• 한국광물학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-11
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• 2009

제주도 동남부 신산리 해안가에 분포하는 현무암에 세립질의 맨틀 페리도타이트가 드물게 포획되어 있으며, 반상쇄정 잔류물의 거정질 입자와 세립질의 입자로 구성된 조직적 특성에 의해 반상쇄정의 페리도타이트 맨틀포획암(FPP)으로 정의된다. 조사되어진 FPP들의 서로 유사한 조직적 특성과 주성분원소 조성은 FPP가 하나의 구조 영역에서 유래했음을 지시한다. 또한 킹크밴드를 가지는 거정의 반상쇄정($2{\sim}3mm$) 사이에 변형의 흔적이 없는 세립질의 입자($200{\sim}300{\mu}m$)로 구성된 쌍봉분포, 삼중점과 직선형의 입자경계, 간극사이에 형성된 멜트포켓, 입자경계가 이동했음을 나타내는 미세구조 등은 FPP가 동력재결정작용 ${\pm}$ 정적재결정작용을 경험하였음을 반영하고 있다. 이러한 변형사건에는 멜트/유체의 이동이 있었으며, 특히 엽리면을 따라 일어났다. 신산리 지역에 가장 흔하게 산출되는 프로토그라뉼라 조직의 맨틀포획암과 FPP는 매우 유사한 주성분원소 조성을 보이는데, 이는 FPP가 프로토그라뉼라 조직의 포획암과 비슷한 상부맨틀 깊이에 위치하고 있었음을 나타낸다. 이러한 FPP의 조직적 특성과 주성분원소 조성은 FPP가 지엽적인 소규모의 좁은 영역에 관여한 변형사건을 경험하였음을 나타낸다. 이 변형사건의 실체에 대한 것은 앞으로 좀 더 연구가 진행되어야 할 것이나, 제주도가 만들어지기 이전의 상부맨틀 암석권에서 마그마의 상승과 관련된 단층작용에 의해 형성되었을 가능성을 제시한다.

• 암석학회지
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• 제25권4호
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• pp.373-388
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• 2016

과거 인간활동과 유적형성에 대한 이해를 위해서 과거 환경변화 정보를 수집하고 구체화 하는 것은 매우 중요하다. 이러한 환경변화 정보는 유적지에 형성된 퇴적물을 대상으로 연대측정과 지화학 분석을 통해서 추적할 수 있다. 석관동 구석기 유적지 퇴적층은 약 5 미터의 미고결 퇴적층으로 크게 하부 기반암 풍화층, 그 위의 사면퇴적층 그리고 상부 하천퇴적층의 3부분으로 나뉠 수 있다. 이 가운데 상부 하천퇴적층을 대상으로 입도분석, 대자율 분석, 유기지화학, 광물조성분석, 주성분 원소분석, 방사성탄소연대측정 등을 실시하였다. 시료를 채취한 퇴적층 구간은 4개의 퇴적단위로 구분되며, 3개의 유기물 함량이 높은 퇴적층들이 포함되어 있다. 입도분석 결과 퇴적물 입자의 평균 크기가 일정하지 않고, 분급이 매우 불량하게 나타나며, 여러구간에서 상향 세립화 경향을 보인다. 또한 대자율 측정결과 3개의 유기물층에서 값이 증가하였고, 이러한 특징은 환경변화에 따른 광물의 조성과 관련된 것으로 추정된다. 주성분 원소와 광물조성은 기반암인 쥐라기 흑운모 화강암을 구성하는 주요광물과 유사하였으며, 기반암의 석영, K-장석, 운모 등에서 기인한 것으로 생각된다. 방사성 탄소연대측정결과 최하부 유기물층은 $14,240{\pm}80yr$ BP로 나타났으며, 이는 이 퇴적층이 최후빙하기 이후의 점차 온난해지는 시기에 형성된 것으로 추정된다. 그리고 상부의 퇴적층은 플라이스토세 후기부터 홀로세에 이르는 기간에 형성된 것으로 해석된다. 결론적으로 연구지역인 석관동 유적은 계곡을 형성하는 하천활동과 사면퇴적 작용에 의해 퇴적물이 쌓이고, 자연제방과 같은 환경 또는 소규모 소택지 형태의 환경이 3 차례에 걸쳐 교대되었던 것으로 해석된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.387-419
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• 2005

