• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.183-197
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• 2022

한반도의 판 내부 기원 신생대 후기 현무암류(백두산, 전곡, 백령도, 평택, 아산, 간성, 울릉도, 독도, 제주도 등)에 대해 그 동안에 보고된 Sr-Nd-Pb-Mg-Zn 동위원소를 포함한 지구화학 자료를 종합정리하고, 그 근원 맨틀 속에 포함된 암상을 파악한 후 필요한 맨틀 단성분의 종류와 그 성인에 대해서 고찰하였다. Sr-Nd 동위원소 상관도에서 제주도는 EM2형 해양도 현무암의 영역에 도시되는 반면 다른 지역 현무암류는 EM1형 해양도 현무암의 영역에 도시된다. Pb-Pb 동위원소 상관도에서 제주도는 인도양 중앙해령 현무암과 EM2 단성분 간의 혼합 배열을 보이는 반면, 다른 지역 현무암류는 인도양 중앙해령 현무암과 EM1 단성분 간의 혼합 배열을 보인다. 한반도 현무암류는 석류석 러어조라이트와 함께 과거에 섭입하여 맨틀 전이대에 정치하고 있는 해양판 물질(에클로자이트/휘석암, 원양 퇴적물, 탄산염)이 혼합된 맨틀에서 유래되었다. EM1형 단성분의 역할을 하는 물질은 오래전(~2.0 Ga)에 섭입되어 중성 부력으로 맨틀 전이대에 정치되어 있는 (함)K-Hollandite 원양 퇴적물로 추정된다. EM2 단성분은 맨틀 속에 섭입된 후 빠른 시간 안에 재활성된 상대적으로 젊은(아마도 태평양판의) 원양 점토 퇴적물일 가능성이 높다. 에클로자이트와 탄산염은 EM 구성요소는 아니나 한반도 현무암의 근원 맨틀 속에 공통 인자로 포함되어 있다.

• 암석학회지
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• 제26권4호
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• pp.361-371
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• 2017

울릉도의 하부에 분포하는 도동현무암질암류에 대해 지구화학적 특징을 고찰하였다. 이 현무암질암류는 알칼리 현무암-조면현무암의 암질 범위를 가지며 알칼리 계열의 Na 계열과 K 계열에 거의 대등하게 도시된다. 미량원소(Zr, Nb, Y)를 이용한 현무암류의 생성 조구조환경 판별도에서, 이들은 판내 알칼리 현무암의 범주에 도시되고 해양도 현무암의 영역에 속한다. 지구화학적으로 울릉도는 동해생성 후에 동반된 암석권 맨틀의 신장 및 연약권 용승이 열원이 되어 부화된 암석권 맨틀의 부분용융을 초래하여 도동현무암질 마그마가 생성된 것으로 추론된다. 한편 맨틀 플륨이 암석권 맨틀 용융의 열원이 되었다는 것도 배제할 수 없다.

• 광물과 암석
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• 제33권4호
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• pp.307-324
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• 2020

백두산 북동쪽으로 약 25 km 떨어져있는 지역의 마이오세 현무암(황송푸 현무암, 20 Ma)에 대한 주성분원소와 미량원소, Sr-Nd 동위원소 조성에 대한 연구가 수행되었다. 황송푸 현무암은 비현정질 암석으로 Na2O+K2O=3.5~4.7 wt.%, MgO=9.9~11.1 wt.%을 보인다. Mg 성분이 풍부한 감람석(Mg#=75~86)과 단사휘석(Mg#=72~85), Ca성분이 풍부한 사장석 미반정을 함유하고 있다. 이 현무암은 경희토류원소 부화가 나타나는 해양도현무암과 유사한 미량원소 패턴을 보이고, 높은 Cr(394~479 ppm)과 Ni(389~519 ppm) 성분, Nb-Ta 부화 이상치, Rb과 Ba을 포함하는 LILE가 부화되어 있는 특징을 보인다. 이러한 조직과 주성분원소/미량원소조성 데이터는 황송푸 현무암이 알칼리 마그마 계열에 속하는 원시적인 마그마임을 나타낸다. 황송푸 마그마는 상승하는 도중에 분별결정작용, 지각오염, 마그마혼합과 같은 분화작용을 거의 경험하지 않은 액상선 환경에서 고화된 암석으로 이는 황송푸 현무암이 부분용융이 일어났던 맨틀에서의 특성을 지니고 있음을 반영한다. 황송푸 현무암의 높은 (Gd/Yb)sample/(Gd/Yb)PM 비율(2.8~3.5)은 황송푸 현무암이 판내부 환경에서 형성된 마그마로써 석류석이 존재하는 맨틀에서 페리도타이트의 낮은 부분용융(3~5%)으로 형성되었다. BSE보다 모두 높은 143Nd/144Nd와 87Sr/86Sr 성분을 보이는 황송푸 현무암은 이 지역 아래 부화된 맨틀영역이 존재한다는 것을 의미한다. 황송포 현무암은 과거(ancient)의 태평양판 섭입대에 의해 공급되어 재활용된 해양지각 혹은 대륙지각으로 교대작용을 경험한 맨틀에서 부분용융에 의해 형성되었다.

