• 지질공학
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• 제20권2호
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• pp.183-189
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• 2010

제3기 분지의 경계단층을 따라 발달하는 단층핵에서 단층비지 시료를 채취하여 현미경하에서 잔류입자들의 미구조 관찰과 잔류입자들을 이용한 프랙탈 차원 분석을 수행하였다. 타원형의 잔류입자들은 기질의 점토엽리(P엽리)에 평행 내지 아평행하게 형태선택배향을 이루는데 이는 풍부한 기질의 미세 입자 속에서 지속적인 단층 슬립 동안 회전에 의해 이루어진 것으로 생각된다. 잔류입자 크기 분포는 2.40-3.02 범위의 프랙탈 차원(D)을 갖는 멱 법칙을 따른다. 여기서 한 개의 시료를 제외한 모든 시료들은 Sammis et al. (1987)의 자기유사 파쇄 과정을 예측한 구속 분쇄 모델의 특정 차원 값 2.58보다 높은 값을 보이며 큰 단층 슬립과 다중단층작용을 지시한다. 아마도 비지대의 높은 차원 값은 구속 분쇄모델의 적용 범주를 지난 후부터는 파쇄 기구가 바뀌어 입자마모와 이에 부수적으로 조립입자의 선택적 파쇄가 일어남에 기인한 단층암의 비 자기유사 진화를 지시한다. 단층핵의 파쇄 진화를 통하여 후기의 입자마모 동안에 입자 파쇄가 부수적으로 일어날 수 있는 것과 마찬가지로 조기의 대량 파쇄 동안에도 부분적으로 입자마모가 수반될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국지구과학회지
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• 제18권6호
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• pp.559-564
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• 1997

뉴헤브리디스 해분은 태평양판과 인도-오스트레일리아판의 경계부에 위치한 고령의 비활동적 비배호상 해분이다. 46 Ma에서 60 Ma 사이에 형성된 뉴헤브리디스 해분은 형성과정상 34 mm/a(42 Ma$\sim$47 Ma)와 17 mm/a(47 Ma$\sim$60 Ma)의 두가지 상이한 확장율을 보이며, 해분의 표층은 0.65 sec두께의 퇴적층으로 전반적으로 고르게 피복되어 있다. 본 연구에서 산출된 해분의 생장 발달 곡선은 $Depth(m)=2689+312\sqrt{Age}(Ma)$라는 수식으로 표현될 수 있으며, 여기서 냉각계수 312는 일반대양저의 350과 매우 유사함을 보이는 것이 특징이다. 이러한 특징은 해분의 암권의 생장 발달과정이 일반대양저와 유사할 가능성을 강력히 시사하고 있는 것으로 사료된다. 해분의 전반적인 후리-에어 중력 이상치는 -22.3 mgal에서 +59.0 mgal까지 심한 변화폭을 보이고 있다. 평균 중력이상치는 +30.2 mgal로 일반대양저에 비해 현저히 높은 값을 나타내고 있다. 이는 일반적으로 잘 나타나지 않는 매우 특이한 현상이다. 이것은 해분 자체가 섭입하는 판경계에 위치해 있어 marginal swell의 형상을 취하고 있기 때문인 것으로 해석된다. 이 swell들은 일반적으로 해구축상에서 대양저를 향해 약 200 km 범위내에서 관찰되어지며, 이들의 후리-에어 중력이상치는 평균 $+50{\sim}160mgal$을 보이는 것이 일반적이다. 해분의 높은 양의 중력이상은 이러한 지형적인 특수성에 기인하는 것으로 보여진다. 해분의 위치적 특성 및 암권 자체의 구부러짐에 따른 불안정성은 뉴 헤브리디스 해분의 대표적인 지질 지구물리학적 특징이라고 할 수 있다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.469-485
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• 2004

