• 제목/요약/키워드: Geochemical indicator

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지화학 자료의 확률론적 불확실성 및 위험성 분석을 위한 지시자 지구통계학의 응용 (Application of Indicator Geostatistics for Probabilistic Uncertainty and Risk Analyses of Geochemical Data)

  • 박노욱
    • 한국지구과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.301-312
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    • 2010
  • 지화학 자료는 환경 관리를 위한 중요한 환경 변수중 하나로 인식되어 왔다. 지화학 자료는 보통 공간적으로 산재되어 수집되기 때문에, 샘플링 되지 않은 지점에서의 속성값 예측과 더불어 부가적인 분석을 위해 예측에 수반되는 불확실성을 추정할 필요가 있다. 이 논문은 지시자 지구통계학이 지화학 자료의 공간적인 분포값의 제시뿐만 아니라 의사결정을 보조할 수 있는 정보를 제공하기 위해 유용하게 사용될 수 있는지를 예시하고자 한다. 카드뮴 자료의 추정사례 연구를 통해 확률론적 불확실성 모델링, 위험성 분석 등 지구통계학적 분석의 틀을 제시하였다. 지시자 크리깅을 통해 조건부 누적 분포 함수를 모델링한 후에, 기대값 추정치와 조건부 분산을 카드뮴의 추정값과 정량적 불확실성 추정을 위해 각각 계산하였다. 그리고 확률 임계치와 속성 임계치의 적용을 통해 오염/비오염 지역을 구분하였다. 또한 조건부 분산과 속성값과 임계치값의 차이를 모두 설명할 수 있는 변동 계수를 통해 추가적인 샘플링 지점을 추출하였다. 이 연구에서 적용한 지시자 지구통계학적 분석 틀은 불확실성을 고려한 의사 결정과 관련하여 지화학 자료를 포함한 환경 변수의 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

미얀마 깔레이미요 크롬철석광상 탐사의 지구화학적 인자 (A Geochemical Indicator in Exploration for the Kalaymyo Chromitite Deposit, Myanmar)

  • 박정우;박규승;허철호;김지혁
    • 자원환경지질
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    • 제50권6호
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    • pp.423-433
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    • 2017
  • 한국지질자원연구원(KIGAM)과 미얀마 지질조사광물탐사국(DGSE)은 2013년부터 미얀마 깔레이미요지역 크롬광화대에 대한 공동 탐사를 진행하고 있다. 향후 효율적인 광물자원 예측 및 지질모델링을 위해서 지구화학 인자의 도출이 필요하다. 이 지역에 산출하는 크롬광체는 맨틀 고치형 크롬철석암이며 맨틀-용융체 상호반응으로 형성되는 것으로 알려져 있다. 따라서 크롬철석암을 중심으로 산출하는 하즈버가이트에 서로 다른 정도의 맨틀-용융체 상호반응의 결과가 관찰될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 깔레이미요 크롬광화대에서 산출하는 암석의 첨정석에 대한 지구화학 분석을 실시하고 첨정석의 조성과 크롬철석암의 공간적 상관관계를 테스트하였다. 결과는 광체의 주변부에서 하즈버가이트의 첨정석 Cr#(molar Cr/(Cr+Al)${\times}$100)가 높은 반면에 광체에서 멀어질수록 Cr#가 낮아지는 경향을 보인다. 첨정석의 산출 양상도 Cr#에 따라서 명확히 구분된다. 높은 Cr#(>30)을 보이는 첨정석은 대부분 자형 또는 반자형이며 감람석에 둘러싸여 산출되는 반면 Cr#가 낮은 첨정석(<25)은 열편상 또는 타형으로 휘석의 경계부에 산출된다. 이 같은 암석학적, 지구화학적 분석결과는 모암인 하즈버가이트와 이를 침투한 용융체의 상호반응의 결과로 해석된다. 깔레이미요 지역의 크롬광체가 렌즈상 더나이트에 포획되어 산출하기 때문에 지금까지는 탐사의 지시 암석으로 더나이트를 활용하였으나 지표에 노출된 더나이트의 분포는 제한적이기 때문에 하즈버가이트 첨정석의 Cr#를 지화학적 지시자로 활용하여 향후 신규 탐사지역의 광화대 탐사 및 3D 지질 모델링에 적용할 수 있을 것이다.

