• 암석학회지
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• 제18권2호
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• pp.79-91
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• 2009

경기육괴 북부에 위치하는 춘천시 오탄리와 화천군 구운리 일대에는 쥬라기에 생성된 각섬석 반려암체가 분포한다. 주로 각섬석과 사장석으로 이루어져 있는 이 관입암체는 주요 유색광물인 각섬석의 형태에 따라 아구형(subshperical)의 각섬석 반정이 우세한 각섬석 반려암(Subspherical amphibole gabbro, Sag)과 주상형의 각섬석이 우세한 각섬석 반려암(Prismatic amphibole gabbro, Pag)으로 구분된다. Sag의 주요 유색광물인 아구형의 각섬석 결정은 Pag의 주요 유색광물인 주상형 각섬석보다 더 높은 Mg/($Mg+Fe^{2+}$) 비와 Cr 함량을 보여준다. 이것은 이 각섬석 반정이 휘석으로부터 전이되어 생성된 것으로서 아구형의 모양은 휘석의 가상조직에서 유래한 것임을 지시한다. 각섬석과 사장석 결정들에 대한 산소 동위원소 연구 결과는 이들 광물들이 비교적 무거운 ${\delta}^{18}O$값을 가지는 유체와 평형상태에서 상당히 오랜 기간에 걸친 산소 교환반응을 경험하였음을 지시하는 것으로서 마그마로부터 유래한 유체가 아구형 각섬석 반정 형성에 관여하였음을 알려준다. 각섬석 반려암체내에 존재하는 각섬석 결정들은 결정 형태에 관계없이 생성시기를 달리하는 서로 다른 종류의 각섬석류인 파가사이트, 마그네시오혼블렌드 및 양기석으로 되어있다.

• 분석과학
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• 제18권1호
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• pp.27-34
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• 2005

보론 동위원소 표준물을 이용하여 $Li_2B_4O_7$와 $Na_2B_4O_7$를 합성하고 이로부터 $Li_2BO_2{^+}$ (질량 56, 57)와 $Na_2BO_2{^+}$ (질량 88, 89)를 열 이온화 질량분석기를 이용하여 양이온 질량분석법(PTIMS)으로 측정하였으며 또한 같은 시료를 음이온 질량분석법 (NTIMS)으로 $^{10}BO_2{^-}$와 $^{11}BO_2{^-}$ (질량 42와 43)를 보론 (질량 10, 11)대신 측정하였다. 이들 방법 간의 정밀도와 정확도를 비교하고, 각각의 방법에서 동중원소 영향이 있는지를 알아보았다. 세 가지 방법 중에 NTIMS 방법이 제일 좋은 결과를 보여주었으며 작은 시료 양으로도 안정된 피크를 얻을 수 있었다. NTIMS 방법으로 지하수 약 $5{\mu}L$(약 8 ng-B)를 직접시료로 사용하여 보론 동위원소 비를 측정하여 상대 표준편차 0.03%의 결과를 얻었다. 또한 NTIMS-IDMS로 보론을 정량한 결과 $1.65{\pm}0.003{\mu}g-B/mL$을 얻었으며 ICP-AES 결과에 비해 좋은 정밀도를 보였다.

• 한국석유지질학회지
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• 제6권1_2
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• pp.37-43
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• 1998

