• 암석학회지
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• 제13권1호
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• pp.34-45
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• 2004

본 연구는 제주도에 분포하는 현무암에 포획된 맨틀포획암과 맨틀포획암에 포획된 유체포유물에 대한 암석 및 조직에 대한 기재와 하부지각물질이 초고온의 변성작용을 받아 형성된 부카이트라는 산성질포획암에 관한 예비연구이다. 제주도에 분포하는 알칼리현무암에는 초염기성포획암, 산성질포획암, 큐뮬레이트포획암이 풍부하게 포획되어 있다. 초염기성포획암은 첨정석(스피넬)-레졸라이트가 대부분이며, 첨정석-레졸라이트는 감람석, 사방휘석, 단사휘석과 첨정석로 이루어져 있다. 부카이트는 석영, 사장석과 검은 세맥으로 이루어져 있으며, 큐뮬레이트포획암은 단사휘석 혹은 단사휘석과 사장석으로 이루어진 거정의 결정들로 구성되어 있다. 이들 포획암들의 구성입자들은 조립질이며, 하부지각/상부맨틀에서의 복잡한 진화사를 보여주는 변성암의 특징을 나타낸다. 초염기성포획암에는 프로토그라뉼라, 반상쇄성, 등립질의 조직이 관찰되며, 이러한 조직의 존재는 제주도의 상부맨틀에 전단체계가 형성되어 있음을 나타낸다. 프로토그라뉼라 조직에서는 거정의 사방휘석 결정들 중간에 첨정석, 세립의 감람석이 시공간적인 연관성을 지니고 항상 같이 산출되어지는데 이는 첨정석과 감람석이 사방휘석에서 용리되어진 것으로 여겨진다. 이러한 첨정석과 감람석이 사방휘석에서 용리되어진 조직은 프로토그라뉼라조직이 형성되기 이전에 고온에서 알루미나 함량을 많이 지닌 암석이 평형상태를 유지했음을 의미하며, 원래의 암석은 알루미나가 풍부한 사방휘석을 지닌 페리도타이트인 것을 암시한다. 이러한 하부지각/상부맨틀에서 유래하는 포획암에는 세 종류의 유체포유물이 포획되어 있다. I형은 이산화탄소를 풍부하게 가지고 있는 포유물이고, II형은 다상의 규산염용융포유물로서 유리$\pm$탈유리화된 결정들$\pm$딸결정들 ＋수축기포로 구성되어 있다. III형은 황화용융포유물이다. 제주도의 맨틀포획암에는 I형이 가장 풍부하게 포획되어 있으며, 이산화탄소가 맨틀에 존재하는 가장 풍부한 휘발성성분이며, 맨틀과 같은 고온고압에서 하나의 독립된 상으로 존재한다는 것을 반영하고 있다. 또한 맨틀과 같은 환경에서 규산염멜트(melt), 황화멜트, 이산화탄소가스 사이에 서로 불용융(immscibility) 상태도 형성되고 있음을 나타내고 있다. 대부분의 다상의 규산염용융포유물 (II형)은 상당한 양의 규산질 유리를 지니고 있으며, 이는 하부지각/상부맨틀에서 SiO$_2$ 함량이 높은 규산질마그마가 형성되고 있음을 지시한다. 암석학적, 지화학적 정보와 함께 맨틀 혹은 하부지각 암석에 포획된 유체포유물과 용융포유물 데이터는 한반도의 맨틀에 대한 유체체계, 유체-마그마-광물 사이의 강호작용, 모암인 포획암에 대한 압력-온도 진화사를 파악하는데 크게 이용될 것이다.

• 암석학회지
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• 제16권3호
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• pp.116-128
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• 2007