마산만과 가덕수로 표층퇴적물의 중금속 원소와 저서성 유공충 특성 (Characteristics of Heavy Metals and Benthic Foraminifera on Surface Sediments in Masan Bay and Gadeog Channel, Korea)

  • 우한준;조진형;최재웅
    • Ocean and Polar Research
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    • 제29권3호
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    • pp.233-244
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    • 2007
  • Nine surface sediments from Masan Bay and Gadeog Channel were taken for grain size and geochemical and foraminiferal analyses in August 2002. The sediments consist of mud with 7.29-8.54 $\phi$ in mean grain size. Average concentrations of Al, Fe and Mn are higher in Gadeog Channel than those in Masan Bay. On the other hand, average concentrations of Pb, Cu, Zn, Cd, Cr, Ni and V are higher in Masan Bay than those in the channel. The latter group of elements show the highest concentration at station M4, off the outfall of treated wastewater disposal. Eighty-one foraminiferal species are identified in total assemblages, including 21 species of living populations. The number of individuals, species number, species diversity and equitability in Masan Bay have lower values than those in Gadeog Channel. The foraminiferal fauna off the outfall is relatively poor. Compared to geochemical and foraminiferal data obtained in 1996, heavy metals are more enriched, and the characteristics of foraminifera are little changed. These features indicate that the pollution of Masan Bay has not been reduced.

다변량 통계 분석 및 질량 균형법을 이용한 제주도 지하수의 수질 요소 분리

  • 고동찬;고경석;김용제;이승구
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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    • pp.450-452
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    • 2004
  • Using factor analysis and bivariate comparisons of major components in ground water, three geochemical processes were identified as controlling factors of ground water chemistry; 1) natural mineralization by water rock interactions, 2) effect of seawater which includes salinization by seawater near seashores and deposition of sea salt, and 3) nitrate contamination by N fertilization. Contribution of rainfall was also estimated from the measured composition of wet deposition. The geochemical processes were separated using total alkalinity as an indicator for natural mineralization, Cl for effect of seawater, and nitrate for N fertilization. Relatively high correlation of major components with nitrate suggests that nitrification of nitrogenous fertilizers significantly affects ground water chemistry. Total cations derived from nitrate sources have good linearity for nitrate in equivalent basis with a slope of 1.8, which is a mean of proton production coefficients in nitrification of two major compounds in nitrogenous fertilizers, ammonium and urea. Contribution of nitrate sources to base cations, Cl, and SO$_4$ in ground water was determined considering maximum contribution of natural mineralization to estimate a threshold of the effect of N fertilization for ground water chemistry, which shows W fertilization has a greatest effect than any other processes in ground water with nitrate concentration greater than 50 mg/L for Ca, Mg, Na and with concentration greater than 30 mg/L for Cl and SO$_4$.

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산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의 (Implication of the Ratio of Exchangeable Cations in Mountain Wetlands)

  • 신영호;김성환;류호상
    • 대한지리학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.221-244
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    • 2014
  • 국내에서 보호되고 있는 심적습지, 장도습지, 그리고 화엄늪을 대상으로 퇴적물의 지화학적 특성을 비교하여 이에 대한 함의를 도출하였다. 치환성 양이온 자료를 중심으로 연구 대상 습지들의 지화학적 특성을 살펴본 결과, 이들 습지는 공통적으로 저층습원의 유형에 포함되었지만 치환성 양이온의 분포양상은 상이했다. 치환성 양이온의 함량비를 변수로 이단계군집분석을 한 결과 3개의 군집으로 퇴적물 유형이 구분되었다. 지질, 토양, 식생 등의 환경요인의 차이로 인해 심적습지는 Ca집중퇴적물이, 장도습지는 Ca집중퇴적물과 Mg집중퇴적물이, 화엄늪은 K집중퇴적물이 각각 주요한 유형으로 나타났다. 퇴적물의 지화학적 특성은 기후변화나 인위적 환경변화로 촉발되어지는 외부 환경요인으로 인해 변경될 수 있기 때문에 산지습지의 환경변화 지시자가 될 수 있으며, 관리적 측면에서 활용될 수 있다. 또한 치환성 양이온의 함량비를 이용한 분류는 산지습지를 분류하는 하나의 방법이 될 수 있을 것이다. 따라서 습지지형 또는 습지생태계의 변화에 대한 이해를 넓히고 적절한 산지습지의 보전을 위해서는 퇴적물의 지화학적인 특성에 대한 분석 및 유형화 시도가 지속적으로 이루어져야 한다.