포항 지역의 지하수에 녹아있는 수용성 탄화수소 가스의 지화학적 특성을 파악하기 위해서 지하수를 채취하여 지하수의 성분, 추출된 가스의 함량, 탄화수소 가스의 성분 및 탄소 동위원소 분석을 실시하였다. 지하수들로부터 추출된 총 가스의 함량은 최소 27.0 ml/l, 최대 50.1 ml/l이다. 추출된 가스 중 탄화수소 성분은 메탄 $(CH_4)$이 27 ppm에서 376,420 ppm까지 나타났고 에탄 $(C_2H_6)$ 성분도 일부 시료에서 19 ppm에서 127 ppm까지 검출되었다. 지하수로부터 추출된 총 가스의 함량은 대수층 및 주변 지질에 따른 변화는 없었던 반면, 총 탄화수소의 함량은 대수층 및 주변 지질과 관련이 있는 것으로 나타났다. 즉, 대수층이 제3기층이거나 제3기 퇴적층의 두께가 두꺼운 곳에서 시추된 공의 지하수에서 탄화 수소 가스의 함량이 높은 경향을 보인다 지하수에 녹아있는 탄화수소의 함량과 지하수의 총 고형물 (T-solids)성분이 비례하는 것으로 보아 탄화수소 성분은 제3기층의 지층수에 녹아있었던 것으로 생각한다. 지하수에서 추출된 총 탄화수소 가스 중 메탄 성분은 $99.9\%$ 이상을 차지하고, 메탄 가스의 탄소 동위원소 비 $({\delta}C^{13})$는 $-73.1\%_{\circ}$에서 $-43.22\%_{\circ}$ 까지의 범위를 나타내는 것으로 보아 포항 지역 수용성 가스는 저온, 무산소 환경에서 메탄 생성 박테리아의 작용에 의해서 생성된 생물기원 가스로 해석된다.

• 암석학회지
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• 제13권4호
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• pp.224-237
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• 2004

연구 지역에 분포하는 회장암체는 분포상태와 임상에 의해 북쪽의 산청회장암체와 남쪽의 하동회장암체로 구분된다. 이들 회장암체 내에 발달했던 열수시스템의 특성에 대해 알아보기 위해 산소와 수소 안정 동위원소 조성을 측정해 보았다 연구 지역에 있는 회장암체의 $\delta$$^{18}$ $O_{plagioclase}$ 값은 공간적인 분포에 따라 서로 다른 값을 가지는 특징을 보여준다. 즉 북쪽에 분포하는 산천회장암체 사장석의 $\delta$$^{18}$ O 값은 맨틀기원의 신선한 회장암의 전형적인 값(6-6.5$\textperthousand$)보다 더 무거운 값인 7.3-8.8$\textperthousand$ 사이의 값으로서, 비교적 좁은 범위의 값을 갖는 특징을 보여준다. 이와는 달리 남쪽에 분포하는 하동회장암체 사장석은 -4.4-8.2$\textperthousand$ 사이의 넓은 범위의 $\delta$$^{18}$ O 값을 가지며, 맨틀기원의 신선한 회장암의 전형적인 값보다 낮은 $\delta$$^{18}$ O 값을 가진다. 연구 지역의 중간 지역에 분포하는 회장암을 구성하는 사장석은 북쪽 지역의 사장석과 남쪽 지역의 사장석이 갖는 $\delta$$^{18}$ O 값의 중간 값을 갖는다. $\delta$$^{18}$ O 값의 이러한 공간적인 분포는 지역에 따i가 서로 다른 열수시스템이 발달되었음을 지시한다. 즉, 연구 지역의 남쪽 지역에서는 천수에 의해 발달된 열수시스템이 우세하게 발달한 반면에, 북쪽 지역에서는 마그마 기원의 유체에 의해 발달된 열수시스템이 우세하였다. 회장암의 수소 안정 동위원소 조성과 이들 전암 내에 들어있는 물의 함량과의 관계는 정의 관계를 보여주며, 이러한 결과는 회장암질암을 형성한 마그마의 분화작용이 일어나는 동안에 용리작용(exolution)에 의해서 마그마로부터 분리된 유체가 자생변질작용을 일으킴으로써 초생 보통휘석을 각섬석으로 변화시켰음을 지시해준다. 이러한 자생변질작용이 일어난 이후에, 천수기원의 유체에 의해 형성된 열수시스템이 연구 지역의 남쪽에 발달함으로써 마그마에서 유래한 유체에 의한 열수시스템의 흔적이 지워져버렸다. 그러나 북쪽에 있는 산청회장암체는 이 열수시스템에 의한 영향을 거의 받지 않고 마그마 기원의 유체에 의해 형성되었던 열수시스템의 흔적을 잘 기록하고 있다. 연구 지역의 북쪽에 분포하는 산청암체 보다 남쪽에 분포하는 하동암체에서 견운모, 방해석, 녹니석과 같은 이차 변질광물들이 더 많이 관찰되는 것은 이 지역에서 중첩되어 발달되었던 열수시스템과 관련이 있는 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제31권3호
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• pp.171-183
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• 1998

