• 암석학회지
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• 제28권4호
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• pp.307-317
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• 2019

제주도 남서부에 위치하는 산방산 용암돔에 대하여 암석학적 연구를 수행하였다. 산방산 용암돔의 형태를 용암분출 방식에 따라 분류하면, 화구내의 하부로부터 상부로 계속적인 마그마 주입에 의하여 서서히 밀면서 상승 팽창한 '내부 기원형'에 해당하며, 용암돔 외곽부에 발달하는 테일러스 에이프런은 대부분 침식 제거되고 그 내부의 용암류의 냉각에 의한 수직절리가 발달하고 있는 '낮은 용암돔형'에 해당한다. 산방산을 구성하는 암석을 화산암 TAS 분류도에 적용하여 분류하면, Cox et al.(1979) 분류도에서 일부 벤모리아이트 영역에 도시되나 대부분이 조면암의 영역에 도시되며, 최근 사용하는 Le Maitre et al.(2002)의 분류도와 Zr/TiO₂-Nb/Y 분류도에서는 모두 조면암의 영역에 도시된다. 그러므로 산방산 용암돔을 구성하는 암석을 '조면암질 안산암'이라고 설명한 표현은 마땅히 '조면암'으로 수정되어야 할 것이다. 산방산 용암돔을 구성하는 화산암은 노옴 석영을 함유하는 조면암으로 SiO₂ 59.75-63.46 wt.%의 범위에서 일정한 분화 경향을 보인다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.553-564
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• 2020

울릉도에서 폭발성 및 분류성 분출 간의 전환은 돔형성 분출을 나타내는 나리분석층과 알봉조면안산암(용암돔)에서 관찰되며, 유동성 마그마, 상승률 및 탈기작용과 같은 요인과 연관된다. 그러나 이들에 대한 해석은 요인들 간의 상호작용이 복잡할 뿐만 아니라 분출과정에서의 거동을 예측하기 어렵기 때문에 지금까지 해결되지 않았다. 이 논문은 나리 칼데라에서 알봉 용암돔 형성과정에서 인지되는 폭발성 및 분류성 분출에 초점을 두었다. 시료는 분석층과 용암돔에서 시간에 따라 채취하였으며, 분출 단계 및 활동 양식과 연계되어 있다. 이 시료들에서 석기 장석미정의 조직은 면적 개수밀도, 평균 미정크기, 결정 종횡비, 석기 결정률 등을 포함하며 정량적으로 분석되었다. 이러한 미정의 조직은 천부에서 분출전 및 분출동시 마그마 과정이 분출 동안 거동변화를 제어하면서 진행되었다는 것을 보여준다. 폭발성 및 분류성 분출 간의 전환은 주로 화도 내 마그마 상승의 역학관계에 의해 일어났으며, 탈기작용과 결정작용이 피드백 메카니즘을 통해 일어남으로서 분류성 및 폭발성 분출의 한 윤회를 초래했다.

• 암석학회지
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• 제26권1호
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• pp.83-91
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• 2017

본 연구에서는 제주도에서 화산분화에 의해 발생 가능한 화쇄류의 영향 범위를 파악하기 위하여 백록담 외륜산 외측 사면 8개 지점에서 새로운 용암돔이 발생하는 것을 가정하고 이 과정에서의 붕괴로 발생 가능한 화쇄류를 수치모의 하였다. 수치모의에는 TITAN2D 수치모의 프로그램을 사용하였다. TITAN2D프로그램에서 화쇄류 흐름의 속도를 제어하는 변수로 사용되는 내부마찰각과 층저마찰각 중 내부마찰각을 $30^{\circ}$, 층저마찰각을 $20^{\circ}$로 설정하였다. 붕괴되는 돔의 높이와 반경, 초기 붕괴 속도, 수치모의 시간 등을 선정하여 총 96개 시나리오에 대하여 수치모의를 실시하였다. 수치모의 결과 돔 붕괴에 의한 화쇄류는 최대 13.4 km까지 도달하여 한라산 정상부 및 제주시와 서귀포시까지 도달하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 구축된 시뮬레이션 자료들을 이용하여 제주도의 화산 분화 시 발생 가능한 화쇄류의 피해범위 DB를 구축하고 이를 기반으로 재해도를 작성하여 화쇄류로 인한 피해를 최소화하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 암석학회지
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• 제26권3호
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• pp.221-234
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• 2017

