• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권1호
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• pp.268-289
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• 2013

천연기념물 제373호 경북 의성군 금성면 제오리의 공룡발자국화석 산지를 대상으로 화석산지의 위치 및 규모, 층서, 퇴적층 특성, 산출화석, 퇴적구조와 지질구조 등 화석 이외의 특이 지질기록, 관련 연구문헌, 자연사적 가치, 보존 및 관리 상태 등에 대한 전반적인 조사와 분석이 이루어졌다. 이를 바탕으로 이 화석산지의 발달규모 및 자연사적 중요성, 보존 및 관리 상태 등에 따른 가치 평가를 실시하였으며, 이 화석산지의 보존 및 활용 방안을 제시하였다. 제오리 화석산지는 의성소분지에 분포하는 앨비안(백악기 전기 말)의 시기를 갖는 경상누층군 사곡층이 분포하는 지역으로, 이 화석산지에는 12개의 용각류 보행렬, 10개의 조각류 보행렬 및 1개의 수각류 보행렬 등을 포함한 300여 개의 공룡 발자국이 보존되어 있다. 공룡발자국화석층은 판상으로 발달한 중립 내지 세립의 장석사암층과 이를 피복하는 이암박층, 엽층으로 교호하는 세립사암 내지 실트스톤과 이암, 셰일질 이암 등으로 구성되어 있으며, 공룡 발자국은 판상의 장석사암층 내에 간헐적으로 협재하는 엽층으로 교호하는 세립사암 내지 실트스톤과 이암 내에 보존되어 있고, 대부분 하흔의 상태로 나타난다. 이 발자국화석층은 건조 내지 아건조성 기후 조건에서 건기와 우기가 반복적으로 발달하는 계절성 기후하의 충적평원의 층상범람퇴적층으로 해석된다. 공룡발자국화석층 표면에는 북동 주향의 인장단열들이 밀집하여 발달되어 있으며, 이로 인해 이 화석산지에서 관찰되는 공룡발자국들은 외견상 여러 층준에 걸쳐 산출되는 것처럼 보인다. 이 화석산지의 자연사적 가치는 1) 국내에서 공룡화석 산지로서는 처음으로 천연기념물로 지정이 된 학술사적인 의미, 2) 1,600여 $m^2$의 좁은 범위 안에 다양한 종류의 공룡발자국이 300여 개 보존되어 있는 국내에서 매우 드문 높은 공룡발자국 산출밀도, 3) 단층의 발달 특성을 포괄적으로 이해하는 데 매우 유용한 현장 교육자료로서의 가치를 가지는 공룡발자국층에 수반된 인장단열 밀집 기록 등으로 요약된다. 이와 같은 제오리 화석산지의 가치를 시민 및 지역사회와 효과적으로 공유하기 위해 고환경 복원도와 화석층에 수반된 정단층 산상 설명 등을 비롯한 그림과 사진 등을 활용한 설명문의 입체화가 필요하며, 화석산지를 소개하는 소책자의 발간과 함께 화석산지의 자연사 및 사회적 가치에 대한 지역사회 홍보 및 계도가 필요하다. 이와 함께 탐방객들의 안전을 위해 이 화석산지 전면을 지나는 도로를 현재의 위치에서 최소한 10m 정도 남측으로 이동시켜, 탐방객들의 안전한 관찰을 도모함은 물론 체험학습의 공간 확보 및 차량통행에 의한 진동의 영향을 저감시키는 방안이 강구되어야 할 것이다.

• 암석학회지
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• 제28권3호
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• pp.195-215
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• 2019

