• 자원환경지질
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• 제20권2호
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• pp.85-95
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• 1987

The host rocks of titaniferous magnetite deposits in Gonamsan are alkaline gabbros, which are typical of undersaturated alkaline rocks in terms of the lack of normative quartz. According to field occurrences and petrographic features, these alkaline gabbros are divided into 3 rock types: coarse-grained and pegmatitic rock, medium-grained rock with equigranular texture, and layered cumulate rock. All these rocks mainly contain clinopyroxene(salite), plagioclase(An 43-66), pargasite, and ilmenite. The accessory minerals are apatite, sphene, quartz, and sometimes titaniferous magnetite. Pargasite, sphene, and quartz are considered to be secondary minerals formed by the reaction among clinopyroxene, plagioclase and Fe-Ti oxide at deuteric stage. Fe-Ti oxides generally occur as ilmenite in the alkaline rocks, and titaniferous magnetite in the ore deposits. Layered cumulate rocks are characterized by a recurrence of discontinuous thin mesolayer of clinopyroxene-pargasite within leucolayer mainly composed of plagioclase. Clinopyroxene is cumulus mineral whereas plagioclase, ilmenite and apatite occur as intercumulus minerals. According to the variation diagrams of oxide and trace element contents against the differentiation index, incompatible elements, such as Na, Ba and Sr, show positive correlations whereas compatible elements, such as Mg and Cr, show negative correlations. However some compatible elements, such as Co, Ni and V show irregular variations, reflecting relative cumulate status of cumulus and intercumulus minerals. On the de la Roche multicationic diagram, these alkaline gabbros are distributed along the differentiation curve of undersaturated alkaline series from alkaline basaltic composition through basanitic composition to tephritic composition. Layered cumulate rocks, which are distributed between basanitic composition and tephritic composition, reflect their cumulate character, slightly scattering away from the curve. The medium-grained rock shows higher contents in Ba, Sr and light rare earch elements than the coarse-grained and pegmatitic rock. The former shows two times higher contents of total rare earth elements than the latter, $while(La/Lu)_{cn}$ ratios maintain fairly constant values of 5.08~5.06 in these two rocks. This means that coarse-grained and pegmatitic rock, as compared with the medium-grained rock, was formed by the earlier differentiated magma but rare-earth element distribution pattern remained almost parallel during differentiation. From the data the above mentioned, these alkaline gabbros are considered to be comagmatic and to be formed by intrusions of differentiated magmas in its reservoir.

• 암석학회지
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• 제8권2호
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• pp.92-105
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• 1999

채약산 현무암질암류는 응회ㅇ마류가 크게 우세하고 3매의 협재된 현무암으로 구성되는데 상위의 건천리층과 하위의 송내동층과는 정합적인 관계를 가진다. 본 현무암은 사장석, 휘석, 각섬석 및 약간의 감람석을 반정으로 함유하는데 주성분상으로는 알카리계열의 특성을 보여주고 유동성이 적은 미량원소의 거동은 칼크알카리계열의 특징을 보존하고 있어서 본암이 칼크알카리계열의 현무암으로 형성된 후 2차적으로 알카리 원소의 부화가 일어났음을 시사한다. 본암은 전박적으로 심하게 스필라이트화하였으나 부분적으로는 그 정도가 미약하거나 쇼쇼나이트질암으로 변질된 부분도 관찰된다. 반정으로 산출되는 각섬석의 Aldldhs이 심하게 스필라이트화된 본역에서도 지질압력계로서 활용될 수 있는지 신중히 검토되어 그 활용이 가능한 것으로 판단되며 압력의 추정은 Johnson and Rutherford(1989)의 압력-AlT 관계식에 적용, 산출하는 것이 가장 타당한 것으로 판단되며 그 결과는 5.7kb로 산축되었는데 이는 본 압층 최하부의 시료에서 얻은 것이므로 본암잉 분출되기 직전의 압력을 대표하는 것으로 해석될 수 있겠으나 온도보정이 불가능한 상황에서 얻은 값이므로 그 신빙도는 다소 낮을 것으로 판단된다. 이 압력과 본암의 반정광물의 입도 및 구성에 관한 사항을 Green(1982)의 염기성 마그마계에 관한 상도에 적용하여 마그마저장고의 형성 후 반정광물의 정출과정을 통한 기원마그마의 진화경로는 마그마저장고가 서서히 상승, 냉각되는 동안에 휘석 $\longrightarrow$ 휘석 및 감람석 $\longrightarrow$ 희석, 감람석 및 각섬석 $\longrightarrow$ 휘석 및 각섬석 $\longrightarrow$ 휘석, 각섬석 및 사장석등의 일연의 결정분화작용과 모암에 의한 혼염작용을 거치면서 진화되었음이 추정된다.

