제 4기 전곡현무암은 추가령 열곡대내의 한탄강유로를 따라 길게 분포하고 있으며 이대성 외 (1983)에 의하면 대략 10-20 m정도의 두께를 가지고 있다. 전곡현무암의 암석분화 과정을 밝히기 위해 57개의 시료가 채취 되었으며, 이중 16개의 시료에 대한 주성분 및 미량원소의 화학분석이 실시되었다. 분석된 시료들의 화학조성에 의하면 전곡현무암은 알칼리계열의 현무암으로 특징지워지며, MgO를 제외한 주성분원소의 변화범위가 미량원소에 비하여 상당히 좁은 영역을 나타낸다. 분별결정작용 모델을 정량적으로 시험하기 위해서 Multiple linear regression을 사용하였다. 주성분원소와 반정으로 산출되는 광물의 화학조성을 사용하여 계산된 결과는 전곡현무암의 화학조성의 변화는 감람석, 사장석, 휘석, 자철석이 56 : 25 : 17 : 2의 비율로 분별정출되어 분화된 것으로 설명할 수 있다. 그러나 위의 결과를 가지고 미량원소의 함량을 계산하면 불호정 (incompatible) 원소의 계산치는 딸암석의 실제 함량에 미치지 못한다. 이러한 점으로 미루어 전곡현무암의 화학조성의 변화는 광물들의 단순한 분별정출 작용만으로는 설명하기가 어렵다. 따라서 전곡현무암의 화학조성의 변화는 약간 다른 정도의 부분용융에 의해 불호정 원소의 초기치가 다른 것들이 분별정출과정을 겪었거나, 혹은 RTF과정에 의한 불호정원소의 부화가능성을 배제할 수 없음을 시사한다.
한반도 중부 전곡 지역 한탄강 유역에는 제4기 시기에 분출한 현무암질 암석들이 화산대지 및 하식절벽으로서 분포한다. 국내 최초로 도입된 다검출기 불활성기체 질량분석기와 레이저 가열장치를 이용하여 전곡 지역에서 산출하는 현무암질 암석의 $^{40}Ar-^{39}Ar$ 연대를 측정하였다. 전곡읍 은대리 지역 하식절벽의 현무암들은 하부에서 상부로 가면서 $0.54{\pm}0.07Ma$, $0.48{\pm}0.01Ma$, $0.12{\pm}0.01Ma$의 연대를 나타내며 전곡리 지역의 현무암에서 $0.43{\pm}0.04Ma$의 연대가 얻어진다. 이 결과는 0.12-0.54 Ma 사이에 전곡 지역에 단속적인 화산암의 분출이 있었을 가능성을 시사한다.
전곡리 일대는 화산지형, 단층지형, 구석기 문화연구 등 여러 분야의 학문적 관심이 집중된 지역이다. 본 연구는 박편 분석, 물리화학 광물분석등이 수단을 활용하여 전곡리 용 암대지를 덮고 있는 피복물의 형성과 퇴적 후의 변화과정을 밝히려고 한 것이다, 여기서 다 음과 같은 사실을 밝힐수 있었다. 전곡리 용암대지는 Riss-Wrm 간빙기에는 별로개석되 지 않았다가 Wrm 빙가에 들어와 인근 황해의 해수면이 낮아지면서 개석된 것으로 추정 된다. 그리고 Wrm빙기 전기간에 걸쳐 용암대지에는 건육화된 황해와 인근 하천(한강, 임 진강) 범람원에서 바람에 의해 날려온 미립물질이 약 8m 이상 퇴적되었다. Wrm 빙기후 기에는 이풍적토(Loess)가 여름에도 녹지 않는 결빙층이 발달했을정도의 한랭 습윤했던 기 후의 영향을 받았다, 이로 인해 일련의 크랙(엽상구조를 이루는 수평크랙과 불규칙한 수직 방향크랙)들이 발달했고 풍적 물질의 미시적 조직과 구조도 많이 변화했다. 또한 결빙작용 으로 변형된 구조의 규제를 받으며 gleyzation 이 진전되었다. 단면 관찰에서 회백색 얼룩과 붉은 또는 검붉은 얼룩이 복잡하게 섞여 있는 모습은 바로 이것이 진전된 결과이다, 그간 발굴된 구석기 유물들은 결빙구조 및 gleyzation의 흔적이 잘 나타나는 부의에서 출토되었 다, 이사실은 본 지역의 구석기 인류가 생활했던 시기는 Wrm 빙기에서도 이러한 한랭 기후가 있기 이전이었음을 시사한다.
전곡립(whole grains)의 압출성형 및 효소처리에 따른 가공학적 특성과 생리적 특성을 연구하였다. 압출공정 처리한 전곡립 시료의 이화학적 특성은 호화도, 소화도, 저향전분 등을 측정하였으며, 이를 압출공정 처리하지 않은 생원료 및 볶음시료와 비교하였다. 압출공정은 모든 곡류의 호화도를 크게 증가시켰으며, 특히 보리의 경우에는 압출공정에 의해 원료시료 보다 약 7배정도 증가하였다. 소화도 역시 압출공정에 의해 원료시료나 볶음시료에 두드러지게 증가하여 보리의 경우 2.6배까지 증가하였다. 또한 압출공정에 의해 저항전분의 감소 등이 뚜렷하게 관찰되었다. 전곡립을 압출공정과 식물세포벽 분해효소를 복합적으로 처리한 경우 처리하지 않은 원료와 비교하여 ${\beta}-sitosterol$이 최대 13배까지 증가하였다. 압출공정 후 효소처리는 생리활성 물질의 유리효과 뿐만 아니라 수용성 식이섬유 함량의 증가 소화율의 증가 등 각종 이화학적 특성도 향상시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 압출공정과 효소처리를 복합적으로 적용하였을 때 전곡립의 가공학적 특성과 생리적 특성이 뚜렷하게 향상되는 것을 의미하는 것으로 산업적인 유용성이 매우 높다.