이 연구는 충북 음성군지역 지하수를 대상으로 모암과 심도에 따른 지하수의 수리화학적 특성을 비교하였다. 그리고 금속광산의 광화대가 지하수의 화학성분에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 연구지역은 쥬라기 화강섬록암과 백악기 퇴적암층이 단층으로 경계를 이루고 있다. 천부지하수는 쥬라기 화강암지 역에서 개발되어 대부분 농업용수로 사용되는 반면 심부지하수는 백악기 퇴적암을 모암으로 하여 생활용수로 이용되고 있다. 천부 지하수는 전반적으로 약산성화되어 있으며, 전기전도도 값은 $126\~613\;{\mu}S/cm$의 범위를 보인다. 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$형에서 $Ca-Cl(SO_4,\;NO_3)$ 형까지 넓게 분포한다. 일부 지하수에서는 질산염$(NO_3)$의 농도가 높게 검출되어 농업등 인간활동과 관련된 오염의 특성을 보인다. 일부 지하수는 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn)등 중금속의 함량이 수 ppm이상의 높은 농도를 보여 금속광산의 광화대 영향을 시사한다. 심부지하수는 중성내지는 알카리성으로 천부 지하수에 비해 높은 전기전도도를 보인다. 그리고 지하수의 화학적 유형은 $Ca-HCO_3$의 특성을 보인다. 광산의 배출수는 산성배수의 특성을 보이지 않지만 황산염과 중금속의 함량이 약간 높은 특성을 보인다. 동위원소 조성에서는 천부지하수에 비해 심부지하수가 보다 결핍된 낮은 수준을 보여 심도에 다른 동위원소의 조성차이가 뚜렷하다. 이상을 종합하면 연구지 역 지하수의 화학성분은 단층을 경계로 화강섬록암, 퇴적암으로 뚜렷이 구분되는 모암성분의 차이, 지하수공 심도차이, 농업활동의 유무, 그리고 광화대의 영향 등이 복합적으로 반영되었음을 알 수 있다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.501-510
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• 2014

화구호를 가지고 있는 화산에서 분화는 단순히 화산분출물에 의한 피해와 더불어 칼데라 호수에 저장된 많은 양의 물이 방류하여 대규모의 재해를 유발한다. 최근 백두산 분화의 전조가 관측되고 있고 백두산의 분화 시 천지칼데라호로 인해 예상되는 화산성 홍수의 피해를 추정하고 화산 재해에 대비하여 사회적, 경제, 문화, 정치적 파급 효과에 대한 정보와 적절한 대응방안의 마련이 필요하다. 백두산의 화산활동으로 인하여 천지의 외륜산이 붕괴되고 천지에 저장된 물이 방류될 경우를 가정하여 2차원 평면 흐름 수치모형을 이용하여 잠재적 홍수피해 위험지역을 파악하였다. 방류되는 물의 양은 외륜산 붕괴 메커니즘을 표현하는 미분방정식을 풀어 시간의 함수로 유량곡선을 작성하였다. 구성된 유량곡선을 수치모형의 상류부 경계조건으로 하였고, 하류부 경계조건은 백산수고의 수위를 설정하여 10일 동안 송화강 유역으로 흐르는 홍수피해 지역을 모의하였다. 지형자료는 USGS의 SRTM3 수치 표고 자료를 바탕으로 $100m{\times}100m$의 격자(Grid)를 생성하였다. 지표면 특성은 인공위성 MODIS자료를 사용하여 유출곡선지수와 조도계수를 산정하였다. FLO-2D로 모의한 침수지역을 위성영상과 중첩하여 침수면적을 계산한 결과, 외륜산(outer rim) 붕괴가 발생하고 붕괴율이 10 m/hr인 경우 이도백하부근 도심지 면적 $22.4km^2$ 중 80%정도가 침수되며, 붕괴율이 100 m/hr인 경우 98%의 지역이 침수되는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제42권2호
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• pp.107-120
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• 2009

섬진강부근 남해 대륙붕에서 획득한 시추퇴적물에서 유기지화학적(TC, TN, TS, $CaCO_3$, TOC, C/N, $\delta^{13}C$) 그리고 열분해(HI, OI, Tmax) 분석을 통하여 유기물 성분의 공간적 변화와 유기물 기원의 시간적 변화를 조사하였다. 섬진강 하구에 인접한 코아 SJ03에서 TC, TN, TS 값은 비교적 낮고 일정한 값을 보인다. 그러나, 내대륙붕 중앙 지역에서 획득한 코아 SJ02와 SJ04에서 이들 값은 다소 증가하며 그 변화 폭도 커진다. 내대륙붕 외곽경계에서 획득한 코아 SJ01과 SJ05에서 이들 값은 가장 큰 폭의 변화를 보인다. 내대륙붕 외곽경계에서 획득한 코아 SJ01에 나타난 유기물의 수직적 특성은 이 지역이 9.0 kyr B.P경 뚜렷한 환경변화를 겪었음을 지시한다. 이 시기에 TC, TOC, TN, $CaCO_3$, $\delta^{13}C$, HI, Tmax는 급격히 증가한 반면, C/N과 OI는 감소한다. 비록 퇴적물내 유기물의 함량은 높지 않으나, 이러한 변화는 9.01 cyr B.P이전 섬진강의 영향으로 퇴적물내 육상기원의 유기물이 우세하다가 9.0 kyr B.P이후 대마 난류 유입으로 해양기원의 유기물이 우세하게 되었음을 지시한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.407-415
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• 2010