지질공원은 지질학적으로 중요하고 경관이 우수한 지역을 보호하고, 이들을 교육 및 관광산업에 활용하여 지역 경제 발전에 기여하고자 하는 새로운 제도이다. 국가지질공원 후보지인 화성 지질공원은 고정리 공룡알 화석산지를 중심으로 우음도, 어섬, 딱섬, 고렴, 제부도, 백미리해안, 궁평항, 입파도, 국화도 등 10곳의 지질명소로 이루어져 있으며, 국가지질공원으로의 인증을 추진하고 있다. 이번 연구에서는 화성 국가지질공원에 분포하는 지질명소, 지질유산 그리고 지오트레일에 대해 상세히 기재하고, 지질공원으로서의 가치와 의미에 대해 논의하였다. 화성 국가지질공원 후보지는 한반도의 지체구조상 경기육괴에 해당되며, 선캄브리아 시대 변성암류 및 퇴적암류, 고생대 변성암류, 중생대 화성암류 및 퇴적암류 그리고 신생대 제4기 퇴적층이 분포하여 풍부한 지질다양성을 가진다. 천연기념물로 지정된 고정리 공룡알 화석지 지질명소는 공룡알 둥지화석을 비롯하여 서관구조, 타포니, 단층과 끌림습곡, 사층리 등의 풍부한 지질유산과 함께 생태 탐방로, 방문자 센터 등 훌륭한 인프라를 구축하고 있다. 우음도 지질명소는 다양한 종류의 변성암(편마암, 편암, 천매암)과 지질구조(습곡, 단층, 절리, 암맥, 광맥)를 가지고 있어 교육적 가치가 높다. 어섬 지질명소는 변성암에서 산출되는 독특한 구상구조가 높은 학술적 가치를 가지며, 딱섬과 고렴 지질명소에는 백악기 탄도분지에 분포하는 다양한 퇴적암과 화산암류 그리고 퇴적구조를 잘 관찰할 수 있다. 서해안에 위치한 제부도, 백미리 해안, 궁평항 지질명소에서는 갯벌, 시스택(해식기둥), 사빈과 역빈, 해안사구 등의 해안지형과 함께 다양한 변성암류, 쇄설성암맥, 석영광맥 등의 지질구조도 함께 관찰할 수 있으며, 갯벌체험을 비롯한 다양한 체험프로그램들이 개발되어 있다. 도서지역인 입파도, 국화도 지질명소에서는 전형적인 대규모 습곡구조가 장관을 이루고 있는 곳이며, 독특한 해안침식지형과 함께 다양한 고생대 편암류를 관찰할 수 있다. 이와 같이 화성 지질공원은 풍부한 지질다양성과 학술적 가치를 지닌 양질의 지질명소들로 구성되어 있으며, 지질, 지형, 경관, 생태요소가 복합적으로 어우러진 지오트레일, 탐방객을 위한 기반인프라, 다양한 교육 체험프로그램들이 개발되어 있어, 서부 경기권을 대표하는 훌륭한 국가지질공원으로서의 역할을 할 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.49-60
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• 2021

금화광상은 백악기 경상퇴적분지 내에 분포하는 진주층 퇴적암 내에 발달한 열극을 충진하여 생성된 함 금-은 열수 맥상광상으로, 괴상, 각력상 및 호상 및 정동 조직 등 복합적인 조직적 특성을 보여준다. 금화광상 맥상 광화작용은 지구조적 운동(tectonic break)에 의하여 광화 1기(stage I)와 광화 2기(stage II)로 구분된다. 광화 1기는 금-은 광화작용이 진행된 주 광화시기로, 석영맥 내에 주된 함 금·은 광물인 에렉트럼과 함께 황화광물, 산화광물 및 황염광물 등이 산출한다. 광화 2기는 주 광화작용 이후 금속 광화작용이 이루어지지 않은 방해석맥의 생성 시기이다. 광화 1기는 광물 광생관계와 산출하는 광물 조합 특성 등에 의하여 3개의 세부 광화시기(초기, 중기, 후기)로 구분된다. 광화 1기의 초기에는 주로 황철석, 황동석 등의 황화광물이 철망간중석, 자철석 등의 산화광물을 수반하여 산출한다. 광화 1기 중기는 주된 금·은 광화작용이 광화 1기의 초기 말부터 계속하여 진행된 시기이다. 주로 에렉트럼과 함께 황동석, 섬아연석 등의 황화광물과 자철석 등의 산화광물이 산출되며, 텐난타이트 및 테트라히드라이트 등의 황염광물이 소량 수반되어 산출된다. 광화 1기 후기에는 방연석, 적철석과 함께 소량의 함 비스무스 황염광물이 산출하며 풍화작용 관련 이차광물의 생성이 진행되었다. 금화광상 광물 공생관계 변화는 열수계의 온도와 황 분압 조건의 감소 및 이에 수반된 산소 분압 조건의 증가 등의 환경변화가 반영된 결과이다. 유체포유물 실험·연구 결과를 종합하면, 초기 금화 열수계는 ≥410℃ 온도 조건에서 하부 마그마로부터 용리된 고 염농도(≥44 wt. % NaCl)를 갖는 유체와 금화광상 생성 심도 하부까지 순환하여 물-암석 반응이 진행된 천수 기원의 중 내지 저 염농도(≈7.0 wt. % NaCl)의 열수가 함께 유입되어 형성되었다. 그 이후 금화 열수계는 유체의 냉각, 비등작용 및 천수 혼입 등에 의하여 진화되었으며, 이들 진화기구에 수반된 냉각작용 및 화학성 변화 등에 의하여 온도 감소(≤200℃)와 염농도 변화(≤1.0 equiv. wt. % NaCl)가 야기되었다. 이러한 금화 열수계의 형성 및 진화 특성은 함 금-은 열수 맥상광상인 금화광상이 초기 천부 관입 마그마의 영향으로 마그마 우세 열수계로 부터 광화 후기 천수의 유입이 우세해지는 천열수계로 변환되는 점이적인 생성환경에서 생성된 맥상광상임을 지시한다.