하천유량측정은 불가피하게 사교형태의 교량에서 측정을 해야하는 경우가 적지 않다. 이러한 교량에서의 유량측정은 수위-단면적이 과대산정되어 유량 역시 크게 산정되므로 이에 대한 보정을 필요로 한다. 본 연구에서는 왕숙천에 위치한 퇴계원 수위관측소 하류 400m 위치에서의 도섭법을 통한 횡단면 측선각도 변화에 따른 유량차의 비교와 오산천에 위치한 약 $45^{\circ}$ 사교(탑동대교)의 탑동 수위관측소 위치의 교량법을 이용한 유량측정 성과, 한탄강에 위치한 약 $15^{\circ}$ 사교(한탄대교)의 전곡 수위관측소 상류 1km에 위치한 한탄대교에서의 교량법 측정 성과에 따른 유량차를 비교 분석하였다. 한강유역 왕숙천, 오산천, 한탄강에 위치한 퇴계원 지점, 탑동 지점, 전곡 지점에서 실시간 수위에 따른 유속을 측정하였으며, 퇴계원 지점에서는 횡단면에 직각인 측선을 기준 값으로 제시하고, 횡단방향각의 정도를 $10^{\circ}$, $30^{\circ}$, $50^{\circ}$으로 늘려 산정을 하였고, 탑동과 전곡 지점에서는 사교에서의 횡단각을 측정하여 사교의 각을 산정한 후 보정 전 후의 유량 값을 비교 분석하였다. 측정에 사용된 기기는 Price AA 유속계이고, 측정방법은 도섭법과 교량법을 적용하였다. 그 결과 직각인 측선에서 측정한 유량보다 사교형태에서 측정한 유량이 크게 산정되었다. 각 지점의 보정전 후 유량비는 탑동 지점 약 41.42%, 전곡 지점 약 3.53%로 산정되어 $15^{\circ}$ 사교의 전곡 지점에 비해 $45^{\circ}$ 사교의 탑동 지점의 보정전 후 유량차이가 크게 나타남에 따라 각이 클수록 유량 역시 과대하게 산정됨을 알 수 있었다. 따라서 유량측정을 실시할 경우 유량의 흐름방향을 기준으로 직각의 유량측정을 실시하여 유량을 산정하되 부득이한 경우로 사교에서의 측정이 이루어졌을시 흐름 방향을 기준으로 각도를 측정하여 크게 나타나는 수위-단면적에 각보정하여 유량을 산정함이 오차를 줄일 수 있으며, 신뢰성 있는 유량자료 생산의 방법이라 할 수 있겠다.
본 연구에서는 추가령 열곡의 경기도 연천군 전곡리에서 발견된 현무암층 하부 고하성층 노두의 층서 및 퇴적물 특성을 분석하였다. 야외 조사 및 입도 분석 결과, 현무암층 하부의 자갈층과 모래층은 용암대지가 형성되기 이전에 한탄강에 의해 운반 퇴적된 하성 퇴적물로 판단된다. 주원소 분석 결과, 화학적 풍화도의 측면에서 현무암 풍화층인 JG2-3이 다른 5개 시료들과는 다른 이질적인 특성을 갖는 것으로 나타났다. 희토류 원소 분석결과, 최하부에 위치한 자갈층은 현무암과 관계가 없는 한탄강 상류의 원 기반암에서 유래한 물질일 가능성이 높으며, 나머지 모든 층의 물질은 현무암층과 관련성이 매우 높다. OSL 연대 측정 결과, 전곡리 노두 일대에서는 약 4만 년 전까지 한탄강에 의한 하성 퇴적작용이 진행되었고, 이후 현무암 용암대지가 형성된 것으로 판단된다.
전곡립(Whole grains)의 압출공정에 따른 수용화 현상과 이화학적 특성의 변화를 측정하였다. 본 연구에서 전곡립으로는 현재 산업적으로 분말곡류 제품에 가장 많이 사용되고 있는 현미, 현미찹쌀, 보리 및 율무의 4종을 사용하였다. 전곡립은 스크류 속도 $200{\sim}300\;rpm$, 온도 $110{\sim}130^{\circ}C$, 수분함량 $15{\sim}25%$의 범위에서 13개의 각각 다른 조건으로 압출공정을 시행하였다. 압출공정한 전곡립 시료의 특성은 수분용해지수(water solubility index), 점도, 식이섬유, 분산성, 팽화(expansion) 등을 측정하였으며, 이를 압출공정 처리하지 않은 생원료 및 볶은 시료(roasted grains)와 비교하였다. 수분용해지수는 압출공정에 의해 모든 곡류에서 뚜렷하게 증가하였으며, 특히 아밀로펙틴을 많이 함유하고 있는 현미찹쌀은 현미보다 2배 이상 증가하였다. 압출공정에 따른 곡류의 식이섬유함량을 측정한 길과 수용성 식이섬유는 증가하였으며, 반면에 불용성 식이섬유는 감소하는 경향을 보였고, 총 식이심유 함량은 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 압출공정에 의해 분산성의 향상, 팽화 현상 등이 뚜렷하게 관찰되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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