• 자원환경지질
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• 제37권5호
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• pp.459-475
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• 2004

인도네시아 중부 칼리만탄 쿠알라쿠룬 지역의 지질은 하부로부터 석탄-페름기의 피노변성암류, 백악기 세파욱심성암류, 에오세말기의 탄중층과 올리고세의 말라산화산암류로 구성되어 있다. 이들 중 변성암류, 화강암질암 및 화산암류 중 대표적인 시료에 대해서 광물화학 분석을 실시하였고, 백악기 심성암류 및 제3기 화성암류에 대하여 지구화학적 연구를 수행하였으며 화강암과 화성암류에 대하여 연대측정을 실시하였다. 세파욱심성암류는 칼크-알칼린 계열에 속하고, S-type 화강암 영역에 속한다. 신탕관입암류는 염기성암-중성암이고, 현무암-현무암질안산암-현무임질조면안산암-조면안산암 영역이며, 말라산화산암류는 중성 내지 산성암이면서 안산암과 석영안산암에 속한다. 이들 대부분은 비알칼리 영역인 쏠리아이트 계열에 포함된다. 전암의 K-Ar 연대측정 결과는 중립질 화강암질암이 91.9-102.6 Ma, 세립질 흑운모화강암이 100.5-106.5 Ma, 섬록암이 89.1 Ma의 연령을 보인다. 말라산화산암류와 신탕관입암류의 K-Ar 연대측정 결과는 각각 31.5-36.8 Ma 및 24.6-34.5 Ma를 나타내어 모두 제삼기에 해당한다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.765-779
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• 2023

다음 열수분출대(Daum Vent Field, DVF)는 한국해양과학기술원 주도로 수행된 2021년도 인도양 중앙해령 대양탐사에서 새롭게 발견되었다. 본 논문에서는 DVF의 광상 유형 분류, 광화 조건 비교 및 주요 금속 공급원 규명을 위해 획득한 침니와 마운드 시료를 대상으로 현미경 관찰, 전암분석, 전자현미분석 및 in situ 황 동위원소 분석을 실시하였다. 유형별 중앙해령 시스템과의 비교연구 결과 DVF에서 확인되는 주요 광물조합(황철석±섬아연석±황동석), 섬아연석 FeS 함량(대부분 <20 mole %) 및 (Cu+Zn)/Fe 전암 구성비(0.001-0.22)의 상관성은 DVF가 현무암 기반의 중앙해령 해저열수광상임을 시사한다. 침니에서 확인되는 교질상/수지상 황철석의 우세한 산출, 상대적으로 철이 결핍된 섬아연석 및 Co 결핍과 Mn, Tl 부화로 특징되는 온도 의존성 금속의 거동 특성은 침니에 비해 마운드의 형성이 상대적으로 고온의 환원성 유체에 의해 규제되었음을 나타낸다. In situ 황 동위원소 분석에서 확인되는 황철석의 δ³⁴S 값 범위(+8.31에서 +10.52‰)는 약 38.7-49.4%의 해수기원 황과 50.6-61.3%의 화성기원 황의 복합적인 기여를 반영하며, 이는 DVF 형성에 있어 주요 금속 공급원이 마그마 영향을 거의 받지 않은 물-암석 상호작용임을 지시한다.

• 암석학회지
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• 제7권2호
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• pp.111-131
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• 1998