• 광물과 암석
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• 제33권4호
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• pp.349-359
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• 2020

한반도 남동부 경상분지에는 북북서 방향의 울산단층대가 발달하고, 울산단층대의 주변부에서 많은 제4기 단층들이 발견된다. 이들 단층은 주로 백악기 말-제3기 초의 불국사 화성암류를 상반으로 하고 제4기 퇴적층을 하반으로 하고 있거나 제4기 퇴적층들 사이에 발달하고, 주로 상반이 서쪽으로 충상하는 역이동성의 운동감각을 보여준다. 이들 단층의 발견 지점을 연결해 보면 (서)북서, 남-북, (북)북동, 동북동 방향 등으로 지그재그형 구간별 방향성을 보이고, 이러한 구간별 방향성은 이들 단층의 주요 단층면들의 방향성과 유사하다. 경주시 외동읍 신계리 계곡에 분포하는 제4기 퇴적층, 염기성 암맥, 불국사 화강암 등에서는 남-북 방향의 역단층을 절단하고, 상부가 서쪽으로 이동하는 동-서 방향의 주향(이동) 단층들이 다수 관찰된다. 동측의 염기성 암맥 및 불국사 화강암에 의해 충상되어 있는 서측의 제4기 퇴적층에서는 남-북 방향의 역단층을 절단하고, 남-북 방향의 충상단층에 의해 절단되는 동-서 방향의 우수 주향이동 단층이 관찰된다. 제4기 단층들의 이러한 기하학적·운동학적 특성으로부터 신계리 신기 단층대의 형성과 관련된 다음과 같은 두 가지 적어도 2회 이상의 제4기 지구조운동이 고찰된다. 하나는 첫 번째 동-서 방향의 압축력에 의한 첫 번째 남-북 방향의 역단층운동과 이에 수반된 동-서 방향의 주향이동성 인열 단층운동, 이후 두 번째 동-서 방향의 압축력에 의한 두 번째 남-북 방향의 역단층운동이다. 다른 하나는 첫 번째 남-북 방향의 역단층운동, 이후 북서-남동 방향의 압축력에 의한 동-서 방향의 우수 주향이동 단층운동, 이후 두 번째 남-북 방향의 역단층운동이다. 본 논문에서는 울산단층대 주변부에서 발견된 제4기 단층들의 다양한 단층면의 방향성과 지그재그형 노두연결 구간별 방향성, 신계리 계곡 제4기 단층들의 기하학적·운동학적 특성, 그리고 최근 양산단층대 일대에서 보고된 서쪽으로 볼록한 압축성 호상의 선상구조 등으로부터 신계리 신기 단층대의 발달사를 제시한다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.729-744
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• 2023