경상분지 남부 진해시 남동부 일원에 분포하는 화성쇄설암 내 화강암편의 기원암과 퇴적시기 그리고 층서적 의미를 밝히기 위하여 지질도 작성, 암석기재, 지화학 및 대자율 분석 그리고 K-Ar 절대연대 측정이 수행되었다. 그 결과, 연구지역의 지질은 하위로부터 유천층군의 화산암류와 응회질 퇴적암, 불국사화강암류, 화강암편을 포함한 화성쇄설암, 현무암 내지 현무암질 안산암류 그리고 최후기의 유문암질암으로 구성되어 있음이 새로이 밝혀졌다. 화성쇄설암 내 화강암편들은 화강섬록암과 흑운모화강암으로 구분되며, 이들 각각은 불국사화강암류에 속하는 연구지역 일원의 화강섬록암 및 흑운모화강암과 색깔, 입자크기와 광물조성, 조직(퍼사이트 조직과 미문상 조직), 대자율(자철석 계열) 그리고 지화학적 특징(칼크-알칼리 계열, 희토류원소의 함량 분포)에서 매우 유사함이 밝혀졌다. 따라서 이들 화강암편은 경상분지 기반암인 영남육괴나 쥬라기 화강암으로부터가 아니라 연구지역 일원의 불국사화강암류로부터 기원된 것이다. 또한 야외 암석의 선후관계와 화강암편, 화강암류, 안산암질 암맥 그리고 현무암질 화산암류의 연대측정 결과들을 종합하면, 화강암편을 포함하는 화성쇄설암을 생성시킨 화산활동의 시기는 $52{\sim}16Ma$ 즉 제3기 에오세${\sim}$마이오세 초에 해당되는 것으로 결론지어진다. 이는 일반적으로 알려져 있는 경상분지의 층서와는 달리 불국사화강암류의 관입 이후에도 연구지역에 염기성에서 산성까지 다양한 화산활동이 발생하였음을 의미한다. 이상의 결과는 경상분지 동남부의 다른 지역에 분포하는 유천층군 화산암류의 층서 수립에 있어서 선후관계를 고려한 매우 세심하고 주의 깊은 암상분대와 연령측정이 필요한 것으로 판단된다.

• 암석학회지
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• 제18권3호
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• pp.223-236
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• 2009

제주도 동남부에 산출되는 초염기성 포획암은 두 그룹, Type I과 Type II로 분류되어진다. Type I 포획암은 Mg 성분이 높은 광물(mg#=89-91)로 구성된 페리도타이트로서 노두에서 비교적 흔하게 발견된다. 제주도 초염기성 포획암에 대한 대부분의 연구는 Type I 맨틀포획암에 관한 것이다. 반면에 Type II 포획암은 상대적으로 Mg, Ni, Cr성분은 낮고 Fe, Ti 성분이 높은 감람석, 사방휘석, 단사휘석(mg#=77-83)으로 이루어져 있다. Type II 포획암의 성분은 월라이트-감람석 단사휘석암-감람석 웹스터라이트-웹스터라이트이며, Ti이 풍부한 단사휘석을 가지는 것이 특징이다. Type II 포획암은 노두에서 포이킬리틱한 조직을 나타내어 규뮬레이트의 특성을 보인다. Type II 포획암에 나타나는 삼중점과 킹크밴딩, 직선적인 입자경계 조직은 Type II 포획암이 열에 의해 야기되는 정적재결정작용과 어닐링을 경험하였음을 지시한다. 조립질의 사방휘석과 단사휘석은 용리엽리를 보이며(고온형 휘석), 세립질의 휘석은 용리엽리를 보이지 않는(저온형 휘석) 특성을 보이지만 이들의 주성분조성은 거의 유사하여 저온에서 화학적 재평형이 완전히 이루어졌음을 지시한다. 단사휘석과 감람석의 가장자리를 사방휘석이 교대치환하고 있어 사방휘석의 부화작용(enrichment)이 일어났음을 지시한다. 같은 노두에서 발견되는 Type I 맨틀포획암, 반려암질포획암, 모암인 현무암내의 결정들과 비교해보면 Type II 포획암의 주성분원소 조성은 Type I 맨틀포획암과는 뚜렷하게 단절되는 불연속을 형성하지만 반려암 질포획암과 모암인 현무암과는 연속적인 경향을 보인다. 이러한 조직적 특성과 주성분원소 성분조성은 Type II 포획암이 현재의 모암인 현무암과는 직접적인 관련성이 없다할지라도 제주도를 형성한 마그마계의 일부분으로 분별결정작용에 의한 집적암(cumulates) 기원임을 제시한다.

