• 자원환경지질
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• 제44권3호
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• pp.193-201
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• 2011

거풍구리광상은 트라이아스기 청산화강암 내에 발달된 NE 계열의 열극대를 충진한 2개조의 석영맥으로 구성된 열수맥상광상이다. 본 광상의 석영맥은 주로 괴상으로 산출되며 일부 정동 및 각력상 조직이 관찰되고 연장성은 500 m, 맥폭은 0.2에서 2.2 m 정도이다. 이들 석영맥의 광화작용은 hypogene 시기와 supergene 시기로 구분된다. Hypogene 시기의 광물은 견운모, 황철석, 석영, 녹니석 및 점토광물로 구성된 열수변질광물과 황철석, 유비철석, 자류철석, 백철석, 섬아연석, 황석석, 황동석 및 방연석으로 구성된 황화광물이 관찰된다. Supergene 시기에는 침철석이 생성되었다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화시기 광석광물의 침전과 관련된 균일화온도와 염농도는 각각 $163{\sim}356^{\circ}C$, 0.2~7.2 wt.% NaCl 로서 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석작용이 있었음을 지시한다. 황(${\delta}^{34}S$: 4.3~9.3‰)의 기원은 주로 화성기원과 일부 모암내의 황에서 유래된 것으로 해석된다. 산소 (${\delta}^{18}O$: 0.9~4.0‰)와 수소(${\delta}D$: -86~-69‰) 동위원소값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 마그마 기원 또는 천수 기원의 유체로 생각되며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.61-67
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• 2021

고체상의 눈 또는 얼음의 안정동위원소 값은 과거의 기후를 복원하고 동위원소 수문분리의 단성분으로 기여율을 계산하는 데에 사용되어 왔다. 융해와 냉동이 일어나면서 눈 또는 얼음과 액체상의 물 사이의 동위원소 분별작용이 일어나는데, 융해는 상대적으로 현장, 실험 및 모델연구를 통해 연구결과가 제시되어 있지만, 냉동에 대해서는 알려진 것이 많지 않다. 본 논평에서는 평형 냉동이 발생할 때 물의 두 안정동위원소인 산소, 수소의 선형관계 및 레일리분별과정을 통해 냉동에 의한 동위원소 분별과정을 고찰하였다. 해양에서 증발한 수증기에 의해 응축된 눈은 기울기 8을 가지는 지구천수선을 따라 움직이지만, 냉동 및 융해가 발생하게 되면 기울기 19.5/3.1~6.3을 가지는 선형관계를 나타내게 된다. 평형냉동 동안 레일리분별과정에 의해 액체상인 물은 열린 계와 닫힌계에서 같은 동위원소변동을 보여 주었다. 눈 또는 얼음이 제거되는 열린 계에서는 남아있는 물의 안정동위원소와 분별계수만큼의 차이를 가지면서 높은 값을 나타내었다. 닫힌 계에서는 초기 액체상의 물의 동위원소 값으로 눈 또는 얼음은 수렴하였다. 냉동에 의한 눈 또는 얼음의 동위원소변동과정은 고기후 연구 및 수문분리의 정확도를 증가시킬 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제32권5호
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• pp.455-468
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• 1999

Carbonated mineral waters fo $Ca(Mg)-HCO_3$ type spring out fissure of Jurassic granite in the valley floor of the Chungsong area. The water has been long as a Dalki medicinal water because of its unique therapeutic effect against clacium deficit, stomach and skin troubles, ect. The water has a high $CO_2$ concentration ($P_{CO_2}$=0.51~1.12atm) and exhibits strong pH buffering (5.9~6.26) by $H_2CO_3/HCO_3$ couple. Electrical conductivity ranges from 1,900 to 3100 $\mu$S/cm. Environmental isotopic data $(^{2}H/^{1}H, ^{18}O/^{16}O \;and \;^3H)$ indicates that the water is of meteoric origin recharged in the Cretaceous sedimetary strata distributed in upper part of the catchment area at least before 1950s, The high $P_{co_2}$ and carbon isotope data (${\delta}^{13}C=-3\sim-0.2\textperthousand$) suggest that the potential source of carbonated mineral water was originated in deep-seated $CO_2$ as wel as aboundant carbonate minerals of sedimentary desimetary rocks. The major source minerals of the dissoved species in the carbonated mineral water appear to be carbonate minerals, albite and K-feld-spar in sedimentrary rocks.