남극 킹죠지섬 바톤반도에는 신생대 제3기의 화산암류, 화산성 쇄설암류, 그리고 이들을 관입한 화강섬록암이 분포한다. 화강섬록암과 주변 화산암류에는 양기석, 녹염석, 녹니석, 방해석으로 특징지워지는 프로필리틱 열수변질대가 광범위하게 발달하며, 변질대에서는 황철석, 황동석, 반동석 등의 황화광물이 산점상 혹은 세맥상으로 산출된다. 화강섬록암 주변 열수변질작용의 특성에 관한 연구결과를 요약하면 다음과 같다; (1) 화강섬록암은 칼크알칼리 계열의 천소관입 암상이며 동 함유량이 높다. (2) 화강섬록암의 주변을 중심으로한 상대적으로 높은 온도 유형의 프로필리틱 변질대가 발달하며 동-황화광물의 산출이 흔하다. (3) 황화광물은 산화환경 조건의 광화작용으로 가벼운 황동위원소 조성을 보인다. (4) 화강섬록암내 석영과 장석은 가벼운 산소동위원소 조성을 보이며 열수변질작용으로 비평형적인 동위원소 조성을 보인다. 이는 바톤반도 열수변질작용 및 광화작용이 화강섬록암체의 관입과 성 인적으로 밀접한 관련이 있음을 시사한다.

• Geosciences Journal
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• 제22권6호
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• pp.975-987
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• 2018

Stable isotope ratios of $^{18}O/^{16}O$ and $^{13}C/^{12}C$ and rare earth elements geochemistry of the Upper Triassic carbonates from the Baluti Formation in Kurdistan Region of Northern Iraq were studied in two areas, Sararu and Sarki. The aim of the study is to quantify the possible diagenetic processes that postdated deposition and the paleoenvironment of the Baluti Formation. The replacement products of the skeletal grains by selective dissolution and neomorphism probably by meteoric water preserved the original marine isotopic signatures possibly due to the closed system. The petrographic study revealed the existence of foraminifers, echinoderms, gastropods, crinoids, nodosaria and ostracods as major framework constituents. The carbonates have micritic matrix with microsparite and sparry calcite filling the pores and voids. The range and average values for twelve carbonate rocks of ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}^{13}C$ in Sararu section were -5.3‰ to -3.16‰ (-4.12‰) and -2.94‰ to -0.96‰ (-1.75‰), respectively; while the corresponding values for the Sarki section were -3.69‰ to -0.39‰ (-2.08‰) and -5.34‰ to -2.70‰ (-4.02‰), respectively. The bivariate plot of ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}^{13}C$ suggests that most of these carbonates are warm-water skeletons and have meteoric cement. The average ${\Sigma}REE$ content and Eu-anomaly of the carbonates of Sararu sections were 44.26 ppm and 1.03, respectively, corresponding to 22.30 ppm and 0.93 for the Sarki section. The normalized patterns for the carbonate rocks exhibit: (1) non-seawater-like REE patterns, (2) positive Gd anomalies (average = 1.112 for Sararu and 1.114 for Sarki), (3) super chondritic Y/Ho ratio is 31.48 for Sararu and 31.73 for Sarki which are less than the value of seawater. The presence of sparry calcite cement, negative $^{13}C$ and $^{18}O$ isotope values, the positive Eu anomaly in the REE patterns (particularly for Sararu), eliminated Ce anomaly ($Ce/Ce^{\ast}$: 0.916-1.167, average = 0.994 and 0.950-1.010, average = 0.964, respectively), and Er/Nd values propose that these carbonates have undergone meteoric diagenesis. The REE patterns suggest that the terrigenous materials of the Baluti were derived from felsic to intermediate rocks.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권1호
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• pp.31-42
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• 2019