전기 자동차 및 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬의 가치가 크게 증가하였다. 리튬은 주로 페그마타이트, 열수변질을 받은 응회암질 퇴적 점토 및 대륙성 염수에서 발견된다. 전 세계적으로 지하수로 공급되는 염호와 유전 염수는 세계 리튬 생산량의 약 70%를 차지하는 대륙 염수의 주요 리튬 공급원으로 주목받고 있다. 최근에는 심부 지하수, 특히 지열수도 리튬의 잠재적 공급원으로 연구되고 있다. 심부 지하수의 리튬 농도는 상당한 물-암석 반응과 염수와의 혼합을 통해 증가할 수 있다. 심부 지하수 중의 리튬 탐사를 위해서는 그 기원과 거동을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 전국적인 규모에서 국내 온천지역 지열수의 수문지화학 특성과 진화에 관한 예비연구를 바탕으로, 심부 지하수 환경에서의 리튬의 분포를 평가하고 그 농도에 영향을 미치는 지구화학적 요인을 이해하고자 하였다. 총 555개의 온천 지하수 시료 자료는 수화학적 특성에 따라 뚜렷한 지화학 진화 특성을 갖는 5가지 유형으로 분류되었다. 또한, 리튬의 부화 기작을 평가하기 위해 리튬 농도가 90번째 백분위수(0.94 mg/L)를 초과하는 시료(n = 56)에 대해 자세히 고찰하였다. 리튬의 농도는 수화학 유형에 따라 유의미한 차이를 보였는데, Na(Ca)-Cl유형, Ca(Na)-SO₄유형, pH가 낮은 Ca(Na)-HCO₃ 유형 순이었다. Ca(Na)-Cl 유형에서 리튬 부화는 해수침투에 따른 역이온 교환으로 발생한다. 백악기 화산퇴적 분지에서 특징적으로 나타나는 Ca(Na)-SO₄ 유형 지하수에서 용존 리튬의 부화는 열수 변질 점토 광물의 산출 및 화산활동과 관련이 있는 반면, 낮은 pH의 Ca(Na)-HCO₃ 유형 지하수에서는 심부 CO₂의 상승 혼입에 의한 기반암의 풍화 촉진으로 인해 리튬 부화가 일어난 것으로 해석된다. 본 광역 예비 지화학 연구 결과는 심부 지질환경에서의 수문지화학 진화에 대한 이해와 함께 향후 경제성 있는 리튬 탐사 지침과 관련하여 유용한 정보를 제공할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.597-608
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• 2020

규모 5 이상의 경주지진과 포항지진이 발생한 이후에도 한반도 남동부에서는 여전히 수백 건의 여진과 미소 지진이 발생하고 있다. 이러한 현상은 응력이 계속 작용하고 있다는 것을 의미하며, 또 다른 큰 지진이 발생할 수도 있음을 암시한다. 따라서 본 연구에서는 한반도 남동부 포항-울산지역의 심부 지질구조를 분석하기 위해 중력장 해석 방법을 사용하였다. 먼저 연구지역의 부족한 중력 데이터를 수집하기 위해, 중력 탐사를 시행하여 기존 자료보다 정밀한 부게 중력이상을 계산하였다. 중력이상 데이터를 바탕으로 역산 방법인 "곡률 분석 (Curvature analysis)"과 "오일러 곱풀기 방법(Euler deconvolution method)"을 이용하여, 한반도 남동부의 심부 단층의 위치 및 방향성과 최대 깊이를 분석하였다. 그 결과, 본 연구지역에는 최소 6개의 심부 단층(C1~C6)이 존재하는 것으로 해석된다. 심부 단층선 C1은 방향성과 위치가 연일구조선과 일치하는 것으로 보아, 연일구조선이 최대 약 4000m 깊이까지 이어져 있는 것으로 해석된다. 심부 단층선 C2는 여러 개의 분절된 단층들로 이루어져 있으며, 지표의 단층들과 잘 대비된다. 심부 단층선 C3, C4와 C5는 북서-남동 방향의 울산단층과 평행한 방향성을 가지는 것으로 분석되며, 초기 백악기에 남북 방향의 응력을 받아 형성되었으나 퇴적물에 덮여 지표에 드러나지 않는 것으로 판단된다. 심부 단층선 C6는 북동-남서 방향성을 가지며, 어일분지의 동쪽 경계단층이 심부로 이어져 있는 것으로 사료된다. 분석한 심부 단층선과 미소 지진 발생 현황을 대비한 결과, 심부 단층선 C1과 2018년~2019년 동안 한반도 남동부에서 발생한 미소 지진의 분포가 대략 일치하는 것을 확인하였다. 이는 심부에 존재하는 단층과 최근 발생하는 지진이 연관이 있다는 것을 시사한다.