• 암석학회지
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• 제9권2호
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• pp.53-69
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• 2000

춘천 연옥 광상의 기원을 연구하기 위하여 광상 및 주변 암석들에 대하여 방사기원 동위원소인 Sr과 Pb 동위원소, 안정 동위원소인 산소와 수소 동위원소, 희토류원소 등의 조성을 분석하였으며, 이러한 여러 지구화학적인 자료들을 종합하여 광화작용의 각 단계별 변화과정을 추적하였다. 연옥광상의 광화대 각 사료들은 모두 모암인 대리암에 비해 상당히 낮은 산소 동위원소 값을 가지며, 이는 광화작용의 모든 단계에서 낮은 {{{{ delta ^18 OMICRON }} 값을 갖는 지각내 순환수가 매우 중요한 역할을 하였음을 반영한다. 춘천 연옥 광상의 광화작용이 진행되어 대리암으로부터 조립질 성회규산염대, 전기 연옥대, 세립질 석회규산염대가 순차적으로 만들어지면서 {{{{ delta ^18 OMICRON }} 값이 지속적인 감소를 보인다. 광화작용으로 새로 만들어진 광물들은 기존 광물들과 산소 동위원소 불평형 관계를 보이며 이는 순환수 기원의 광화유체가 각 단계에서 상당한 물-암석 비율로 관여하였음을 지시한다. 한편 광상 시료들의 Sr 및 Pb 동위원소 값은 광상이 놓여있는 경기 변성암 복합체와 유사한 값을 가지며 이러한 현상 역시 지각내의 순환수가 광상형성에 중요한 역할을 하였음을 시사한다. 검토한 지구화학적 지표들은 종합하면 춘천연옥 광상의 형성에 관여한 광화용액의 대부분은 궁극적으로는 강수기원의 지표 순환수에서 유래하였으며 광상 주변의 암석으로부터 용출시킨 Sr과 Pb를 광화대에 공급한 것으로 판단된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권4호
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• pp.192-202
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• 1998

영천 도수터널 내 화강암 지역의 단열대를 따라 유출되는 지하수에 대하여 지화학 및 환경동위원소 연구를 수행하였다. Ca-HCO$_3$유형에 속하는 유출수의 화학 조성은 화강암을 구성하는 규산염 광물 및 열극 충진 방해석의 지화학적 용해 반응에 의해 설명되며, 그 수문지화학적 진화는 부분적 개방계에서 진행되었음을 보여준다. 환경동위원소 연구 결과, 유출수는 모두 강수 기원으로서 적어도 1953년 이전에 함양된(즉 체류 시간이 최소 45년 이상인) 지하수임을 지시해주며, 나아가 지표로부터의 거리와 단열대의 발달 상태에 따라 부분적으로 지표수의 혼입이 진행되고 있음을 지시한다. 지화학 반응 경로 모델인 CHILLER를 이용하여 본 지역 화강암 지하수의 수문지화학적 진화를 모델링 하였다. 그 결과, $Ca^{2＋}$, $Na^{＋}$, HCO$_3$$^{-}$ 및 pH는 규산염 광물 및 방해석의 용해 작용과 더불어 점차 증가되는 반면, $Mg^{2＋}$ 및 $K^{＋}$는 각각 몬트모릴로나이트와 백운모의 2차 생성과 더불어 감소됨을 보여준다. 2차 광물의 생성 순서는 적철석, 깁사이트, 카올리나이트, 몬트모릴로나이트, 백운모, 장석의 순이다. 모델링 결과는 유출수의 물리화학적 분석값과 2차 광물의 동정 결과와도 잘 일치한다. 따라서, 이러한 물-암석 상호 반응 모델링을 비교적 복잡한 암반 지하수의 수문지화학적 진화 해석에 타당성 있게 적용할 수 있음을 보여준다.