Background: Han River estuary is a national wetland reserve near the Demilitarized Zone (DMZ) between South Korea and North Korea. This trans-boundary estuary area has been well preserved and shows distinctive plant communities along the salinity gradient. To elucidate energy flows and nutrient cycling in this area, we studied trophic relations between the dominant sesarmid crab, Sesarma dehaani, and food sources in three wetlands with different environments along the estuarine gradients. Results: Stable isotope signatures (${\delta}^{13}C$ and ${\delta}^{15}N$) of the crabs were significantly different among the sites and body size classes. Seasonal changes in ${\delta}^{13}C$ of small crabs were distinct from those of large individuals at all the sites. The isotopic values and fatty acid profiles of the crabs were more different among the sites in September than in May. In May, large-sized crabs utilized more plant materials compared to other dietary sources in contrast to small-sized crabs as revealed by a stable isotope mixing modeling, whereas contributions to diets of crabs were not dominated by a specific diet for different body size in September except at site 1. Based on PCA loadings, fatty acid content of $18:3{\omega}3$, known as a biomarker of plant materials, was the main factor to separate size groups of crabs in May and September. The ${\delta}^{13}C$ value of sediment had high correlation with those of small-sized crabs at site 1 and 2 when 1-month time lag was applied to the value for crabs during the surveyed period. Conclusions: Based on the stable isotope and fatty acid results, the consumption habits of S. dehaani appear to be distinguished by sites and their size. In particular, smaller size of S. dehaani appears to be more dependent on fewer food sources and is influenced more by the diet sources from the sediments in Han River estuary.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.529-541
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• 2009

이 연구는 이천과 포천지역 일대에 분포하고 있는 온천에 대하여 화학성분, 산소 및 수소 동위원소, 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천별 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원과 지하수의 지화학적 상관성을 해석하고자 하였다. 이를 위하여 연구지역에서 7점의 온천수와 가스성분을 채취하였고, 온천공 주변 지하수와 지표수 17개 시료를 채취하여 분석하였다. 연구지역 온천수는 환원성환경의 중성내지는 약알카리성의 pH 특성을 보이고, 전기전도도는 $310{\sim}735\;{\mu}S/cm$ 범위를 보여준다. 온천수의 수온은 $21.5{\sim}31.4^{\circ}C$ 범위로 저온형이며, 성분상 단순온천에 해당된다. 이천지역 온천수는 중성의 pH 조건과 주변지역 지하수와 유사한 $Ca-HCO_3$ 내지는 $Ca(Na)-HCO_3$ 수리화학적 유형을 보이는 반면, 포천지역 온천수는 알카리성의 pH 조건과 $Na-HCO_3$ 유형으로 지화학적으로 상당히 진화된 특성을 보인다. 이천온천수는 우라늄의 함량이 높고, 포천지역 온천수에는 불소의 함량이 높은 것이 특징이다. 온천수의 $\delta^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 $-8.85{\sim}-10.1%o$과 $-60.8{\sim}-72.2%o$의 범위로 순환수기원을 보인다. 동위원소 조성을 보면 포천지역 온천수는 지하수에 비해 고지대 함양과 긴 유동경로를 거친 것으로 해석된다. 온천수내 영족기체 동위원소비 분석 결과 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.094\;{\times}\;10^{-6}{\sim}0.653\;{\times}\;10^{-6}$ 범위를 보인다. 이천지역 온천수는 대기기원의 헬륨이 우세하지만 맨틀(마그마)와 같은 심부기원의 혼합율이 포천지역 온천수보다 높은 특성을 보인다. 포천지역 온천수는 지각기원의 헬륨 혼합율이 높다. 또한 온천수별 동일한 기원의 혼합선상에서도 천부지하수와 심부지하수의 혼합상태에 따라서 서로 다른 $^4He/^{20}Ne$ 비를 보인다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.