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중국 기원 광물성 먼지 입자의 지화학 추적자 개발 및 기초 적용연구 (Development of Geochemical Tracers to Identify a Specific Source Region of Mineral Dust in China and Preliminary Test of Their Applicability)

  • 이소정;형기성;김원년;김태훈
    • Ocean and Polar Research
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    • 제41권3호
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    • pp.169-181
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    • 2019
  • The purpose of this study is to develop geochemical tracers to identify a specific source desert of mineral dust in China using the published data. In addition, we tested the applicability of these tracers to wet-deposits and soil samples collected in Jeju, Korea. Because of similarity in trace elemental compositions of mineral dust from the major arid regions in China, such as Taklimakan, West Ordos (Badain Jaran), East Ordos (Mu Us and Hobq), East Northern China (Horqin), West Northern China (Gurbantunggut), and Chinese Loess Plateau, there has been limited to the use of geochemical data for source identification. Here we propose the four (4) plots using combination of seven (7) geochemical variables as a source indicator to distinguish one from other source regions in China: $\frac{Y}{Tb_N}$ vs. $\frac{Th}{{\Sigma}REE_N}$, $\(\frac{La}{Gd}\)_N$ vs. $\frac{Y}{{\Sigma}REE_N}$, $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\frac{Y}{Nd_N}$, and $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\(\frac{Ce}{Ce}\)_N^*$, where $_N$ and $\(\frac{Ce}{Ce}\)_N^*$ stand for values normalized to Post-Archean Average Shale composition and Ce anomaly, respectively. Mineral dusts from aforementioned six major deserts are distinguished one from the others by the combined use of these variables. Jeju rock and soil samples form a separate domain from Chinese mineral dusts in all four plots. In contrast, most of Jeju dust samples were comparable with the West Ordos desert (Badain Jaran) domain, indicative of strong influence of Badain Jaran dust in Jeju in spring season when the mineral dust was collected. A weak positive Ce anomaly in Jeju samples implies minimal local contribution. Our study suggests that the combination of $\frac{Y}{Tb_N}$ vs. $\frac{Th}{{\Sigma}REE_N}$, $\(\frac{La}{Gd}\)_N$ vs. $\frac{Y}{{\Sigma}REE_N}$, $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\frac{Y}{Nd_N}$, and $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\(\frac{Ce}{Ce}\)_N^*$ can be used to identify a specific source region of mineral dust in China as well as Jeju mineral particles.

장흥지역 1차수계 하상퇴적물의 지질집단별 지구화학적 특성과 하천수에 대한 연구 (Geochemical characteristics on the petrological groups of stream sediments and water in primary channels of the Jangheung area, Korea)

  • 박영석;김종균;한민수;김용준;장우석;신성천
    • 자원환경지질
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    • 제35권6호
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    • pp.509-521
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    • 2002
  • 본 연구는 지화학적 재해를 평가하는 좋은 지시자인 하상퇴적물에 대하여 지질집단별 지구화학적 특성과 하천수의 특성을 장흥지역 1차 수계를 중심으로 밝히고자 한다. 암석의 생성시기와 지질학적 환경에 따라 풍화에 영향을 받은 정도에 차이가 많은 점을 고려하여 연구지역의 지질을 화강암류지역, 화강암질편마암류(일부 변성퇴적암류포함)지역, 응회암류지역으로 나누어 주성분원소, 미량원소, 희토류원소, 독성원소 등의 분포특성에 대하여 기술하였다. 하천수에 대한 온도, pH. 전기전도도 등의 물리화학적 특성은 1999년과 2001년에 현장에서 측정하였고, 하상퇴적물 시료는 1999년 4월과 5월에 걸쳐 채취하였으며, XRF ICP-AES, NAA를 이용하여 화학분석을 실시하였다. 주성분원소의 함량은 지질집단에 관계없이 비슷한 함량비를 나타냈으며, 희토류원소는 화강암질편마암류(일부 변성퇴적암류 포함)지역에서 다른 두 지역에 비해 낮게 나타났고, 독성원소 중 Zn과 Cu가 비교적 높은 함량을 나타내었다. 부화계수와 부화지수를 도출한 결과 주성분 원소에서는 $Fe_2O_3$, MgO, $TiO_2$, MnO가, 희토류원소에서는 응회암류지역의 시료들 중 Eu. Yb가, 독성원소에서는 Co, Cr, Zn에서 약간의 부화경향을 나타냈다.