• 자원환경지질
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• 제31권3호
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• pp.185-199
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• 1998

1995~1996년중 부곡 지열수 지역에서 채수한 유형별 자연수를 대상으로 수문지구화학 및 환경동위원소 연구를 수행하였다. 연구 지역에는 물리화학적으로 뚜렷히 구분되는 세 유형의 자연수, 즉 (1) 군접 I (지열수 지역의 중심부에서 산출되고 최대 $77^{\circ}C$의 용출 온도를 갖는 $Na-SO_4$ 유형), (2) 군집 II(외곽부에서 산출되며 다소 낮은 온도를 갖는 $Na-HCO_{3}-SO_{4}$ 유형) 및 (3) 군집 III(지표수나 천층 냉각 지하수로서 $Ca-HCO_3$ 유형)이 함께 산출된다. 군집 I은 Ia 및 Ib로 세분된다. 수문지구화학적 진화는 수 암 반응의 증가에 따라 군집 III$\rightarrow$II$\rightarrow$I의 순으로 진행되었다. 군집 II 및 III의 자연수는 비교적 낮은 수-암 반응, 특히 방해석 및 Na-사장석의 용해 반응에 의해 형성되었지만, 군집 I은 사장석, K 장석, 백운모, 녹려석, 황철석 등과의 높은 수-암 반응에 의해 형성되었다. 용존 황산염의 농도 및 황동위원소 조성은 지열수의 기원 및 전화를 해석하는데 중요한 정보가 된다. 용존 황산염은 퇴적 기원 황철석의 산화에 의해 생성되거나 (군집 Ib의 경우), 또는 열수의 상승 통로인 단열대에 존재하는 마그마 열수기원 황철석의 용해에 의해 생성되었다 (군집 Ia의 경우). 지열 저장지의 온도 규명을 위한 알칼리 이온 지옹계의 적용성은 화학조성을 변화시키는 요인들, 특히 마그네슘이 풍부한 지표수와의 혼합에 의해 제한된다. 그러나 다성분 광물/물 평형계에 대한 열역학적 계산 및 유체포유물 설험 결과, 심부 지열 저장지 (냉각중인 화성암체?)의 온도는 $125^{\circ}C$에 이르는 것으로 판단된다. 환경동위원소 (산소-수소, 삼중수소) 연구에 의하면, 자연수는 모두 상이한 충진 특성을 갖는 강우로부터 기원하였다. 특히 군집 Ia의 물은 심부 지열 저장지까지 심부 순환한 오래된 (40년 이상) 강우로부터 기원하였으며 지표부 물과의 혼합 정도도 낮다. 본 논문에서는 황산염이 풍부한 국내 지열수의 성인 및 진화에 관한 모델을 제시한다.

• 자원환경지질
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• 제28권2호
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• pp.109-121
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• 1995