• 지질공학
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• 제16권4호
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• pp.359-371
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• 2006

이 연구는 산사태가 발생한 편마암류, 화강암류 및 제3기퇴적암류지역 자연사면의 토층을 대상으로 여러 토질시험을 실시하여 산사태에 영향을 미치는 토층사면의 토질특성을 고찰하였다. 이를 위하여 같은 시기에 집중호우로 인해 많은 산사태들이 발생되었던 지역으로 편마암류인 장흥지역, 화강암류인 상주지역 및 제3기퇴적암류인 포항지역의 산사태현장 및 그와 대비되는 곳의 토층으로 부터 채취한 시료에 대해 물성 및 공학시험을 실시하였다. 산사태자료와 시험결과를 토대로 산사태지역의 토질측성을 파악하고 발생지역과 미발생지역간의 차별성을 분석하였다. 지질별로 다소의 차이는 있으나 산사태발생지역의 토층은 미발생지역에 비해 균등계수와 곡률계수가 더 크고 세립자의 함유비율이 더 높다. 액성한계는 거의 유사한 경향성을 보이나 소성한계는 다른 두 지질에 비해서 편마암이 상대적으로 더 크게 나타났으며, 산사태발생지역의 토층이 더 낮은 연경도를 갖는다. 함수비는 다른 두 지질에 비해서 제3기퇴적암류가 훨씬 큰데, 이는 모암의 광물조성과 토층의 구조 및 풍화양상 등 다양한 토질요소에 영향을 받는다. 3개 지질조건 모두에서 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해서 대체로 큰 간극율과 작은 밀도특성을 갖는데, 이는 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 더 불량한 입도분포와 느슨한 지반상태에 있음을 보여주는 것으로, 간극율이 크고 밀도가 작은 토층에서 산사태가 더 쉽게 발생될 수 있음을 의미한다. 그리고 동일한 지질조건인 경우 투수성이 양호한 토층이 산사태에 더 취약한데, 투수성은 입도분포, 간극크기, 흙입자의 거칠기 및 구조 등의 토질특성과 풍화나 퇴적환경 등 지질성인에 영향을 받는다. 한편, 전단특성은 지질조건에 따라 다소의 차이는 있으나 특별하게 구분되지는 않는다. 그러나 모든 지질조건에서 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 전단저항각이 더 작은 것으로 나타남으로써 동일한 지질조건인 경우 전단저항각이 큰 토층은 작은 토층에 비해 산사태에 더 안정한 지반으로 분류된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권5호
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• pp.399-407
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• 2009

레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체, 액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사 등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의 정성 정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법을 통해 측정한 결과를 비교하였다. LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II, Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 nm 에너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데 사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 35 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 nm의 해상력으로 200 nm에서 600 nm의 영역에서 50 m 이하로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10 rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조건에서 수행되었다. LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(nm)은 Al(I) 309.2 nm, Ca(I) 422.6 nm, Fe(I) 406.4 nm, Mg(I) 285.2 nm, Na(I) 589.2 nm, Si(I) 288.2 nm, Ti(I) 398.9 nm 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의 농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의 LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의 상관계수($r^2$)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양 중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다. LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의 표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에 의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존의 분쇄 펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등 신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제50권4호
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• pp.148-165
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• 2017

고분 내부에 그려진 벽화는 온 습도 등 환경변화에 매우 민감하며, 특히 고분벽화의 마감층은 사용된 재료 특성과 습도 조건에 따라 보존성에 각기 다른 양상을 나타낸다. 본 연구에서는 토양을 사용하여 마감층을 제작한 송산리 6호분 벽화를 대상으로, 마감층의 재료 특성에 따라 건조로 인해 발생될 수 있는 물리적 변화 양상을 파악하였다. 입도분석 결과 송산리 6호분 벽화 마감층은 실트 이하가 약 85.0wt%, 그 안의 점토가 약 14.0wt%로 대부분이 실트와 점토이하로 이루어진 것으로 나타났다. 의사시료에 대한 물성평가 결과 표면 변화율은 벤토나이트 마감층 재현 시료가 15.5%로 가장 큰 변화를 나타냈으며, 그 다음으로 청자토 마감층 재현 시료 7.8%, 황토 마감층 재현 시료 6.3% 그리고 백토 마감층 재현 시료 6.2%의 순으로 확인되었고, 태토별 시료에서도 같은 순서의 변화 양상을 보였다. 또한 수축률 및 팽창률 측정 결과에서도 유사한 경향의 표면 변화율을 나타냈으며, 벤토나이트 조건이 가장 큰 변화를 보였다. 실험결과, 토양으로 구성된 마감층은 미분부 함량으로 인한 입자간의 응집도와 함께 점토광물의 종류에 따른 팽창성 등의 영향으로 인한 응력과의 관계 등이 물리적 변화에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 송산리 6호분 벽화 마감층에 발생된 물리적 손상은 토양이 갖는 재료적 특성과 고습한 고분 내부에서 발생되는 환경변화 등의 요인과 연관성이 있을 것으로 판단된다.