• 암석학회지
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• 제21권3호
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• pp.335-365
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• 2012

한반도 동남부의 주단층으로 구분된 지질블록별 백악기-고제3기 화강암체의 피션트랙(FT) 열연대학적 기록은 차별적인 냉각사와 후기 지열사를 입증한다. 대부분 화강암체에는 관입후 단조로운 냉각패턴(J 자-형)이 그대로 보존되어 있으며, 일부 백악기 암체는 $300^{\circ}C$ 등온선의 리셋 후 재냉각된 복잡한 패턴(N 자-형)을 기록한다. 각 암체의 온도구간별 차별적 냉각속도는 상대적 암체규모, 모암종류에 따른 초기 열손실, 후기화성활동 존재와 근접성 등에 따라 설명된다. 큰 규모의 저반상 암체의 경우에도 단일 암체 내에서 위치에 따라 각 등온선별 냉각연대는 대체로 부합된다. 양산단층을 가로질러 양쪽에 인접한 두 암체의 유사한 냉각연대는 그들이 거대한 수평변위 이전의 동시대 관입체임을 입증한다. 양산/동래단층 등 주단층대를 따라 국지적으로 기록된 후기 지열상승 범위는 인회석 부분안정영역($70-125^{\circ}C$)에 달했으며 $200^{\circ}C$에는 미치지 못하였다. 양산-울산단층 교차점의 파쇄대 내 강한 변질증거는 FT 스핀연대(31Ma)가 전기 올리고세에 단층교차점을 포함한 포항-감포블록의 구조적 침강에 따른 $290^{\circ}C$ 이상의 지온상승에 의한 리셋 후 재냉각연대임을 지시하며, 한편 일치된 FT 저콘 및 인회석연대(24Ma)는 올리고세 말기에 동일 지역의 급작스런 구조적 융기에 관련된 $200-105^{\circ}C$ 등온선의 급작스런 냉각을 암시한다. $300-200-100^{\circ}C$ 등온선별 냉각연대가 울산단층 동쪽(포항-감포블록)에서 서쪽보다 현저하게 낮은 경향(FT 스핀 및 K-Ar 흑운모=19%; FT 저콘=20%; FT 인회석=27%)은 훨씬 뒤에 관입한 고제3기 암체의 늦은 냉각시점 때문이며, 후기 지열영향으로 부분감소된 인회석연대가 반영되었기 때문이다.

• 암석학회지
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• 제23권2호
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• pp.75-103
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• 2014

한반도 남동부 일원에는 주요 지질구조선(양산단층대, 울산단층, 연일구조선, 오천단층계 등)을 따라 제4기 단층들이 도처에 분포하고 있으며, 이들의 기하와 운동학적 특징은 한반도의 제4기 지각변형사와 현생응력상태 등을 이해하는 데 중요한 정보들을 제공한다. 이번 연구에서는 진티단층, 모화단층, 수성지2단층 그리고 왕산단층을 대상으로 대자율이방성 방법을 적용하여 단층가우지의 미세구조를 분석하고 단층의 운동감각을 해석하였으며, 그 결과를 바탕으로 단층암의 미세구조 발달과정과 제4기 응력장에 대해 논의하였다. 대자율이방성 측정을 통해 구해진 자기미세구조로부터 단층의 운동감각을 분석한 결과, 왕산단층을 제외한 나머지 세 단층은 모두 역이동성이 우세한 단층운동에 의한 미세구조가 발달되어 있다. 단층면에 거의 평행한 편평형의 미세구조가 발달하는 점과 이방성정도가 클수록 편평형의 정도가 증가하는 특징에 근거할 때, 단층가우지의 미세구조는 점진적인 변형에 의한 최종응력변형이 기록된 것으로 해석된다. 또한, 최후기에 재활된 역단층운동으로 기존의 단층가우지 내에 존재하는 미세구조들은 모두 지워지고 최후기의 운동에 의한 미세구조만이 기록된 것으로 판단된다. 단층가우지의 자기미세구조 분석을 통해 유추된 운동감각으로부터 구해진 고응력장은 동북동-서남서 방향의 압축력이며, 이 응력장은 지진원 메커니즘, 수압파쇄시험 그리고 단층 지구조분석결과를 통해 구해진 한반도 남동부의 고응력장과 부합된다. 결론적으로 한반도 일원은 제4기 동안 동-서 내지 동북동-서남서 방향의 압축성 응력장이 지배적이었던 것으로 해석된다.

• 암석학회지
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• 제25권3호
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• pp.169-193
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• 2016

한반도 일원의 신기 지각변형과 현생 응력장의 특징을 규명하고 지구조적 형성 배경을 이해하기 위해, 제4기 단층과 발진기구해에 관한 기존 자료와 더불어 최근의 지각천부 시추공 응력자료를 종합하여 재분석하였으며, 마이오세 이후 동아시아 일원의 지구조 환경 변화와 지각변형 특징을 정리하였다. 한반도 남동부의 제4기 단층은 대부분 기존 단층대를 따라 발견된다. 또한 대부분 남-북으로 배열된 상반 서향의 충상단층의 기하와 운동특성을 보이며, 동-서 방향의 순수 압축응력 하에서 적절히 배향된 기존 약대가 재활된 특징을 보인다. 한반도와 인근 해역의 발진기구해 분석 결과, 내륙에서는 주향이동단층 또는 역이동성 운동감각을 포함하는 주향이동단층이 우세한 반면, 동해와 서해 연안의 경우에는 역단층이 우세한 특징을 보인다. 압축 축은 동북동과 서남서를 향해 수평 내지 아수평한 자세로 군집되며, 인장 축은 북북서-남남동 주향을 가지는수직의 대원 상에 배열된다. 시추공 내 응력측정 자료를 취합한 결과, 한반도 지각천부의 평균 최대수평응력은 동북동-서남서 방향으로 나타났다. 따라서 한반도 일원은 현재 광역적인 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축력에 의한 압축구조가 발달중인 것으로 판단된다. 동아시아 일원의 광역적인 현생 응력장 분포와 비교한 결과, 이러한 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축응력환경은 태평양판의 서향 저각 섭입과 인도-유라시아 충돌로부터 전파된 응력장이 중첩된 결과로 판단되며, 대부분 고각 섭입의 양상을 보이는 필리핀해판은 배호지역 내에서 인장 환경의 특징을 보여주고 있어 한반도에서의 영향은 미미한 것으로 판단된다. 이상과 같은 동아시아 일원의 신기 지구조환경과 지각변형은 약 5~3.2 Ma 경 태평양판의 이동방향과 섭입각도의 변화와 함께 시작된 것으로 해석된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.