• 암석학회지
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• 제19권3호
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• pp.181-197
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• 2010

고대 도 토기와 같은 고고학 유물을 만든 원료(태토)의 기원지 규명에 적합한 지구과학적 인자를 도출하기위한 연구를 수행하였다. 연구방법은 경북 경주, 경산 및 경남 함안지역에서 생산되었거나 출토된 토기와 토기채취지역 주변에 분포하는 암석과 토양을 채취하여 이들의 광물조성 및 화학조성을 비교하였다. 연구결과에 의하면, 토기는 구워지면서 광물조성이 바뀌기 때문에 광물조성의 비교에 의한 태토 및 원암의 유추는 어려운 것으로 나타났다. 그리고 주성분조성을 이용한 일반적인 화학조성간의 상대적인 비교 또한 원암-태토(토양)-토기로 가면서 대부분의 화학조성비가 변하기 때문에 상호간의 상관성이 거의 없음을 확인하였다. 반면에 희토류원소 분포도는 암석-토양-토기로 진행되면서 상대적인 분포도가 주성분조성변화에 비해 거의 없고, 희토류원소의 하나인 Nd의 동위원소비에 의한 모델연대에서도 유사성을 보여주었다. 그리고 Nd 동위원소와 Sr 동위원소 또한 태토와 토기간에 연관성이 있음을 보여주었다. 이 연구결과 고고학적 유물의 재료를 밝혀내는데 있어서 희토류원소의 분포도와 Nd, Sr 동위원소의 지구화학적 특성이 다른 지구화학적 연구기법에 기법에 비해 더 유용하게 활용될 수 있음을 확인할 수가 있었다.

• 암석학회지
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• 제14권3호
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• pp.127-140
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• 2005

영남육괴의 중부의 무주군 적상면 삼유리 일대에는 선캠브리아기 원남층군에 해당되는 화강암질 편마암, 반상변정 화강암질 편마암과 우백질 편마암이 분포한다. 이 논문에서는 화강암질 편마암 지역에서 200m심도 까지 굴착한 시추코아의 주성분, 미량성분, 희토류원소 그리고 Sm-Nd, Rb-Sr 동위원소 자료의 지구화학적 의의를 토의하고자 한다. 시추코아의 암상은 심도에 따라 변하고, 주로 화강암질 편마암과 앰피볼라이트로 구성되어 있다. 주성분 및 미량성분의 화학조성 자료를 토대로 한 연구지역내 화강암질 편마암 및 앰피볼라이트의 기원물질은 각각 TTG(Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite) 계열 및 솔레아이트 계열의 암석에 속한다. 희토류원소의 분포도를 보면 경희토류(La-Sm)와 중희토류(Gd-Lu)의 변화 및 Eu의 부(-)의 이상이 매우 다양하다. Sm-Nd 동위원소자료에 따른 등시선에 의하면 $2,026{\pm}230(2{\sigma})$ Ma의 연대를 보여주며, 이때의 Nd 초기치는 $0.50979{\pm}0.00028(2{\sigma})$이다. 그리고 ${\epsilon}_{Nd}$(2.0 Ga)값은 -4.4로 연구지역 변성암류의 기원물질이 고기의 지각물질임을 지시해준다. 이 값은 북중국지괴 시생대 기반암의 진화영역에 속하며, 특히 Lee et al.(2005)이 제안한 영남육괴내 Nd 동위원소 초기치의 진화와 일치하는 상관성을 갖는다. 그리고 앰피볼라이트의 희토류원소 분포도와 Nd 초기치는 앰피볼라이트의 기원물질이 결핍된 맨틀과 지각을 형성하기 시작한 초기마그마와 매우 유사함을 지시해준다.

• 암석학회지
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• 제15권2호
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• pp.60-71
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• 2006