현장 조사 자료를 이용한 GIS 기반 주제도 작성을 위한 단변량 크리깅 기법의 비교 (Comparison of Univariate Kriging Algorithms for GIS-based Thematic Mapping with Ground Survey Data)

  • 박노욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.321-338
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    • 2009
  • 이 연구의 목적은 비대칭 분포를 가지는 현장 조사 자료로부터 GIS 기반 주제도를 생성하기 위한 공간 내삽 방법으로 단변량 크리깅 기법을 비교하는데 있다. 기존 정규 크리깅과 비선형 자료 변환에 기반을 둔 로그 정규 크리깅, 다중 가우시안 크리깅과 지시자 크리깅을 지화학 원소 비소와 납에 대해 사례 연구를 통해 비교하였다. 예측 능력의 비교 분석을 위해 leave-one-out 기반 교차 검증을 통한 오차 분석을 수행하였으며, 샘플링 밀도의 차이에 따른 오차의 변화 양상도 분석하였다. 비교 분석 결과, 지시자 크리깅이 전반적으로 가장 높은 예측 능력을 나타내었으며, 작은 값과 높은 값의 예측 능력도 우수한 것으로 나타났다. 정규 크리깅에 비해 비선형 자료 변환 기반 크리깅 기법들이 우수한 예측 능력을 나타내었지만, 기존에 많이 적용된 로그 정규 크리깅은 샘플링 밀도와 상관없이 편향 정도가 가장 크게 나타내었다. 이 연구를 통해 얻어지는 정량적 검증 결과는 비대칭 분포를 가지는 현장 조사 자료의 내삽을 위한 크기깅 기법의 선정에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

汚濁河川水의 地球化學的인 硏究 (第 II 報) 서울市內 河川水 및 工場排水의 化學的 酸素要求量 (Geochemical Investigations of Contaminated River Waters Part II-Chemical Oxygen Demand of River Water and Industrial Waste Water in Seoul)

  • 이용근
    • 대한화학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.5-12
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    • 1970
  • River water and industrial waste water in Seoul were studied by means of chemical oxygen demand(COD) as an indicator for water pollution, from August 1967 to July 1968. Rivers flowing through residential and industrial areas are badly contaminated and COD of water in Han River increases as it progresses to downstream. Seasonal variation of COD showed that higher value of COD was observed in spring and lower in autumn. It is clear that the seasonal variation of COD is influenced by the precipitation. Close relationship was found between COD and population density. The lowest COD curve obtained by plotting COD values against population density and show that the curve slopes upward. The discontinuation of the curve was shown at the population density of 14,000/km$^2$; an increase in COD was acute over the population density of 14,000/km$^2$.

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무극 함금석영맥광상 주변모암에서의 모암변질과 원소들의 일차분산 (Wallrock Alteration and Primary Dispersion of Elements in the Vicinity of the Mugeug Gold-bearing Quartz Veins)

  • 황인호;전효택
    • 자원환경지질
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    • 제27권4호
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    • pp.387-396
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    • 1994
  • Mineralogical and geochemical studies on gold-bearing quartz veins and wallrock from the Mugeug mine were carried out in order to investigate the variation of mineralogical composition and the geochemical behavior of elements with distance from the gold-bearing quartz veins. Gold-bearing quartz veins occur in early Cretaceous medium- to coarse-grained biotite granite. The unaltered wallrock is composed mainly of quartz, plagioclase, orthoclase, microcline, biotite and hornblende with accessory minerals of sphene and apatite. Mineralogical changes in altered wallrock around the gold-bearing quartz veins were observed as follows; 1) biotite and hornblende altered into chlorite, and next to sericite, 2) plagioclase, orthoclase and microcline altered into sericite, and 3) calcite and quartz introduced into wallrock. Contents of $K_2O$, Rb, Cs, Au, As and Sb in altered wallrock increase, whereas those of $Na_2O$, CaO, Ba, and Sr decrease with proximity to the gold-bearing quartz veins. The loss on ignition also increases with the increase of alteration mineral. The width of primary dispersion increases in order $Au=SiO_2<As=Cs=Rb<K_2O=Sb$ and $MnO<Na_2O=CaO=Ba<Sr$. The sericitization index, $K_2O/(K_2O+Na_2O)$, is an important indicator to interpret the degree of alteration at the Mugeug mine, which is more than 0.8 in strongly and moderately altered granite, 0.5~0.8 in wea altered granite, and less than 0.5 in unaltered granite. Alteration indices for major and trace elements, and the ratio of Rb/Sr are also useful to discriminate alteration zones.

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