전북 완주군 이서면 반교리의 갈등유적에서 출토된 세형동검 용범 1조를 대상으로 재질특성 분석과 원료의 산지를 해석하였다. 이 용범은 주로 조립질 각섬석으로 구성된 등립의 완정질 조직을 갖는 화성기원의 각섬석암으로서 녹회색 내지 암녹색에 부드러운 지방광택을 띤다. 이 용범의 전암대자율 값은 19.2~71.0(평균; $39.2{\times}10^{-3}$ SI unit)의 범위를 보인다. 높은 대자율 값은 강자성 광물인 자철석의 높은 함량을 반영하며, 측정값의 넓은 분포는 자철석 함량의 불균질성 때문으로 판단된다. 이는 일반적인 염기성 화성암류의 특징과 유사하다. 이 용범 구성암석의 조암광물은 각섬석, 사장석, 흑운모가 주성분을 이루며 휘석, 녹니석 및 불투명 광물이 소량 존재한다. 용범 표면의 흑색 피각 물질에서는 다량의 탄소가 검출되었다. 이 용범과 동일한 재료의 산지를 추정하기 위해 유적 주변의 광역적인 암석분포를 조 사한 결과, 유적지로부터 직선거리로 약 50km 떨어진 장수군 장수읍 대성리, 식천리 및 번암면 교동리, 남원시 아영면 일대리에서 용범과 동일한 각섬석암 또는 반려암질암의 산출지를 확인하였다. 이 암석들의 전암대자율 값도 용범의 범위와 비슷한 16.1~72.4 (평균; $39.9{\times}10^{-3}$ SI unit)를 나타내었다. 이는 두 암석 간에 재질적 유사성을 뒷받침 하는 것이다. 이 중에서 장수 교동의 각섬석암이 용범의 암석학적 특성과 가장 유사하다. 용범을 구성하는 암석과 장수지역 각섬석암의 주성분원소, 미량원소 및 희토류원소 함량을 표준화하여 비교한 결과, 이들의 지구화학적 진화경향과 거동특성이 매우 유사하게 나타났다. 이는 두 암석이 성인적으로 동일 종류의 마그마에서 생성된 것임을 입증하는 것이다. 이 암석은 재질이 부드러워 표면에 활자나 미세한 문양을 조각하고 매끈한 표면을 만들기에 용이한 물성을 가지고 있으며 열전도율 또한 우수하다. 장수군 식천리 일대의 각섬석암은 현재까지도 채석되어 석제 식기제품으로 생산되고 있다. 따라서 완주 갈등 유적에서 출토된 세형동검 용범의 원료는 전북 장수 지역의 대성리, 식천리 및 교동리 부근에서 공급하였을 가능성이 매우 높다. 그러나 남원시 아영면 일대리와 같이 소규모로 노출된 동일 종류의 암석에서 공급되었을 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 이와 같은 원료의 도입과정에 대하여는 여러 가지 가능성을 명확히 규명할 수 있는 고고학적 연구가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제37권1호
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• pp.1-19
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• 2004

국내 금속광상의 성인적 유형은 주로 열수충진형 광상, 스카른형 광상, 열수교대형 광상 및 변성퇴적형 광상으로 배태되고 이외에 일부는 정마그마형 광상, 반암형 광상, 알라스카이트형 광상 등으로 부존되고 있다. 이러한 폐광산으로부터 발생되는 수질 및 토양의 환경문제는 개발규모 및 수반금속, 주변암상과 관련된 부존특성과 함께 열수변질작용과 관련된 광물조합, 광석-맥석 광물의 조직, 유형 및 양적관계, 풍화의 진행단계와 관련된 이차-삼차광물의 존재형태 등의 광물-지화학적 특성에 좌우되고 있다. 1970년대 초반부터 1990년대 후반에 걸쳐 광산개발이 종료된 국내금속광상은 폐광 이후의 경과기간에 따라 황화-황염광물과 같은 일차광물로부터 용해되어 수산화광물, 황산염광물, 탄산염광물로 변화하는 과정에서 산화-용출-침전-재용출-이동에 의한 다단계의 복잡한 지화학적 반응관계를 보이고 있다. 금속광상의 산성 배수 및 중금속오염은 다금속 광화작용과 관련된 비철금속 광상과 동시에 맥상광상 및 각력파이프형 광상과 백악기금광상에서 가장 높은 용출가능성을 보이는 반면, 스카른형 광상, 열수교대형 광상, 정마그마형 광상, 맥상 금-은광상, 맥상 동광상 및 변성퇴적형 광상에서 오염가능성은 매우 낮은 경향을 보이고 있다. 이와 같이 광상 유형과 관련된 지질부존 특성은 폐석 및 광미를 구성하는 황화광물 및 탄산염광물의 유형 및 양비와 밀접한 연관성을 갖고 있으며, 산성 배수에 함유된 금속원소종의 유형 및 용출량과 같은 지화학적 특성에 직접적으로 영향을 미치고 있다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.629-641
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• 2006