• 한국지구과학회지
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• 제26권1호
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• pp.78-92
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• 2005

강원도 고성군 일대에서 산출되는 제3기 후기 마이오세 현무암에 대한 암상 구분과 산출 상태를 파악, 박편 관찰과 주요 구성광물에 대한 화학성분 분석, 현무암의 전암 주성분$\cdot$미량성분$\cdot$희토류 원소의 조성 연구를 통하여 기원 마그마의 성인과 지체구조적 위치를 규명하였다. 고성지역에는 7개의 낮은 산봉우리에 프러그 돔형으로 알칼리현무암이 분포하며, 주상절리가 발달하며 단사휘석-반상조직이 우세하다. 현무암에는 기반암인 흑운모화강암과 하부지각 기원의 반려암과 상부맨틀기원의 레졸라이트 포획체를 함유한다. 현무암류는 모두 알칼리 계열로 분류되며, 대부분이 알칼리현무암의 성분 영역에 도시되고 일부 조면현무암과 피크로현무암 영역에 도시된다. 본역의 현무암류는 $K_2O/Na_2O$의 따라 정상계열에 도시된다. 이 지역 현무암을 형성한 마그마는 희토류원소의 변화 패턴과 미량원소의 거미그림 특징으로부터, 상부 맨틀 물질인 석류석 페리도타이트의 부분용융에 의하여 형성된 것으로 사료되며, 현무암질 화산활동은 태평양판의 침강 섭입과는 무관한 지판내부현무암에 해당하는 조구적 위치에서 열점과 관련하여 형성되었다.

• 암석학회지
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• 제8권3호
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• pp.149-170
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• 1999

장기지역의 화산암은 SiO$_2$함량이 48~61%로 TAS 도표에서 안산암, 현무암 질안산암, 현무암 영역에 도시되며 모두 비알칼리암에 해당된다. 19개의 분석치를 AFM 삼각도와 Harker 변화도에서 살펴보면 장기 분지의 중성내지 염기성용암류는 칼크-알칼리 계열과 쏠레아이트 계열로 구분된다. 칼크-알칼리 현무암질안산암(CBA)은 단사휘석과 사방휘석을 포함하며, 쏠레아이트 현무암(TB)은 사장석, 단사휘석, 감람석 등을 함유하고 있으며 조직상 크게 반정이 거의 없는 비반상현무암(TAB)과 반정을 많이 포함한 반상현무암(TPB), 현무암으로부터 분화된 양상의 비반상현무암질안산암(TABA)으로 구분된다. 희토류 원소 및 불호정성 원소의 양상에서 본 역의 화산암은(LILE)의 부화와 HFSE의 결핍이 관찰되며 조산대 화산호 환경과 밀접한 관련이 있으며, 쏠레아이트의 성분은 칼크-알칼리 계열의 현무암질안산암(CBA)에 비해 더욱 MORB에 가깝다. 섭입에 관련된 마그마로부터 진화한 암석에 나타나는 특징과 같이 불호정성원소와 희토류원소 양상에서 칼크-알칼리 현무암질안산암(CBA)는 쏠레아이트에 비해 LILE 및 LREE가 다소 부화되고, HFSE와 HREE는 다소 결핍된 특징을 보인다. Ba/Th, La/Th 비와 같은 판별도에서 칼크-알칼리 현무암질안산암(CBA)은 중~고-K 암체에, 쏠레아이트는 중-K 암체와 MORB 영역에 도시된다. La/Yb 대 Th/Yb 도표에서 본역 화산암은 해양도호현무암의 영역에 도시되는데, 쏠에아이트가 칼크-알칼리 계열에 비해 더욱 원시 환경으로 판별된다.