인천광역시 강화군의 석모도는 주로 흑운모 화강암과 각섬석 화강섬록암으로 구성되어 있으며, 각섬석 화강섬록암에 의해 흑운모 화강암은 남과 북으로 양분된다. 남쪽의 흑운모 화강암 지역에서는 수온이 $72^{\circ}C$에 달하는 Na-Cl형의 고온성 온천이 산출된다. 흑운모 화강암의 Rb-Sr 전암연대는 각섬석 화강섬록암을 기준으로 북쪽에 분포하는 흑운모 화강암은 $207{\pm}70Ma$이고 Sr 초기치는 0.7132이다. 그리고 주로 남쪽에 분포하는 흑운모 화강암은 $132{\pm}50Ma$이고 Sr 초기치는 0.7125로서 양 화강암체가 지각기원물질의 마그마로부터 생성되었음을 지시해준다. 남북의 흑운모 화강암과 각섬석 화강섬록암체는 칼크-알칼리계열의 마그마로부터 분화되어온 특징을 보여주며, Rb과 Y+Nb 그리고 Yb+Ta의 상관관계도는 충돌대환경에서 마그마가 형성되었음을 지시해준다. 2005년과 2006년의 3월에 채취된 온천수의 Sr 동위원소비는 0.714507와 0.714518로서 거의 변화가 없고, 이 값은 남쪽에 흑운모 화강암의 Sr 동위원소비의 현재값과 거의 일치한다. 이와 같은 온천수의 Sr 동위원소비는 석모도내 온천수가 흑운모 화강암과 밀접한 연관성이 있음을 지시해주는 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제18권3호
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• pp.165-181
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• 2005

양산단층 남부지역에 분포하는 화강암류들은 야외산상 및 암석기재적 특징에 의해 다섯 암상으로 분류되며, 이 다섯 암상은 다시 성인과 관련하여 두 그룹(그룹 I과 그룹 II)으로 분류된다 그룹 I의 화강섬록암, 포유암 함량이 많은 반상화강암, 그리고 포유암 함량이 적은 반상화강암은 마그마혼합의 영향을 받은 특징을 잘 나타낸다. 반면에 이들을 관입한 그룹 II의 등립질화강암과 미문상화강암에서는 마그마혼합의 증거들이 나타나지 않는다. 양산단층을 경계로 그룹별로 나타나는 매우 뚜렷한 미량원소 및 동위원소 조성은 이 두 그룹의 마그마가 서로 다른 마그마로부터 진화된 것으로 해석된다. 그룹 I내의 세 암상은 사장석의 분별과정을 포함하는 마그마 혼합의 정도차이에 의해 형성되었으며, MME는 흑운모의 분별과정을 겪었다. 그룹 II의 두 암상은 그룹 I과는 다른 모 마그마로부터 정장석의 분별과정을 통하여 형성되었다. 그룹별로 Rb-Sr 전암연령을 구하여 보면, 동측지괴와 서측지괴의 그룹 I이 각각 $59.2\pm2.9Ma,\;58.9\pm6.2Ma$이고 그룹 II가 $53.3\pm2.2$(모두 $2{\sigma}$ 오차)Ma, 51.7Ma로 나타나, 양측지괴에서 그룹별로 서로 다른 군집된 연령을 보여주었다. Sm-Nd 동위원소 연구결과, 화강암류들의 근원물질은 그룹별로 달랐을 것으로 판단되며, 결핍맨틀에 의한 모델연령은 그룹 I이 약 $0.8\~0.9Ga$이며, 그룹 II는 이보다 $0.1\~0.2Ga$ 정도 젊은 약 $0.6\~0.7Ga$에 해당된다

• 한국지구과학회지
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• 제29권7호
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• pp.539-550
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• 2008

본 연구는 정읍지역에 분포하는 정읍엽리상화강암의 지구화학 및 동위원소 특성을 파악하고 U-Pb 스핀 연대측정으로 구한 관입연대로 호남전단대의 전단작용시기를 밝히는데 있다. 본 암은 AMF삼각도의 칼크-알칼리암계열과 일치하며, 실리카와 $FeO^{total}/(FeO^{total}+MgO)$의 변화도에서 마그네시아 영역에 속한다. Rb-Ba-Sr삼각도의 분화정도에 따른 암상분류에서 화강섬록암과 이상화강암영역에 해당되며, 희토류원소분포에서는 뚜렷한 음(-)의 Eu이상을 나타낸다. 실리카와 미량원소를 이용한 마그마의 지체구조상의 판별도에서 본 암은 화상호형(VAG)과 대륙충돌형(syn-COLG)에 해당되며 판구조운동과 관련된 응력장이 작용하는 대륙주변부나 호상열도 환경 하에서 형성되었음을 시사한다. $^{143}Nd/^{144}Nd$ 비는 $0.511495{\sim}0.511783$의 범위이며, 결핍된 맨틀에 대한 모델연령($T_{DM}$)은 $1.68{\sim}2.36Ga$로 초기 원생대 시기의 맨틀에서 분리된 지각물질의 영향을 받았음을 시사한다. U-Pb 스핀연대는 $^{238}U-^{206}Pb$ 연대 $172.9{\pm}1.7Ma$와 $^{235}U-^{207}Pb$연대 $170.7{\pm}2.8Ma$로 조화로운 연대를 나타내어, 정읍주변지역의 전단작용 시기는 173 Ma 이후로 생각된다.