인도네시아 빠찌딴 광화대 동-아연 광상은 금 또는 연 광화작용을 수반하여 동부자바 Southern Mountain zone내 제3기 퇴적암류와 화산암류의 열극을 충진한 열수 석영 백상광체로 까시한(Kasihan), 점퐁(Jompong), 금뽈(Gempol) 지역에 밀집 분포한다. 주 광화시기의 광석광물로는 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석 등이 각 지역별로 특징적인 광석광물들과 공생관계로 보이며 산출한다. 즉 까시한 지역의 경우 초기 공생광물군으로써 황철석 자류철석 철함유량이 높은(약 20 mole % FeS) 섬아연석과 Au 함량이 매우높은 (91.4 to 94.0 atomic % Au) 에렉트럼 및 (Cu-)Pb-Bi계 유염광물 등이 산출하며, 점퐁지역은 황철석, 유비철석(29.5~30.3 atomic % As), 섬아연석 등이 공생관계를 보여주며 산출된다. 반면, 금뽈지역의 경우 황철석, 자철석, 적철석 등의 초기 산출이 특징적이다. 광석광물의 침전은 0.8~10.1 wt. % NaCl 상당염농도를 갖는 광화유체로부터 약 $350^{\circ}C$에서 약 $200^{\circ}C$에 걸쳐 진행되었으며, 까시한 및 점퐁지역의 경우 초기 광화유체의 비등현상과 이에 수반된 냉각 회석 작용에 기인한 광액 진화에 의하여, 금뽈지역의 경우 천수의 유입에 의한 냉각 희석작용이 우세하게 진행된 광액 진화에 기인하여 야기되었다. 광화유체의 비등현상 및 유체포유물 연구결과에 근거한 빠찌딴 광화대 주 광화시기의 압력조건은 약 (${\geq}95{\sim}255$ bars로, 까시한($\approx$ 140~255 bar) $\rightarrow$ 점퐁 ($\approx$ 120~170 bar) $\approx$ 금뽈 (${\geq}95$ bar)의 순으로 광화대내 지역별 상대적인 광화심도 차이가 확인된다. 광물공생관계를 이용한 열역학적 연구결과, 온도감소에 따른 유황분압의 변화와 산소분압 조건이 각 지역별로 상이함은 광화대내 각 지역별 열수계에서 상기 광화심도에 관련한 천수의 역할(water/rock 비등)차이에 기인된 결과로 해석된다. 유체내 산소 및 수소안정동위원소 연구결과, 이들 동위원소 값이 광화작용의 진행과 함께 점차 감소함은 상대적으로 낮은 water/rock 비 값은 갖는 환경하에서 동위원소 교환반응을 이뤄 평형상태에 이른 광화초기 열수계내에 광화작용의 진행과 함께 산화상태의 차갑고 동위원소적 교환반응이 적게 이뤄진 천수의 혼입이 점증하였음을 지시하며, 각 지역별 동위원소비 값의 차이는 광화심도에 관련된 water/rock비 및 동위원소 교환반응차 등에 의한 결과로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제33권6호
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• pp.491-504
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• 2000

Environmental isotope $^{18}O$, $^{2}H$, $^{3}H$,$^{13}C$, $^{34}S$and $^{87}Sr/^{86}Sr$) studies on ${CO_2}$-rich waters in the Kangwon Province were carried out to elucidate the origin, residence time, water-rock interaction and mixing process of their. ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ data indicate that ${CO_2}$-rich waters were derived from the local meteoric water. It also shows that each type of ${CO_2}$-rich water has distinct isotopic composition and Na-${HCO_3}$ type water (-10.8 to -12.1${\textperthousand}$, ${\delta}^{18}O$ ) is lighter than other type waters. These depleted isotopic values supposedly indicate that, considering the altitude effect of isotope in Korea, the recharge area of Na-${HCO_3}$ type water can be estimated to be relatively higher in elevation than those of Ca-${HCO_3}$ and Ca-Na-${HCO_3}$ type waters. Tritium contents close to zero are observed in the Na-${HCO_3}$ type water, confirming a long residence time and the possibility of a ${CO_2}$ inflow into the aquifer at great depth. These isotope data also show that the Ca-${HCO_3}$ type water has undergone mixing process with surface water during ascending at depth, whereas Na-${HCO_3}$ type water was less mixed with surface waters. The carbon isotope data (-8.8 to ＋0.8 ${\textperthousand}$ ${\delta}^{13}C$) indicate that dissolved carbon in the ${CO_2}$-rich waters was possibly derived from deep seated ${CO_2}$ gas. The high ${\delta}^{34}S$ values (up to 38.1${\textperthousand}$) of dissolved sulfates suggest that sulfate reduction by microbial activity had occurred at depth. Strontium isotopic data ($^{87}Sr/^{86}Sr$) of ${CO_2}$-rich waters indicate that the chemistry of the ${CO_2}$-rich waters is determined by water-rock (granite) interaction.