• 한국해양학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 1987

신양리층은 제주도 성산반도 주변에 발달된 층으로 주로 화산쇄설물, 현무암 역, 패각편으로 이루어져 있으며, 퇴적구조, 주직 및 퇴적물의 성분을 중심으로 암상 을 분류한 결과위로 가면서 평행층리 사암상(I), 역암상(II), 사층리 사암상(III)으 로 구분되었다. (암상 I)은 조립질 박층과 세립질 박층이 규칙적으로 반복 교호하 는 쇄기모양 및 평행층리를 보여주며 이는 foreshore 퇴적환경의 특징적인 퇴적구조 이다. 본 암상의 입자들을 다른 두 암상에 비해 양호한 원마도와 분급도를 보이며 부분적으로 역분급층리를 보인다. (암상 II)는 clast-supported하고 매우 불량한 분 급도의 현무암 역으로 이루어져 있으며 신앙리해변을 따라 연속되어 노출되어 있 다. 역 사이의 공간을 주로 화산쇄설물과 원마도가 양호한 소량의 패각쇄설물로 채 워져 있다. 현무암 역의 크기 감소뿐만 아니라 최대 층후도 남쪽(신양리)으로 가면 서 줄어든다. 이 암상 하부에 는 직 하부의 (암상 I)로부터 기원한 커다란 판상의 역이층리면에 평행하게 누워 있으며 역의 크기는 다양하고 불규칙하며 어떤 지역적 인 방향성을 보이지 않는다. 이는 원지(in-situ) 침식잔류 역으로 판단된다. 따라서 현무암역은 해수면의 상대적인 상승으로 인한 해빈잔류역으로 이역들을 부분적으로 연안류와 파랑에너지의 영향을 받았을 것으로 판단된다. (암상 II)의 상부에 발달한 남쪽으로 경사하는 사층리는 연안류의 존재와 방향을 알려준다. (암상 III)은 세립내 지 중립사 크기의 주로 화산쇄설물로 이루어진 암상으로 상부 내해안(upper shoref ace)의 특징인 육지와 바다쪽으로 경사하는 bidirectional trough cross-stratification 과 파랑물결구조가 나타난다. 전반적으로 신양리층은 foreshore에서 상부내해안에 이르는 환경에서 퇴적되었으며 (암상 I)과 (암상 II)사이에는 소규모의 부정합이 존재한다.

• 암석학회지
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• 제19권1호
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• pp.67-87
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• 2010

철원분지 화산암류와 관입암류에 대해 암석기재와 화학분석을 하여 층서에 따른 조성변화, 이들의 조구적 위치와 암석성인을 고찰하였다. 화산암류는 궁평층 현무암, 금학산안산암, 유문암질 암층(동막골응회암, 유문암, 지장봉응회암) 순으로 놓이고, 관입암류는 보장산안산암, 화강반암과 산성암맥으로 구성된다. 이화산암류와 관입암류는 칼크알칼리 계열에 속하는 medium-K 내지 high-K 의 현무암, 안산암 및 유문암 계열을 나타낸다. 이들은 주원소와 미량원소가 하커도에서 $SiO_2$의 증가에 따라 대개 직선적인 조성변화를 보여준다. 거미도 패턴과 REE 패턴에서 불호정성원소와 희토류원소가 MORB보다 부화되며 후기층으로 가면서 LREE/HREE의 기울기가 커지고 Eu 부이상이 커지는 화산호의 화학적 특징을 보여준다. 조구조 판별도에서도 이들은 파괴성 판연변부의 조산대 즉 화산호 중에서 대륙호에 속한다. 이들에 의하면 최하부 현무암은 해양판이 대륙지각 아래의 맨틀 속으로 침강하는 섭입대에서 상부 맨틀이 함수유체를 공급받음으로써 부분용융되어 생성된 현무암질 칼크알칼리 마그마로부터 유래되었을 것으로 생각된다. 상부의 안산암과 유문암은 현무암질 마그마로부터 분별결정작용과 약간의 지각물질 혼염에 의해 안산암질 마그마를 거쳐 유문암질 마그마로 진화되었음을 암시한다. 각 화산암은 분화된 마그마가 밀도에 따라 천부 레벨로 순차적으로 상승한 챔버로부터 분출되었을 것이다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.52-52
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• 2010