호주 Victoria주에서 2007년에 이어 2008년에도 한국, 호주, 일본의 공동연구로서 Victoria주 북부 지역에서 2차로 MT 탐사 자료를 획득하였다. 이 연구의 주 목적은 MT 탐사로부터 얻은 전기비저항 구조로부터 이 지역의 광상 및 화성 활동과 밀접하게 관련이 있을 것으로 생각되는 이 지역의 지구조 활동에 대한 이해를 높이고자 함이다. 탐사 지역은 호주 남동부의 Tasman 습곡대의 하나인 Lachlan 습곡대에 위치한다. 2008년의 MT 탐사 측선은 2007년도의 측선과 50 km 정도 북쪽으로 거의 나란하게 설계하였으며 획득된 자료에 대해 2차원 역산을 수행하고 지질 구조를 해석하였다. 2차원 역산 결과와 이 지역의 지질자료와 비교 해석한 결과 2007년의 MT자료 해석으로부터 확인된 고비저항 및 저비저항대의 공통적인 특징을 새로운 측선에서도 확인할 수 있었으며, 또한 이 지역의 대규모 단층대도 영상화할 수 있었다. 2차원 역산 결과 고비저항대 및 저비저항의 경계가 Stawell Zone과 Bendigo Zone, Bendigo Zone과 Melbourne Zone의 경계를 이루는 Avoca 단층 및 Heathcote 단층대와 정확히 일치하였으며, 또한 Bendigo Zone 내의 단층들이 사일루리아기의 횡압력에 의하여 생성되었음을 암시하는 listric 형태임을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제43권6호
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• pp.615-623
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• 2010

굴절법 탄성파탐사는 직접파와 임계굴절파를 이용하여 지하의 속도구조를 파악하는 지구물리탐사방법이다. GRM은 해석기법 중의 하나로서 수개의 정방향 및 역방향 발파의 주행시간을 이용하여 경사면은 물론 저속도층이나 얇은 층과 같은 숨은 층 하부에 대한 정보까지 제공한다. 이 연구에서는 5~7점 발파가 수행된 후 실내 자료처리 작업이 진행되는 일발적인 조사와 달리, 신축부지의 터파기 과정 및 시추자료에서 해석된 풍화대/기반암의 2층 구조를 대상으로 현장에서 간단히 양단발파 자료만을 가지고 엑셀 기반의 GRM을 적용시켜 풍화대와 기반암의 경계면을 신속히 파악할 수 있는지 살펴보았다. 이 방법의 적용효과와 계산의 신뢰도를 확인하기 위해 정사각과 속도대비 변화에 따른 각 모형에 대한 적용성을 검토한 결과 각각 최대 약 $30^{\circ}C$의 경사와 최대 0.6의 속도대비가 되는 경계면을 해석할 수 있는 것으로 나타났다. 청주화강암체에 대한 실제 현장탐사에서 해석된 기반암까지의 깊이는 시추자료 및 SPS 검층 자료에서 도출된 연암 상부의 표면과 잘 상관되었다. 실제 현장에서 기반암까지의 깊이를 간편한 엑셀-GRM을 이용하여 신속히 추정할 수 있다는 점에서 기반암의 깊이가 심하게 변하지 않은 좁은 지역에서의 풍화대 조사 및 이에 따른 저비용의 탐사설계에 일정한 역할을 할 것으로 보인다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.270-288
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• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 역학적, 수리적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 해석해와의 비교를 통해 검증하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 본 연구에서는 사면체 개별 입자들을 이용하여 해석모델을 생성하고 3DEC을 이용하여 입자와 접촉에서의 거동을 해석하였다. 이 과정에서 등가연속체 개념을 적용해 입자기반모델의 미시물성을 산정할 수 있는 새로운 기법을 제시하였다. 한편, 균열 경사각과 거칠기, 경계응력조건 및 압력 조건에 따른 해석을 실시하여 각 해석조건이 균열의 수직, 전단방향 거동에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과, 제안된 수치모델은 경계응력에 따른 균열의 미끄러짐(fracture slip)과 유체 압력에 따른 균열의 개방(fracture opening), 균열 경사에 따른 응력 분포, 거칠기로 인한 전단변위의 구속 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 수치해석을 통해 계산된 균열의 수직방향, 전단방향 변위는 모두 해석해를 통해 계산된 값과 거의 일치하는 결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 자원환경지질
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• 제55권3호
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• pp.295-307
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• 2022