• 자원환경지질
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• 제21권2호
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• pp.149-164
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• 1988

청양지역 광화대 금-은 광상들은 화강편마암내의 단층대를 충진한 수개조의 함 금-은 열수맥상 광체로 구성된다. 광화작용의 시기는 $127.1{\pm}2.8\;Ma$이고, 열수광화작용은 구조운동에 시기적으로 2회에 걸쳐 진행되었다. 공생광물의 유체포유물 및 안정동위원소 연구에 의하면, 초기 약 $340^{\circ}$의 고온에서 $180^{\circ}$에 이르는 제 I 광화시기에는 일렉트럼 (42.2-66.8mole % Au), 농홍은석, 함은사면동석, 휘은석, 유비철서, 방연석, 황동석 및 섬아연석 $X_{FeS}{\fallingdotseq}0.13$)등이, ${\delta}^{34}S_{{\sum}S}$=2-5%, $fs_2$ < $10^{-9.8}atm$., 1-8wt. % NaCl상당염농도를 갖는 유체로부터 비등현상과 함께 침전되었다. 광화작용시의 압력은 <200-700기압이고, 광화작용의 심도는 약 1.5km였다. 열수 광화유체내 물의 수소(-90~-130‰), 산소(-5.9~+0.1‰)동위원소 값은 광화유체의 기원이 천수임을 뜻하고, 광화유체의 비등현상과 냉각작용은 $340^{\circ}C$이하에서 유체내 금-은 복합체 ($Au\;(HS)^-_2$, $AgCl^-_2$)의 파괴를 초래하여 금-은 광물의 침전을 유도하였다.

• 자원환경지질
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• 제30권6호
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• pp.505-517
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• 1997

광신 연-아연 광산은 단층 열극을 충진한 열극 충진 광상으로서 조선계의 삼태산층과 시대미상의 서창리층에 발달된 석영과 탄산엽맥으로 이루어져 있다. 광화작용은 3회에 걸쳐 진행되었으며, 각 광화시기의 특징은 다음과 같다. 광화 I기=barren한 석영의 침전기, 광화 II기=석영과 능망간석에 수반된 연-아연 광물의 주 침전기, 광화 III기=barren한 방해석의 침전기. 특히, 연-아연 광물은 주로 광화 IIb기에 침전하였다. 유체포유물 연구에 의하면, 광화 IIb기 광화유체의 온도와 염농도는 $182^{\circ}{\sim}276^{\circ}C$와 2.7~5.4 wt. % NaCl 상당 염농도였으며, 연-아연 광물의 침전은 주로 비등작용과 더불어 후기의 천수 혼입작용에 기인하였음을 지시한다. 광화작용은 약 600~700 m의 심도에서 이루어진 것으로 판단된다. 섬아연석과 유비철석의 성분 함량을 이용하여 추정한 광화 IIb기의 황분압($log\;fs_2$)은 -15.5~11.8 atm이다. 황화물의 황동위원소 조성 (${\delta}^{34}S_{CDT}=9.0{\sim}14.5$ ‰)에 근거한 열수유체의 전(全) 황동위원소값 (${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}$)은 약 14 ‰로서 매우 높은데, 이는 심부 화성기원의 황이 퇴적암류내의 황산염과 다소 혼합 된 결과로 사료된다. 산소-수소 동위원소 분석 연구에 의하면, 광화유체는 낮은 수-암비 환경 하에서 주로 주변 모암인 삼태산층 (${\delta}^{18}O=20.1{\sim}24.9$ ‰)과 상당히 반응한 심부 순환 천수로부터 형성되었다. 한편, 광화유체의 산소동위원소값 (${\delta}^{18}O_{H2O}$)은 광화작용의 진행과 더불어 체계적으로 감소 (광화 I기, 14.6~10.1 ‰; 광화 IIa기, 5.8~2.2 ‰; 광화 IIb기, 0.8~-2.0 ‰; 광화 IIc기, -6.1~-6.8 ‰)하였다. 이는 열수계 내로의 천수 혼입이 시간 경과와 더불어 점진적으로 증가하였음을 지시한다.