동해 한국대지 남부(south Korea Plateau)에서 2010년 2월에 한국해양연구원의 온누리호를 이용하여 해저지형 및 자생광물 탐사가 실시되었다. 다중빔 음향측심기를 이용한 해저지형 조사는 2-3 km 탐사측선 간격으로 약 400 L-km 정도가 실시되었다. 조사구역 A($37^{\circ}$ 16'-18'N, $130^{\circ}$ 02'-16'E)는 890-1,900 m의 수심범위와 남쪽으로 갈수록 수심이 깊어져 울릉분지(Ulleung Basin)와 연결된다. 크고 작은 소규모의 구릉이 사면을 따라 다수 분포하고 있다. 조사구역 B($37^{\circ}$ 26'-40'N, $130^{\circ}$ 23'-34'E)의 정상부는 900-1,000 m로 비교적 평평하게 나타났고, 남동방향으로는 2,200 m까지 급격하게 수심이 증가하는 사면으로 이루어져 있다. 한국대지내 노출 암반지역은 남동쪽 사면의 일부 지역에 분포하고 있다. 자생광물 탐사는 일차적으로 천부지층 탄성파탐사를 수행하여 시료채취 가능 여부를 현장에서 확인한 후에, A 및 B구역내 11개 지점에서 드렛지를 이용하여 암석시료를 채취하였다. 채취된 암석은 주로 현무암이며, 많은 양의 화산기원 부석(pumice) 및 화산재(box core 자료)도 확인되었다. 또한, 인광석으로 추정되는 암석과, 망간단괴(manganese nodules)와 망간각(manganese crust)의 일부 시료도 채취하는데 성과가 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1885-1889
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• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.91-91
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• 2019

아열대 해양성 기후로 변화하고 있는 다우지역인 제주도는 각종개발 등 도시화로 인한 불투수층 증가가 급증하고 있으며 기후 변동에 의한 강우량은 더욱 늘어 홍수 피해가 빈번히 발생하고 있어 저영향개발기법(LID, Low Impact Development)을 통한 빗물을 지하로 침투시켜 지하수 보호 및 확보와 동시에 재해 저감을 할 수 있는 기술개발이 시급한 실정이다. 현재 설치된 재해저감방식 중 침투트렌치에 의한 침투방식은 제주도의 보전자원인 화산석인 현무암을 주 재료로 하고 있어 2차환경 파괴를 야기 시키고 있지만 암을 보전하고 대처할 수 있는 신재료와 신기술 관련 침투방식의 성능 극대화에 대한 연구가 미진하며, 지하수를 주 수원으로 하고 있는 제주도에서 초기 강우 배제 없이 침투시킬 경우 지하수 오염 가능성도 상존하고 있다. 본 연구는 지하수의 제주형 인공함양정과 재해영향평가 지침에서 제시한 암을 충진하는 정형화된 침투식 방법을 개선하여 초기 강우의 수질오염을 억제하면서 지하수 인공함양과 재해저감을 위해 침투와 저류를 동시에 할 수 있는 신기술을 상용화와 침투형 저류지의 설치 초기비용 및 유지비용을 절감하고 부지확보에 따른 사업자의 부담을 경감 할 수 있는 침투트렌치 형식의 침투저류시스템을 개발하여 실용화하는데 있다. 이에 따라 본 연구에서는 제주도인 경우 일시적 높은 첨두유량으로 인해 지표유실 및 침수범람이 빈번하게 발생하고 도시화에 따른 포장면적 증가로 지표수 유실이 증대 되는 점을 감안하여 이를 저감하기 위한 첨두유량의 해결방안으로 저류용 침투저류조 내 유입수의 신속한 침투기능과 지하수 함양 증대에 기여 등 제주형 집중호우 대비 침투저류조 설치에 따른 효과 및 적용 가능성을 조사하였다.