오대산편마암복합제의 미그미타이트질편마암내에는 규암, 앰피볼라이트, 대리암들이 협재되어 있으며 미그마타이트질편마암과 부정합적인 관계를 보이는 구룡층군 내에도 앰피볼라이트들이 나타난다. 기존 연구자들은 대리암과 접하고 있는 앰피볼라이트를 이질-탄산염질 기원물의 변성교대작용의 결과로 인식하고 있었으나 본 연구에서는 모두 화성기원으로 해석하였다. 앰피볼라이트의 $SiO_2$ 함량은 45.9~52.7 wt%로 현무암질에 해당한다. MgO의 함량은 비교적 좁은 범위(4.6~6.87 wt%)를 보이며 이를 이용한 분화정도를 살펴보면 MgO의 감소에 따라 $TiO_2, P_2O_5$, Hf, Zr은 감소하고 Cr과 Ni은 증가한다. 이러한 현상은 근원암인 현무암질 마그마에서 감람석 또는 휘석을 정출하는 분별정출작용의 결과이다. 희통류 성분은 LREE과 HREE 간의 변화폭이 작고 완만하다. $Eu/Eu^*$는 0.83~1.19로 Eu 이상치가 적어 사장석의 분별정출작용의 영향이 적었음을 지시하며 석류석을 함유하고 있는 앰피볼라이트는 HREE가 부화되는 경향을 보인다. 염기성마그마의 지구조 환경을 판별하는 여러 판별그림에 적용한 결과, 연구지역의 앰피볼라이트는 대륙판 열곡환경으리 지시하는 솔리아이트계열의 현무암질 마그마에서 유래되었음을 보여준다. 앰피볼라이트를 형성하는 변성작용을 알아보기 위해 석류석-각섬석 지온계와 석류석-각섬석-사장석 지온계를 이용하여 변성온도를 측정하였다. 앰피볼라이트의 최대 변성온도는 $788~870^{\circ}C$에 해당하며 북동쪽으로 가면서 변성온도가 감소한다. 이들 온도는 변성이질암에서 보고된 온도에 비하여 다소 높은 온도이나 변성정도가 서측에서 동측으로 가면서 감소하는 경향은 일치한다. 변성압력은 석류석-각섬석-사장석 지압계를 이용하여 측정한 결과 4~5 kb의 압력을 가진다. 그러나 석류석내에 포획되어 있는 사장석-티탄철석을 이용한 지압은 $700^{\circ}C$의 온도에 대해 8 kb 이상의 압력환경을 거쳤음을 지시한다. 시료 84의 석류석은 중심부에 균질한 조성을 거친후 점진적으로 그로슐라 함량은 감소하고 파이로프 함량은 증가하는 온도의 증가와 압력의 감소를 지시하는 벨형태의 누대구조를 보이고 있다. 이는 앰피볼라이트도 변성이질암과 마찬가지로 시계방향의 압력-온도-시간 경로를 거쳤음을 지시한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.53-63
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• 2002

최근까지 우리나라의 암성토의 침하량을 산정하기 위해 가정된 탄성계수를 이용한 선형탄성해석 외에 다른 방법들이 시도되지 않고 있다. 특히 해상투기된 사석으로 구성된 방파제 구조물의 침하량을 정확히 산정하는 것은 거의 불가능하였다. 이 연구에서는 북제주의 채석장에서 채취한 3조의 다공질의 북제주의 화산암시료에 대해 대형삼축압축시험을 수행하였고 비선형모델을 이용하여 삼축압축시험을 수치해석으로 모사하였다. 실험과 해석에 의한 응력-변형률 거동이 비교되어 사석에 대한 하이퍼볼릭 구성모델의 적용성을 조사하였다. 비교 결과 두 응력-변형률 거동이 잘 일치하므로 하이퍼볼릭 모델은 느슨한 암성토체의 침하량을 산정하는데 적절한 것으로 판단되어진다.

• 자원환경지질
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• 제29권3호
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• pp.281-291
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• 1996

위스컨신주 북동부 지역에 분포하는 Badwater녹암의 암석학적인 특정과 그들이 생성될 당시의 지구조적인 환경을 유추하기 위하여 채취한 암석을 분석하여 지화학적 연구가 행하여 졌다. 암석들의 화학조성은 전형적인 대륙성 쏠레아이트이며, Mg값이나 Ni, Cr과 같은 호정적인 원소의 함량에 미루어 분출되기전에 많은 분별정출 작용을 받았음을 시사한다. 암석들의 불호정적원소의 변화를 살펴보면 이들은 지각과의 동화작용에 많은 영향을 받았다고 사료된다. 이 암석들은 다양한 화학조성을 보이고 있으나, 모마그마의 성분과 유사한 가장 덜 분화된 암석은 전이형 해양현무암과 유사한 화학조성을 가지고 있다. 이러한 점으로 미루어 전이형 해양현무암과 화학조성이 유사한 모마그마가 지각과의 동화작용으로 그들의 화학조성이 현재의 대륙성 쏠레아이트와 같이 변하였음을 시사한다. 암석들의 지화학적 특성을 살펴보면 분기지역과 같은 인장력을 받는 지구조적 환경에서 생성된 현무암과 유사한 화학적 특징을 나타낸다.