• 지질공학
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• 제22권1호
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• pp.123-134
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• 2012

본 연구에서는 경북 청송지역 달기탄산약수를 대상으로 수리화학적 특성을 밝히고, ${\delta}^{13}C_{DIC}$ 분석과 영족기체 동위원소 ($^3He/^4He$, $^{20}Ne/^{22}Ne$)의 존재비를 분석하여 영족기체와 연계한 탄산가스의 기원을 밝히고자 하였다. 달기 탄산약수의 수리화학적 특성은 pH 5.93~6.33 범위로 약산성의 특성을 보이고, 전기전도도 값은 1,950~$3,030{\mu}S/cm$ 범위로 높은 값을 보인다. 탄산약수의 수리화학적 유형은 Ca(Mg)-$HCO_3$ 형에 속하며, Na의 함량도 매우 높은 값을 보인다. 모든 약수는 Fe, Mn의 함량이 음용수 수질기준치를 초과하고, 일부에서는 As의 함량이 높은 값을 보인다. 탄산약수의 주요 이온성분 함량은 1999년에 보고된 함량보다 전반적으로 약간 높은 값을 보인다. 달기 탄산약수의 ${\delta}^{13}C_{DIC}$값은 -6.70~-4.47‰범위를 보여 $CO_2$의 기원은 맨틀과 마그마와 같은 지하 심부기원임을 지시한다. 달기탄산약수는 $^3He/^4He$비가 $7.67{\times}10^{-6}{\sim}8.38{\times}10^{-6}$ 범위로 높은 값을 보이고, $^4He/^{20}Ne$비는 21.32~725.7 범위를 보여, 대기-맨틀-지각 기원의 3성분계상에서 헬륨가스의 기원이 맨틀과 같은 심부기원(혹은 화산성기원)의 영역에 도시된다. 이와 같은 연구결과는 과거 달기약수내 $CO_2$가 무기기원이라는 해석과는 달리 보다 분명한 심부기원의 $CO_2$공급원을 제시하는데 의미가 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권1호
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• pp.92-99
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• 2005

동중국해 대륙붕 니질 퇴적물의 기원을 밝히기 위해 퇴적물 중 주성분 원소들의 함량과 스트론튬 동위원소 비를 분석하였으며, 그 결과를 황하 및 양쯔 강 기원으로 추정되는 퇴적물의 자료와 비교 연구 하였다. 연구해역 퇴적물은 평균입도 $4{\sim}7\;\Phi$ 범위의 니질 퇴적상으로 구성되며, 탄산염 함량은 $3.9{\sim}11.5%$(평균 7.6%)범위이다 연구해역에서 대부분의 원소들의 함량과 공간 변화는 퇴적물의 입도와 해양 기원 물질 등 다양한 요인에 의해 조절되며, 그 결과 퇴적물의 근원지에 따른 원소들의 함량 차이를 구분하는 것은 어려운 것으로 판단된다. 니질($63\;{\mu}m$ 이하) 퇴적물 부분만을 대상으로 탄산염을 제거한 후, 스트론튬 동위원소를 분석한 결과 연구해역 퇴적물의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비는 $0.71445{\sim}0.72184$(평균 0.71747) 범위였으며, 양쯔 강 기원으로 해석되는 퇴적물의 $^{87}Sr/^{86}Sr$비는 $0.71197{\sim}0.71720$ 범위로, $0.72126{\sim}0.72498$ 범위의 값을 갖는 황하 강 기원으로 추정되는 퇴적물(산동반도 주변 해역 및 황해 중앙니질 퇴적물)보다 뚜렷이 낮다. 따라서 스트론튬 동위원소의 $^{87}Sr/^{86}Sr$비는 황하 강과 양쯔 강 기원의 퇴적물을 구분해 주는 유용한 지화학적 지시자로 제시될 수 있다. 또한, 연구해역의 니질 퇴적물은 기존의 연구결과와 달리 양쯔 강 기원이 우세한 것으로 해석되며, 최근 황해와 동중국해에서 보고된 퇴적물 이동 패턴과 물리.화학적 특성 자료는 이러한 해석을 뒷받침한다.