호수 내 화쇄밀도류의 퇴적과정을 이해하기 위하여 밀양시 단장면에 분포하는 백악기 정각산층에 대해 퇴적학적 연구를 수행하였다. 연구지역의 정각산층은 호수에서 형성된 이암-사암 호층 및 (응회질)점이층리 사암으로 주로 구성되며, 이들 퇴적암은 화쇄밀도류에 의해 형성된 용결화산력응회암 및 점이층리 화산력응회암과 교호하고 있다. 두께가 10 m인 용결화산력응회암은 분급이 불량하고 괴상인 화산력과 화산재로 구성되며 용결구조가 발달한다. 점이층리 화산력응회암은 약 4 m의 두께로 분급이 보통이거나 양호하며, 층의 하부에 수매의 점이층리 구간이 내부경계면과 함께 나타난다. 상이한 퇴적상을 보이는 화산력응회암은 호수로 유입된 화쇄밀도류의 물리적 특성 및 퇴적과정에 차이가 있음을 의미한다. 약 10 m에 걸쳐 괴상이며 분급이 불량한 특징은 용결응회암이 고농도의 화쇄밀도류에 의해 지속적으로 퇴적되었음을 지시한다. 이 경우, 화쇄밀도류의 전면부는 호안에서부터 물을 지속적으로 밀어내어 화쇄밀도류의 전면부를 제외하고는 물과 직접 접촉하지 않아 열을 보존할 수 있어 용결조직이 형성된 것으로 해석된다. 이와 달리 점이층리 화산력응회암의 내부경계면은 점이층리 화산력응회암을 퇴적시킨 화쇄밀도류가 비지속성흐름을 보였음을 지시하며, 이 경우 호안에서 물을 지속적으로 밀어낼 수 없게 된다. 그 결과, 호수로 유입된 화쇄밀도류는 빠르게 물에 의해 포화되어 저탁류로 변화하여 점이층리 화산력응회암이 형성되었다.

• 자원환경지질
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• 제44권1호
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• pp.83-94
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• 2011

베네주엘라 중앙에 위치한 오리노코강을 따라 55,000 $km^2$의 면적에 동서로 길게 자리하는 오리노코 오일벨트에는 원시부존량이 약 1조 3천억 배럴, 가채매장량이 2,500억 배럴에 달하는 초중질유가 매장되어 있다. 베네주엘라 초중질유는 API 비중이 $10^{\circ}$ 이하이고, 점성도가 5,000 cP 정도로 무겁고 점성이 큰 탄화수소 자원이다. 오리노코 지역의 초중질유는 1930년대 최초로 보고되었지만, 이들의 상업적 개발은 1990년대에 이르러 비가열식 일차생산기법을 통해서 본격적으로 이루어지기 시작하였다. 오리노코 오일벨트는 초중질유 분포 양상에 의해 보야카, 주닌, 아야쿠초, 카라보보의 생산광구로 나누어지며, 이들은 모두 31개의 생산블럭으로 소분류된다. 현재 각 생산블럭은 베네주엘라 PDVSA와 외국계 기업의 합작 형태로 개발되고 있으며, 20개국 이상이 초중질유 개발 프로젝트에 참여하고 있다. 오리노코 오일벨트는 베네주엘라의 주요 석유분지 가운데 하나인 동베네주엘라 분지의 남쪽지역에 위치한다. 동베네주엘라 분지는 쥬라기 판 분화에 의해 형성되기 시작한 수동형 대륙 주변부 분지로 그 면적은 약 120,000 $km^2$이다. 동베네주엘라 분지에서 백악기 말에 형성된 석회질 셰일은 초중질유의 주요 근원암이다. 분지 내 탄화수소는 북쪽에서 남쪽으로 평균 150 km를 이동하면서 생분해작용을 거쳤으며, 이로 인해 점성과 비중이 높은 초중질유를 분지 남쪽 경계부인 오리노코 지역에 형성하였다. 주요 초중질유 저류층인 마이오세 오피시나층은 하성-에스츄어리 퇴적환경에서 발달한 미고결 사질 및 이질이 교호하는 퇴적체이다. 또한 오피시나층은 판의 운동에 의한 압축작용과 분지침강에 의해 형성된 다수의 신생대 단층이 분포하여 복잡한 저류층 지질 특성을 나타낸다. 불균질한 저류층 암상 분포와 복잡한 지질 구조의 저류층에서 경제적인 생산정의 설계와 효율적인 초중질유 회수를 위해서는 초중질유 저류층의 발달 과정과 그로 인한 지질학적 특성에 대한 심도 깊은 이해가 필요하다. 본 연구에서는 오리노코 초중질유 저류층에서 (1) 사질 저류층 두께 및 분포, (2) 이질 퇴적층의 분포, (3) 단층의 기하학적 분포, (4) 저류층 대상 심도 및 지열 특성, (5) 저류층 지중 응력상태, (6) 초중질유의 화학적 조성 등을 초중질유 생산성에 상대적으로 큰 영향을 미치는 주요한 지질학적 특성으로 주목하였다. 이러한 오리노코 지역의 지질학적 특성들은 3차원 탄성파 탐사, 시추간 물리검층과 같은 최신 기술들을 통해 앞으로 보다 빠르고 정확하게 규명되어질 것으로 기대된다.