제주도 한라산은 세계자연유산이자 제주도 세계지질공원의 대표명소이다. 한라산 정상부 백록담 일대의 서쪽은 점성이 큰 조면암이 돔형상의 지형을 이루고 있으며, 그 동쪽은 점성이 작은 조면현무암 용암이 완만한 지형을 이룬다. 본 연구에서는 야외조사를 통해 한라산 정상부를 이루는 조면암 돔 및 백록담 분화구의 형성과정을 해석하고, 한라산조면암 및 백록담조면현무암 하부에 놓이는 퇴적층에 대한 광여기루미네선스 연대측정을 통해 한라산 백록담 일대의 형성과정을 시공간적으로 구성하였다. 한라산조면암은 초기 돔 붕괴로 인한 조면암질 각력암, 조면암질 용암류, 그리고 조면암 돔으로 구분된다. 백록담조면현무암은 초기의 폭발적 분출에 의한 분석구와 후기의 비폭발적인 용암류로 구분된다. 연대측정 결과, 한라산조면암 분출 초기에 형성된 조면암질 각력암층 하부의 퇴적층에서 약 37 ka를, 그리고 백록담조면현무암 하부에 놓이는 서로 다른 지점의 퇴적층에서 약 21 ka를 얻었다. 한라산 정상부 백록담은 약 37 ka 전 이후 조면암질 용암돔이 형성된 후, 약 19~21 ka 전 조면현무암질 용암이 새롭게 분출하면서 형성된 분화구이다.

• 암석학회지
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• 제26권4호
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• pp.341-352
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• 2017

영덕 서부에서 산출되는 지품화산암층은 하부로부터 유문암질 화성쇄설암, 층회암, 안산암질 유리쇄설암, 유문암 용암, 응회질 역암, 안산암 용암 순으로 구성되는 층서단위이다. 유문암질 화성쇄설암은 SHRIMP U-Pb 연대측정에 의해 $68.5{\pm}1.6Ma$로 측정되었다. 이 층서단위는 이 무렵에 대부분 유문암질 화산작용에 의해 형성되었으며 국부적이지만 다른 화구로부터 안산암질 화산작용에 의해 추가되었다. 유문암질 화산작용은 먼저 수증기마그마성 폭발작용으로 인해 화성쇄설층을 형성시켰고, 나중에 유문암질 화산작용이 재개되어 기존 화구로부터 용암 분류작용으로 유문암질 용암돔을 형성하였다. 1차 및 2차 유문암질 화산작용 사이에 화산 말단부의 낮은 저지는 침수되어 층회암층이 퇴적되었고 연이어 다른 화구에서 안산암질 화산작용이 일어나 흘러나온 용암이 호수물과의 접촉에 의해 급냉파쇄작용으로 유리쇄설암을 형성하였으며, 마지막으로 다시 안산암질 용암이 재차 흘러들어와 지품화산을 얇은 안산암 용암층으로 덮었다.

• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.109-121
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• 2012

한라산 정상의 백록담 서북벽 표고 1,860m 지점에서 18개월간 용암돔 암벽의 표면 온도를 향별로 관측하여 동결융해 사이클의 빈도와 출현 시기, 동결기의 암온 저하량을 밝혔다. 관측 지점에는 일주기와 연주기의 동결융해 사이클이 나타난다. 유효동결융해 사이클을 포함하여 일주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽보다 남서향 암벽에서 더 많이 발생한다. 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서는 2월과 3월에, 북동향 암벽에서는 11월과 4월에 집중적으로 출현한다. 또한 남서향 암벽에서는 11월 중순~4월 중순, 북동향 암벽에서는 11월 초순~4월 하순에 걸쳐 $0^{\circ}C$ 이하의 암온이 지속되는 계절적 동결기가 출현함으로써 연주기성 동결융해 사이클도 확인된다. 동결기의 암온 저하량은 동결지수가 더 높은 북동향 암벽에서 더 크고, 동결파쇄의 최적 온도 기준점으로 알려진 $-3^{\circ}C$ 이하의 지속시간도 북동향 암벽에서 더 길어 북동향 암벽이 남서향 암벽보다 일주기성 동결융해 사이클의 빈도는 낮아도 동결 강도는 더 큰 것으로 보인다. 따라서 암벽의 향에 따른 일사 조건의 차이가 동결융해 사이클의 빈도와 동결 지속시간을 결정함으로써 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서, 연주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽에서 현저하게 출현한다. 암석의 동결파쇄는 온도 조건으로만 결정되는 것은 아니므로 식생피복, 지형적 위치, 고도, 향을 달리하는 다양한 장소의 온도 자료 축적과 함께 암석 물성과 수분 공급에 관한 조사가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제43권2호
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• pp.163-176
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• 2010

