most red feldspars (An$_{10-30}$/) show the highest and constant ${\delta}^18O$/ values (9.3~10.0 permil) suggesting nearly complete isotope exchange with hydrothermal fluid. Based on ${\delta}^18O$/ values and the alteration temperatures (260~$350^{\circ}C$) estimated from fluid inclusion study, ${\delta}^18O$/ of fluid is calculated to be $5.0{\pm}1.4$ permil. Phanerozoic sedimentary formation water in Wisconsin is most likely the source of the fluid.

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하동-산청 회장암질암의 유체-암석 상호반응에 대한 산소와 수소 동위원소 연구 (Oxygen and Hydrogen Isotope Studies of Fluid-Rock Interaction of the Radons-Sancheong Anorthositic Rocks)

  • 박영록;고보균;이광식
    • 암석학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.224-237
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    • 2004
  • 연구 지역에 분포하는 회장암체는 분포상태와 임상에 의해 북쪽의 산청회장암체와 남쪽의 하동회장암체로 구분된다. 이들 회장암체 내에 발달했던 열수시스템의 특성에 대해 알아보기 위해 산소와 수소 안정 동위원소 조성을 측정해 보았다 연구 지역에 있는 회장암체의 $\delta$$^{18}$ $O_{plagioclase}$ 값은 공간적인 분포에 따라 서로 다른 값을 가지는 특징을 보여준다. 즉 북쪽에 분포하는 산천회장암체 사장석의 $\delta$$^{18}$ O 값은 맨틀기원의 신선한 회장암의 전형적인 값(6-6.5$\textperthousand$)보다 더 무거운 값인 7.3-8.8$\textperthousand$ 사이의 값으로서, 비교적 좁은 범위의 값을 갖는 특징을 보여준다. 이와는 달리 남쪽에 분포하는 하동회장암체 사장석은 -4.4-8.2$\textperthousand$ 사이의 넓은 범위의 $\delta$$^{18}$ O 값을 가지며, 맨틀기원의 신선한 회장암의 전형적인 값보다 낮은 $\delta$$^{18}$ O 값을 가진다. 연구 지역의 중간 지역에 분포하는 회장암을 구성하는 사장석은 북쪽 지역의 사장석과 남쪽 지역의 사장석이 갖는 $\delta$$^{18}$ O 값의 중간 값을 갖는다. $\delta$$^{18}$ O 값의 이러한 공간적인 분포는 지역에 따i가 서로 다른 열수시스템이 발달되었음을 지시한다. 즉, 연구 지역의 남쪽 지역에서는 천수에 의해 발달된 열수시스템이 우세하게 발달한 반면에, 북쪽 지역에서는 마그마 기원의 유체에 의해 발달된 열수시스템이 우세하였다. 회장암의 수소 안정 동위원소 조성과 이들 전암 내에 들어있는 물의 함량과의 관계는 정의 관계를 보여주며, 이러한 결과는 회장암질암을 형성한 마그마의 분화작용이 일어나는 동안에 용리작용(exolution)에 의해서 마그마로부터 분리된 유체가 자생변질작용을 일으킴으로써 초생 보통휘석을 각섬석으로 변화시켰음을 지시해준다. 이러한 자생변질작용이 일어난 이후에, 천수기원의 유체에 의해 형성된 열수시스템이 연구 지역의 남쪽에 발달함으로써 마그마에서 유래한 유체에 의한 열수시스템의 흔적이 지워져버렸다. 그러나 북쪽에 있는 산청회장암체는 이 열수시스템에 의한 영향을 거의 받지 않고 마그마 기원의 유체에 의해 형성되었던 열수시스템의 흔적을 잘 기록하고 있다. 연구 지역의 북쪽에 분포하는 산청암체 보다 남쪽에 분포하는 하동암체에서 견운모, 방해석, 녹니석과 같은 이차 변질광물들이 더 많이 관찰되는 것은 이 지역에서 중첩되어 발달되었던 열수시스템과 관련이 있는 것으로 생각된다.