논산 관촉사 석조미륵보살입상은 흑운모가 많은 중립 내지 조립질 화강섬록암으로서 암회색을 띠며, 미약한 편마상 구조 및 페그마타이트 세맥이 발달한다. 이 석불입상과 기반암의 전암 대자율 측정 및 지구화학적 분석 결과, 두 암석은 동일 마그마로부터 형성되어 거의 유사한 분화과정을 경험한 것으로 보인다. 이 암석의 CIA는 기반암이 51.43, 석불입상이 50.86이며, WPI는 각각 4.52와 8.95로서 이들은 모두 풍화잠재력이 큰 것으로 나타났다. 이 석불입상은 열화 및 박리에 의한 물리적 풍화가 진행된 상태이고, 이차적인 오염물질과 침전물질이 산재해있다. 기반암도 불연속면의 발달에 따른 지반붕괴의 위험성을 내포하고 있다. 이 석불입상의 표면은 황갈색으로 변색되어 있고 암회색 및 암흑색 침전물이 형성되어 있다. 또한 고착지의류의 피도가 심하고 균류, 조류 혹은 선태류 등도 발견된다. 따라서 이석불입상의 복합적 손상에 영향을 줄 수 있는 요인들을 제어하기 위한 주변 환경에 대한 정리가 시급하며 지의류에 의한 오염, 박리 및 균열로부터 석불입상을 보호하기 위한 체계적인 보존과학적 관리가 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제30권5호
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• pp.395-406
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• 1997

Some RE (Zr, Nb, REE) ore deposits are located in the middle part of the Korean peninsula. Geotectonically, the RE ore deposits situated on the Kyemyeongsan Formation of northern margin of the Okcheon geosynclinal belt and in the transitional zone between Kyeonggi massif and Okcheon belt. The rare metal deposits distributed in Kyemyeongsan Formation which consists of schist and alkaline granite. The alkali granite has suffered extensive post-magmatic metasomatism and hydrothermal processes. The ore contains mainly Ce-La, Ta-Nb, Y, Y-Nb, Ti-Nb-(U), Nd-Th group minerals. Fergusonite, one of Nb-Y rich REE minerals belonging to the A-B oxides, is most common mineral in the rare metal deposits. The fergusonite bearing rocks may be devided into four types by occurrence features and mineral association, that is, zircon type, allanite vein, feldspar type, and fluorite type. Fergusonites show wide variations in optical properties, due to part of differences in their chemical composition (depending on the types), but also the degree of crystalinity of the individual specimens. Fergusonite metamicts enclosed in biotite are generally surrounded by well developed pleochroic haloes. Usually, fergusonite is accompanied with zircon and other REE-bearing minerals. Petrographical and chemical data are presented for fergusonites which collected different types. $Nb_2O_3$ and $Y_2O_3$ contents range from 48.51 to 53.01 wt.% and 29.18 to 42.02 wt.% respectively. Also, $ThO_2$, (1.83~6.93), $UO_2$, (0.17~2.84), ${\sum}RE_2O_3$ (except to Y) (1.11~8.73), and $TiO_2$, (0.19~1.19 wt.%) contents show variational compositions according to fergusonite types. The ${\sum}RE_2O_3$ of fergusonites are positive relation with $Y_2O_3$ and negative relaton with $ThO_2$ and $({\sum}{RE_2O_3}-{Y_2O_3})$. The $Nb_2O_3$ is sightly negative relation with $Ta_2O_3$. Back-scattered electron microscope images (BEI) of fergusonite show the mineral composition and textural feature is very complicated. The variation of Nb, Th and REE content of fergusonite and the modes of occurrence of mineral, suggests that REE may have been mobilized during the circulation of hydrothermal fluids related to contact metamorphism (metasomatism). The chemical variation of the fergusonites with occurrences and mineral association can be related to metasomatism of alkaline fluid was probably the dominant ore-forming process in Chungju district.

• 자원환경지질
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• 제29권2호
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• pp.171-182
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• 1996

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.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.385-392
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• 2008