• Ocean and Polar Research
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• 제23권1호
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• pp.23-34
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• 2001

Geochemical and Sr-Nd isotopic compositions and K-Ar ages are analyzed in volcanic rocks from Weno Island, Caroline Islands. Seven Weno lava samples of alkali basalt and basaltic trachyandesite are aphyric or sparsely phyric comprising olivine, plagioclase, and clinopyroxene phenocrysts. Whole-rock geochemical variation of Weno lavas reflects main fractional crystallization of olivine and Cr-spinel phenocrysts. Newly determined K-Ar ages of Weno lavas range from 6.7 to 11.3 Ma (late Miocene), indicating their formation during primary volcanic stage of Chuuk Islands. Trace element compositions of Weno lavas are very similar to those of typical ocean island basalts (OIBs), suggesting their formation during intra-plate mantle plume activity. The plume composition is isotopically very similar to that of Hawaiian hot spot. However, the age span of Chuuk volcanism is longer than that of the other individual volcanoes in the Pacific.

• 자원환경지질
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• 제7권4호
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• pp.175-184
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• 1974

Weathering of granites has a great geochemical significance, because of their chemical stability near the earth surface which is more pronounced than in most other rocks. The author intended to observe the relative mobility of major elements in weathering process of the granite, distributed on outskirts of Iri city Jeolla-bugdo, Korea. He analysed fresh granites and weathered ones from the Baeg-Gu granite mass and obtained following conclusions in the triangle-diagrams and the oxidized variation diagrams of the samples. 1) The increasing phenomena of $H_2O$ was observed clearly in early and late stages of weathering process. 2) The early stage of weathering is commenced by physical weathering and followed by chemical weathering. 3) The ratio of $FeO/Fe_2O_3$, FeO/MgO, and $SiO_2/Al_2O_3$ decreased uniformly from early to late stage of weathering processes. 4) It was proved that weathering potential of granite was larger than that of basaltic rock. 5) The order of mobility in major elements was Ca, Na and K

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.311-330
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• 2023

CO₂ 배출량 증가로 인한 지구온난화 심화에 대한 주요 대책으로 CO₂를 포집하여 지중에 저장하는 이산화탄소 포집·저장(Carbon capture storage, CCS) 기술이 주목받고 있다. 최근 현무암의 거대한 체적, 높은 반응성, 풍부한 양이온 함량 등의 특성이 CO₂ 포획 및 저장 기작에 유리하게 작용한다는 사실이 부각되면서, 현무암층을 대상으로 하는 CO₂ 지중저장이 다양한 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 CO₂ 지중저장 기작, 현무암의 특성과 더불어 국외 연구 사례들을 조사 및 분석하여, 현무암 CO₂ 지중저장에 대한 타당성을 검토하였다. 조사한 사례들은 수행 방법을 기준으로 실험, 모델링, 현장 실증 연구로 분류하였다. 연구 사례별 실험 조건의 경우 온도는 20 ~ 250 ℃, 압력은 0.1 ~ 30 MPa, 암석-유체 간 반응 시간은 수 시간에서 4년까지 넓은 범위에서 진행되었다. 모델링 연구에서는 현무암 CO₂ 지중저장 후보지와 유사한 모델을 구축하여 CO₂-유체 주입 전∙후 유체역학적 및 지화학적 요인들에 대한 변화를 살펴본 사례가 다수였다. 검토 결과, 현무암은 잠재 CO₂ 저장용량이 크고, CO₂ 광물화 반응이 빠르기 때문에 현무암 CO₂ 지중저장시 온도와 압력 및 지질구조와 같은 환경적인 제약이 적다. 현장 실증 사례인 CarbFix project, Wallula project가 성공적으로 수행되어 실증 수행가능성 또한 높게 평가되고 있다. 그러나 현무암 대상 CO₂ 지중저장에서 신중히 고려해야 할 점도 존재한다. 광물화 기작이 현무암의 조성, 주입 지역의 특성 등 여러 요인에 따라 결과가 상이하게 나타나고, 탄산염과 규산염 광물 등의 침전으로 인해 관정 주입성(injectivity) 저하가 발생할 수 있다. CO₂ 주입 시 저장층 내 압력 증가가 발생할 수 있으며 암석-CO₂-유체 반응 과정에서 지중환경 오염의 위험성도 존재한다. 유체에 CO₂를 용해시켜 주입하기 때문에 기존 방식과 다른 지중 모니터링 기술 또한 요구된다. 따라서, 현무암에서의 CO₂ 지중저장을 안정적이고 효율적으로 수행하기 위해서는 적합한 대상 지역을 선별하고, 해당 지역에 대한 여러 자료를 구축하여 이를 기반으로 한 다양한 실험, 모델링, 현장 실증 등의 체계적인 연구 수행이 필요하다.