한국(韓國) 태백산지역(太白山地域)에 분포(分布)하는 고생대(古生代) 석회암(石灰岩)의 탄소(炭素)와 산소(酸素) 동위원소(同位元素)에 관(關)한 연구(硏究) (Carbon and Oxygen Isotope Studies of the Paleozoic Limestones from the Taebaegsan Region, South Korea)

  • 김규한
    • 자원환경지질
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    • 제13권1호
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    • pp.21-27
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    • 1980
  • ${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{18}O$ values were determined for the Paleozoic limestones (Great Linestone Series) from the Taebaegsan region and the age-unknown limestones (Janggun Formation) from the Janggun mine, Korea. Limestones of the Great Limestone Series exhibit a range of carbon isotopic composition from -4.5 +1.3‰ with a mean ${\delta}^{13}C$ value of -1.1‰, relative to the PDB standard, and of oxygen isotpic composition from +8.8 to +23.3‰ with a mean ${\delta}^{18}O$ value of +16.0‰, relative to the SMOW, falling into the normal marine limestone range according to Keith and Weber (1964), and Degens and Epstein(1964). Carbon isotopic composition of limestones of the Great Limestone Series becomes progressively lighter from Pungchon limestone of middle Cambrian age to mid-Ordovician Maggol limestone, possibly due to change in depositional environment in the Taebaegsan basin. Variation in isotopic composition of limestones from Hwajeol to Dumugal formation offers the possibility or deposition in shallow sea environment, in which fresh waters were added in several stages. Janggun limestone of unknown age may be corelated with the Paleozoic limestones of Great Limestone Series as infered from the istopic composition ranging from -2.8 to + 0.7‰ of ${\delta}^{13}C$ and +13.4 to +22.4‰ of ${\delta}^{18}O$.

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중부 옥천변성대내의 활석광화작용 (I): 동양활석광상의 안정동위원소연구를 중심으로 (Talc Mineralization in the Middle Ogcheon Metamorphic Belt (I): with Emphasis of the Stable Isotope Studies of the Dongyang Talc Deposit)

  • 박희인;이인성;허순도
    • 자원환경지질
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    • 제28권6호
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    • pp.635-646
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    • 1995
  • 동양활석광상의 광화대는 옥천누층군에 속하는 향산리 돌로마이트의 최하부 돌로마이트층준에 발달하며 광체는 이 지역 지층 중에 밥달하는 $N85^{\circ}{\sim}90^{\circ}W$$40^{\circ}$ 로 플란지하는 작은 습곡축에 따라 파이프상으로 배태되어 있다. 이 광상의 모든 광체들의 상반이나 하반에 각섬질암이나 녹니석편암을 수반한다(김옥준 등, 1963; 박희인과 김기태, 1966). 동양활석광상의 활석광화작용은 돌로마이트의 재결정작용과 규화작용에 이어 투각섬석과, 판상, 엽편상활석(I), 미립질 활석 (II)의 생성 순으로 이루어졌다. 활석(I)은 돌로마이트와 $SiO_2$ 성분이 풍부한 유체와의 반응으로 생성되었고 활석 (II)는 돌로마이트와 유세와의 반응과 이마 생성된 투각섬석과 유체와의 반응으로 생성되었다. 광화기간중 유체는 초기에는 $H_2O-CO_2$계의 것으로 $CO_2$가 풍부한 것이었으나, 말기로 가며 $H_2O-NaCl-CO_2 $계를 거쳐 $H_2O-NaCl $계의 것으로 변하였다. 투각섬석과 활석(l) 생성기의 온도 및 압력조건은 각각 1,640~2,530 bar, $440{\sim}480^{\circ}C$ 였고, 활석 (II) 생성기의 온도 및 압력조건은 1,400~2,200 bar와 $360{\sim}390^{\circ}C$였다. 이 값은 동양활석광상 북쪽 약 5km에 분포하는 문주리층 구성암석의 변성온도 및 압력값에 비하여 현저하게 낮다. 활석광상의 모암인 돌로마이트의 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{18}O$값은 각각 2.9~5.7‰ (PDB)과 -7.4~16.8‰ (PDB)로서 기 보고된 태백산지역의 석회암의 값에 비하여 높으나 변질받지 않은 퇴적원 돌로마이트가 갖는 값의 범위내에 든다. 동양활석광상의 활석의${\delta}^{18}O$${\delta}D$값은 각각 +8.6-15.8‰ (vs SMOW)와 -65~-90‰ (vs SMOW)로서 마그마 기원의 물의 값을 갖는다. 이 값은 이 지역의 문주리층과 계명산층을 구성하는 변성암류의 ${\delta}^{18}O$${\delta}D$ 값과는 판이하다. 경석고의 ${\delta}^{34}S$ 값은 22.4‰ (CDT)로서 고생대초의 황산염의 ${\delta}^{34}S$의 값(30‰ vs CDT)보다 낮아 화성기원의 S가 첨가되었을 가능성이 있다. 활석광석에는 약하게 염리와 파랑벽개 등이 발달하고 있어 활석광상은 옥천대가 겪은 여러 차례의 변형작용중 최후기상이 적어도 끝나가 이전에 마그마 기원의 유체에 의하여 생성된 열수교대 광상이라 사료된다.