2001년부터 제주도 전역의 중산간 이하 저지대에서 시행된 69개 시추공으로 부터 획득된 시추 코어 용암류와 66곳의 노두에서 분석된 전암 암석화학 및 전암 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대 자료(539개)를 검토하여, 그 중 제주도 형성 초기 용암 분출 산물로 확인되는 20개의 자료를 보고한다. 시추공 중 남부와 남서부의 법호천공(고도 235 m, 섬도 210 m), 돈내코공(고도 240 m, 심도 230 m), 동홍S공(고도 263 m, 심도 270 m), 05동흥공(고도 187.6 m, 심도 340 m), 도순공(고도 305 m, 심도 287 m), 상예공(고도 230 m, 심도 260 m), 무릉1호공(고도 10.2 m, 심도 160 m), 가파공(고도 17.5m, 심도 92m)에서만 확인되었고, 노두 중에서는 이미 알려져 있는 산방산, 월라봉, 원만사, 각수바위 지역에서 재확인하였다. 이들의 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대 자료는 1 Ma-0.7 Ma를 나타내어, 제주도 형성 초기 용암 분출시기 및 그 지화학적 특정을 규제할 수 있다. 특히 05동홍공의 심도 143~137 m와 135~123 m 구간에서 조면현무암 성분인 용암으로 부터 각각 $992\pm21$ Ka와 $988\pm38$ Ka인 가장 오래된 연대를 보고한다. 이 연구는 제주도 형성 초기의 용암분출이 약 1 Ma 경 조면현무암질 용암 분출로 시작하여, 이후에 약 0.9-0.7 Ma 기간 동안 주로 조면암-조변안산암-현무암질 조면안산암 성분을 지닌 용암류의 용암 돔 형성 그리고 간헐적인 알칼리현무암 및 조면현무암질 용암의 분출로 진행하였음을 제시한다. 산방산, 각수바위 등 현재 지표에 노출되어 돔상 지형을 이루는 일부 지역을 제외하면, 초기 용암류는 지표 하에서 서귀포층에 협재하거나 피복하고 있음을 나타낸다. 이는 제주도 형성 초기 용암 분출이 간헐적이며 국지적이었고, 주변에서 수성화산활동 및 퇴적작용이 동시에 진행되었음을 지시한다.

• 암석학회지
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• 제21권3호
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• pp.367-383
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• 2012

한반도에는 백악기에 북동-남서 방향으로 달리는 여러 화산호들을 형성하였으며 그 중에서 경상분지의 남동부를 지나는 경상호가 가장 우세하다. 백악기 전기 화산작용은 하양층군의 여러 층준에 대체로 알칼리 혹은 칼크알칼리 현무암질 용암류로 구성되는 화산층을 협재시켰다. 백악기 후기 화산작용은 경상호 내에 두꺼운 칼크알칼리 안산암질 및 유문암질 화산층을 형성하였다. 이 화산작용은 (1) 먼저 현무암질 및 안산암질 용암류의 분출로 특징되며, (2) 후에 데사이트질-유문암질 화쇄강하, 대규모 화쇄류의 분출로 이어지고 이에 관련하여 칼데라와 칼데라후 암맥과 돔의 형성으로 특징되어진다. 백악기 전기(약 120Ma)에 북쪽에서 북북서 방향으로 약간 변화됨으로서 사각방향의 이자나기판 섭입작용은 북동내지 북북동 방향의 좌수향 주향이동 단층을 형성하면서 경상호의 배호 지역에 인리형 분지가 열리고 동쪽으로 확장되어 배호분지를 형성하였다. 이때 배호분지에는 암압의 감소와 함께 마그마 생성의 촉진으로 용암류를 분출시켰으며, 하양층군의 여러 층준에 화산성 협재층을 형성하였다. 따라서 경상분지는 대륙 열곡작용에 의해 형성된 배호분지로 해석된다. 배호분지의 확장과 더불어 경상분지에서는 호화산작용이 100Ma 무렵부터 이미 시작되었으며, 백악기 후기로 가면서 격렬하게 지속되었고 화산호를 형성하였다. 백악기 후기(약 90Ma)에 이자나기판의 섭입방향은 북북서 방향에서 북서 방향으로 변화됨으로서 분지발달이 종식되었으며, 대륙연변부에 대해 사각에서 직각방향으로의 변화는 마그마 생성이 용이하게 유도되어 백악기 후기 동안에 화산작용이 지속적으로 진행되게 하였다. 한편 대구-부산 사이에 북서 방향의 폭넓은 화산대는 이자나기-태평양 해령의 빠른 북서향 섭입작용으로 슬랩창의 높은 열원에 의한 화산작용과 무관하지 않다.