본 연구에서는 해수침투를 방지하기 위해 실험실에서 제조한 하수 방류수를 이용하였으며, 각각의 함양 및 양수 조건에 따른 해수침투 진행 과정을 지표미생물인 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis를 이용하여 평가하였다. 해수침투의 대표적인 화학적 지표인자인 Cl$^-$와 Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ 및 비전도도값 등은 해수에 의해 인공 대수층내의 지질매체와 양이온간의 이온 교환이 발생되는 수조 내에서 동시에 분석되었다. 지표 생물로 이용된 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis 모두 해수침투에 따라 증가하는 염분 농도에 민감하게 반응하였으며, Enterococcus faecalis의 경우 Escherichia coli 보다 염분 농도에 더 큰 저항을 보였다. 시간에 따른 Enterococcus faecalis / Escherichia coli 값은 함양과 양수가 10 mL/min으로 동일할 경우에는 E. coli 초기 주입 농도가 90% 이상의 사멸을 보이는 18시간 이후에 50$\sim$100배 이상으로 증가하였다. 그러나 함양과 양수가 5 mL/min의 경우에는 E. coli의 완만한 사멸율로 인해 운전 시간 내내 2.5$\sim$5.0 사이의 일정한 비를 유지하였다. 또한 본 연구에서 분석된 염소 이온과 비전도도, Ca$^{2+}$ 및 Mg$^{2+}$농도는 서로간에 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타내었으며, 인공 해수가 인공 대수층내로 침투되면서 일어나는 양이온 교환 반응의 진행 여부는 음의 $\Delta$Na, $\Delta$Mg값과 양의 $\Delta$Ca의 관측을 통해 효과적으로 확인할 수 있었다.

• 암석학회지
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• 제12권4호
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• pp.196-206
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• 2003

숭례문(남대문, 국보 1호)을 구성하고 있는 석재와 보수재료에 대한 암석화학적 및 광물학적 특징과 이들의 보존실태를 보고하고자 한다. 숭례문 석재의 구성암석은 칼크-알랄리 계열의 조립질 화강암으로서 비교적 다량의 코발트를 함유하고 있다. 광물조성은 석영, 퍼사이트, 사장석 및 흑운모가 주성분이며 부구성 광물로는 정장석, 백운모, 녹니석 그리고 견운모 등이 산출되며 퍼사이트는 심한 변질작용에 의해 견운모화 되어있다. 원암의 풍화정도를 알아보기 위해 원암과 풍화암에 대해 석영-K-장석-사장석의 삼각도표에 도시한 결과 원암은 화강암 영역의 중간에 도시되는 반면 풍화석재는 석영쪽에 근접한 화강암 영역에 도시되어 K-장석 및 사장석의 풍화에 의해 상대적으로 석영이 부화된 결과를 나타내어 장석의 풍화작용이 상당히 진행되었음을 알 수 있었다. 숭례문 석재의 표면은 대기 중에 노출되어 물리, 화학적 풍화작용에 의한 흑화 및 박리현상으로 쉽게 떨어져 나가며 석조구조물의 하부는 하중에 의한 균열이 발생하여 전체적으로 심각한 손상과 파손으로까지 위협받고 있는 실정이다. 또한 1960년대 초반 대규모 보수공사시 석재간의 충진과 접합용으로 사용된 시멘트와 쇠못은 오히려 석재의 보존에 심각한 악영향을 미치고 있으며 보수재료의 풍화 또한 심각한 상태로 전면적인 보존대책 수립이 시급한 상태이다. 결론적으로 숭례문의 현 상태는 석재의 풍화와 균열, 그리고 보수공사 때 사용된 자재의 약화 등 전체적으로 훼손이 심해 시급히 과학적인 보존대책을 마련해야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.157-164
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• 2009

Al, Ag, Au, Cu, Cd, Co, Fe, Ni, Pb, Zn등의 금속은 해수 중에 미량으로 존재하기 때문에 미량금속이라고 하며 일부는 미량영양소로서 생명체의 생리활동에 필요하지만 정해진 한계값을 초과할 때는 독성을 나타낸다. 미량금속(중금속)은 해양환경 및 해양생태계에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 지속성 오염물질로 분류되어 다양한 연구가 수행되고 있다. 해수와 담수 등 자연수 중의 미량금속 측정은 정확도와 정밀도에 있어서 큰 오차를 가지고 있음이 장기간 인식되어 왔다. 미국과 유럽에서는 1975년 이후 미량금속의 해수 중 농도가 과거에 인지된 농도의 $1/10{\sim}1/1,000$ 정도로 낮아졌으며, 수직 분포는 생물, 물리, 지화학적인 과정들이 반영되고 있음이 밝혀졌다. 이와 같은 결과는 대부분 미량금속에 대한 분석방법과 기기의 발전에 기인하며, 시료 채취, 보관 및 분석 과정에 발생할 수 있는 오염을 제거해야 하는 세심한 주의가 요구되고 있다. 그러나 국내의 경우 많은 해양환경 관린 조사 및 연구에서 정확성이 결여된 자료가 보고되고 있다. 특히 미량금속 분석에 있어서 시료의 채취, 보관, 분석에 대한 정착한 인식 및 이해 부족은 자료의 질을 저하시키고 있다. 해양환경 연구 및 환경평가에 활용하기 위하여 자연수 중 미량금속의 정확한 자료를 획득하는 주요 과정에 대하여 소개하고자 한다.