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The Positional Effect of Solute Functional Group among Positional Isomers of Phenylpropanol in Hydroxyl Group-Solvent Specific Interactions in Methanol/Water Mixed Solvents Monitored by HPLC

  • Cheong, Won-Jo;Ko, Joung-Ho;Kang, Gyoung-Won
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제26권8호
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    • pp.1246-1250
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    • 2005
  • We have evaluated the hydroxyl group-solvent specific interactions by using a Lichrosorb RP18 stationary phase and by measuring the retention data of carefully selected solutes in 50/50, 60/40, 70/30, 80/20, and 90/10(v/v%) methanol/water eluents at 25, 30, 35, 40, 45, and 50 ${^{\circ}C}$. The selected solutes are 3 positional isomers of phenylpropanol, that is, 1-phenyl-1-propanol, 1-phenyl-2-propanol, and 3-phenyl-1-propanol. There exist clear discrepancies in ${\Delta}H^o$ (solute transfer enthalpy from the mobile to the stationary phase) and $T{\Delta}S^o$ (solute transfer entropy) among positional isomers. The difference in ${\Delta}H^o$ and $T{\Delta}S^o$ between secondary alcohols (1-phenyl-1-propanol and 1-phenyl-2-propanol)is negligible compared to the difference between the primary alcohol (1-phenyl-3-propanol) and secondary alcohols. The $T{\Delta}S^o$ values of 3-phenyl-1-propanol are close to those of butylbenzene while the $T{\Delta}S^o$ values of secondary alcohols are close to those of propylbenzene. The difference in ${\Delta}{\Delta}H^o$ (specific solute-mobile phase interaction enthalpy) between the primary alcohol and the secondary alcohol decreases with increase of methanol content in the mobile phase. A unique observation is an extremum for 1-phenyl-3-propanol in the plot of $T{\Delta}{\Delta}S^o$ vs. methanol volume %. The positive sign of $T{\Delta}{\Delta}S^o$ of 3-phenyl-1-propanol implies that the entropy of 3-phenyl-1-propanol is greater than that of the hypothetical alkylbenzene (the same size and shape as phenylpropanol) in the mobile phase.

탄산칼슘을 이용한 이산화탄소 안정동위원소 표준시료 제작에 대한 연구 (Preparation of Pure CO2 Standard Gas from Calcium Carbonate for Stable Isotope Analysis)