• 암석학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-15
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• 2003

백록담을 구성하는 암석은 백록담의 정상 서반부를 이루는 백록담조면암, 백록담 정상 동반부를 이루는 백록담조면현무암, 그리고 만세동산역암으로 구성된다. 백록담 일대 분화구의 사면에서 발달된 절리계는 백록담 분화구를 중심으로 방사상 또는 동심원상의 절리계를 발달시키고 있다. 백록담 분화구는 백록담조면암의 돔 정치 이후 화산체의 동쪽에서 백록담조면현무암의 스코리아층 및 용암류를 분출시켜 형성된 산정 화구호이다. 백록담조면현무암은 분출 초기에는 수성 화산활동을,그 후 스트롬볼리안 분출을 하였으며, 마지막에 하와이형으로 변하면서 백록담조면현무암을 형성하였다. 백록담 일대에 분포하는 용암류의 SiO$_2$ 함량 범위는 48.0∼67.4 wt.%의 넓은 범위를 보이며, 특징적으로 SiO$_2$ 53.7∼60.7 wt.%의 암석이 결여되어 있고, SiO$_2$ 53.7 wt.% 이하의 염기성 암석과 60.7 wt.% 이상의 펠식 암석으로 구성되는 바이모달의 양상을 보인다. 백록담 일원의 용암류의 주성분 원소 특징은 염기성암류에서는 단사휘석, 자철석과 티탄철석의 정출이, 펠식암류에서는 사장석과 인회석의 정출이 중요한 영향을 하였음을 나타낸다. 미량원소 및 희토류원소의 조성 특징으로 볼 때, 백록담일대의 조면현무암류를 형성시킨 마그마가 석류석-페리도타이트 맨틀이 부분용융되어 형성된 마그마로부터 진화하여 유래하였음을 시사하며, 유라시아 대륙 동연부의 지판내부의 지체구조적 환경에서 생성되었음을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제50권2호
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• pp.105-116
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• 2017

이 연구의 목적은 울릉도 남서부 지역에 분포하는 흑요암의 화산학적, 광물학적 특징을 통하여 흑요암의 성인과 산출의미를 고찰하는 데 있다. 흑요암은 곰바위용결응회암 하부에서 국부적으로 발달하며, 다양하고 복잡한 조직과 유동띠가 관찰된다. 흑요암은 알칼리장석 반정과 응회암 및 조면암의 암편과 혼재하여 산출된다. 흑요암은 파동형, 렌즈상의 덩어리로 산출되거나 파쇄된 흑요암 입자들로 인해 얇은 층리로 발달한다. 진주상 균열, 둥근 또는 구형균열과 같은 냉각균열이 특징적으로 발달하는데, 이는 빠르게 냉각하여 규산질이 풍부한 비정질 상태의 흑요암이 형성되었음을 지시한다. 수화작용은 흑요암의 가장자리에서 상대적으로 현저하여 변질띠를 이룬다. 흑요암의 유리질 기질에는 자형의 새니딘과 아노소클레이스 같은 알칼리장석 반정 외에도, 투휘석, 흑운모, 티탄철석, 철산화물 등이 수반된다. 특히 산점상의 미세결정들은 대부분 알칼리장석류와 티탄철석으로 구성된다. EPMA 정량분석 결과, 흑요암의 유리 기질부는 조면암질 조성을 보이며, 철 함량은 약 3 wt.%로 높은 편이다. 본 흑요암은 용암돔이나 칼데라의 붕괴에 의하여 고온상태에서 역-화산재 흐름 퇴적물이 계곡부로 운반된 후, 차가운 지표면과 접촉하였으며 유동성을 띠는 가운데서 급랭하여 형성된 것으로 보인다.