  • 박미경;박선영;강동진;리선란;김재연;조춘옥;김주일;김경렬
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권1호
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    • pp.40-46
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    • 2013
  • 안정동위원소 질량분석기를 이용한 탄소와 산소의 동위원소비 측정은, 이산화탄소 표준기체의 동위원소 비에 대하여 그 상대적인 값을 측정함으로써 이루어진다. 따라서 실험실 표준기체는 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{18}O$ 값의 국제 표준물질인 PDB와 V-SMOW에 대해 보정된 이산화탄소이여야 하며, 이는 국제적 자료의 비교와 검증을 위해 필수적이다. 그러나 표준기체는 제작 기간이 길며, 가격이 비싼 단점이 있고, 장기간 사용 시 실린더 내부 압력의 변화로 동위원소의 분별이 생길 우려가 크다. 따라서 본 연구는 실험실 표준기체 관리의 효율성을 높이기 위해 장기간 안정적 보관이 가능한 고체 표준물질로부터 동위원소 분별없이 순수한 이산화탄소 기체를 추출하여, 실험실 표준기체로 사용할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 본 논문은 Coplen et al.(1983)에 의하여 제안된 방법을 기초로 한 다량의 이산화탄소 표준 기체 제작에 초점을 두었다. 이산화탄소는 탄산칼슘과 100% 순수 인산의 반응에 의해 생성되는데, 두 물질의 반응에 필요한 실험 장치 및 실험 과정을 상세히 기술하였으며, 최적의 실험 조건 결정을 위한 다양한 분석 결과를 소개하였다. 이어 생성된 이산화탄소 기체의 추출, 정제와 포집은 자체 제작된 진공관에서 이루어졌으며, 각 단계에 대한 자세한 설명이 주어진다. 이산화탄소의 ${\delta}^{13}C$${\delta}^{18}O$ 측정은 서울대학교 기초과학교육연구 공동기기원에서 운영 중인 안정동위원소 질량분석기(VG Isotech, SIRA Series II)를 이용하여 이루어졌다. 탄산칼슘 고체 표준물질로부터 이산화탄소 기체 추출과 추출된 기체의 정제 포집 등 전체 분석과정의 정밀도 검증을 위해 동일한 Solenhofen-ori $CaCO_3$(< $63{\mu}m$) 고체 시료로 부터 15회에 걸쳐 표준기체를 제작하였고, 매회 100 mg $CaCO_3$을 이용하여 총 15개의 표준기체 제작이 8일에 걸쳐 이루어졌다. 이 표준기체들의 분석 표준편차($1{\sigma}$)는 ${\delta}^{13}C$의 경우 ${\pm}0.01$‰, ${\delta}^{18}O$${\pm}0.05$‰로 매우 높은 정밀도를 보여주었다. 이러한 분석 정밀도는 안정동위원소 질량분석기기 자체와 같은 내부 정밀도에 상응하며, 본 연구에서 제시한 실험실 표준기체 제작방법의 높은 신뢰성과 재현성을 입증하는 결과이다. 따라서 본 연구는 표준기체 보유가 어려워 정밀, 정확한 안정동위원소 분석에 어려움이 많았던 연구 분야에 자체 표준기체 제작 기술을 제공하는데 크게 기여할 것으로 생각된다.

Stable isotope and rare earth element geochemistry of the Baluti carbonates (Upper Triassic), Northern Iraq

  • Tobia, Faraj Habeeb
    • Geosciences Journal
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    • 제22권6호
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    • pp.975-987
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    • 2018
  • Stable isotope ratios of $^{18}O/^{16}O$ and $^{13}C/^{12}C$ and rare earth elements geochemistry of the Upper Triassic carbonates from the Baluti Formation in Kurdistan Region of Northern Iraq were studied in two areas, Sararu and Sarki. The aim of the study is to quantify the possible diagenetic processes that postdated deposition and the paleoenvironment of the Baluti Formation. The replacement products of the skeletal grains by selective dissolution and neomorphism probably by meteoric water preserved the original marine isotopic signatures possibly due to the closed system. The petrographic study revealed the existence of foraminifers, echinoderms, gastropods, crinoids, nodosaria and ostracods as major framework constituents. The carbonates have micritic matrix with microsparite and sparry calcite filling the pores and voids. The range and average values for twelve carbonate rocks of ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}^{13}C$ in Sararu section were -5.3‰ to -3.16‰ (-4.12‰) and -2.94‰ to -0.96‰ (-1.75‰), respectively; while the corresponding values for the Sarki section were -3.69‰ to -0.39‰ (-2.08‰) and -5.34‰ to -2.70‰ (-4.02‰), respectively. The bivariate plot of ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}^{13}C$ suggests that most of these carbonates are warm-water skeletons and have meteoric cement. The average ${\Sigma}REE$ content and Eu-anomaly of the carbonates of Sararu sections were 44.26 ppm and 1.03, respectively, corresponding to 22.30 ppm and 0.93 for the Sarki section. The normalized patterns for the carbonate rocks exhibit: (1) non-seawater-like REE patterns, (2) positive Gd anomalies (average = 1.112 for Sararu and 1.114 for Sarki), (3) super chondritic Y/Ho ratio is 31.48 for Sararu and 31.73 for Sarki which are less than the value of seawater. The presence of sparry calcite cement, negative $^{13}C$ and $^{18}O$ isotope values, the positive Eu anomaly in the REE patterns (particularly for Sararu), eliminated Ce anomaly ($Ce/Ce^{\ast}$: 0.916-1.167, average = 0.994 and 0.950-1.010, average = 0.964, respectively), and Er/Nd values propose that these carbonates have undergone meteoric diagenesis. The REE patterns suggest that the terrigenous materials of the Baluti were derived from felsic to intermediate rocks.