• 암석학회지
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• 제14권2호
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• pp.116-126
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• 2005

경기도 파주시 월롱면, 광탄면, 조리면 지역에는 다중 습곡 작용을 받은 선캠브리아기 암석이 $N10^{\circ}E$ 방향의 습곡축을 갖는 2조의 U형 습곡구조(습곡 I과 II)를 따라서 분포한다. 습곡구조를 따라 분포하는 10여 매의 규암과 4 매의 석회질 편암은 기원 퇴적암이 순차적으로 반복 퇴적된 것인지, 혹은 $1\~2$의 동일한 규암과 석회질 편암이 등사습곡작용에 의하여 반복 분포되는 것인지에 관한 직접적인 증거(퇴적구조)는 발견되지 않는다. 이 논문에서는 U형 습곡이 습곡축을 중심으로 동측과 서측의 양 방향에 분포하는 규암의 상호 연결성을 희토류원소 분포도와 Nd 동위원소비와 같은 지구화학적 방법으로 대비하였다. 습곡구조를 형성하는 규암의 희토류원소 분포도 특성은 경희토류는 편평하고 중희토류가 약간 결핍되어 있다. 또한 Ce의 부(-)의 이상을 보여주는 반면에 Eu의 이상은 거의 존재하지 않는다. 희토류원소 분포도 양상은 습곡축을 중심으로 동서 양 방향의 규암에 있어서 매우 유사하게 나타났다 이들 규암의 Nd모델연대도 습곡축의 양쪽 외 곽부에서 내부로 들어오면서 젊어지는 경향을 보여준다. 이와 같이 유사한 희토류원소 분포특성과 Nd 모델연대는 연구지역내에서 습곡축을 중심으로 동측과 서측에 분포하는 규암이 동일한 기원물질로부터 유래되었음을 시사해주는 것으로서, 층서적 및 구조지질학적 연결과 대비되는 것으로 볼 수 있다. 규암과 호층을 형성하는 운모편암의 희토류원소 분포도 및 Sr, Ba, Eu, Rb과 같은 미량원소의 상관관계도는 운모편암이 규암의 근원 물질과는 다를 가능성을 지시한다. 이는 변성작용, 풍화작용과 같은 지질현상에 의해서도 전체적인 분포 특성이 거의 영향을 받지 않는 희토류원소 지구화학과, 지각내 체류시간을 지시해주는 Nd 동위원소 지구화학이 서로 떨어져 분포하는 퇴적층의 연결성을 추적하는데 유용하게 활용될 수 있음을 지시해준다.

• 자원환경지질
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• 제34권5호
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• pp.471-483
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• 2001

토현광산 수계에 분포하는 광산수와 지표수의 pH는 지하수보다 다소 높아 알카리성을 띠며, 동일장소에서 두 번째 채취된 시료에서 더욱 높은 특징을 보인다. 이 지하수는 (Ca+Mg+Na+K)-(HCO$_3$+SO$_4$) 유형, 광산하류의 지표수는 (Ca+Mg)-(SO$_4$) 유형, 갱내수는(Ca+Mg)-(HCO$_3$) 유형에 속한다. 대부분 후기시료에서 음이온 함량이 증가하는 것과는 달리 양이온과 미량원소는 오히려 감소하는 경향을 갖는다. 따라서 각 유형의 수질은 서로 다른 수리지구화학적 성질과 진화경향을 갖는 것으로 보인다. 연구시료의$\delta$$^{18}$ O 및 $\delta$D 자각 -8.1~-9.4$\textperthousand$과 -62.2~-70.1$\textperthousand$이나, 지하수의 d 값은 2.4로서 지표수(5.2) 및 갱내수(7.6)에 비하여 낫다 이 값들은 모두 $\delta$D=8$\delta$$^{18}$ O +(6$\pm$4)자 평행한 범위에 도시된다. 모든 시료의 Sr 함량은 0.028~11.844 mg/ι으로서 큰 편차를 가지나 지하수에서 월등히 높고, $^{87}$ Sr/$^{86}$ Sr 비는 0.7115~0.7129로 비교적 일정하나 지하수에서 가벼운 특징을 갖는다. 또한 $\delta$$^{18}$ \/O ,Ca 및 r은 $^{87}$ Sr/$^{86}$ Sr 증가함에 따라 감소하는 경향이 있다. 이는 순환수와 암석간의 환경등위원소 고환반응보다는 채취지점의 고도효과가 반영된 것 일 가능성이 높다. 순환수-광활의 평형관계를 WATEQ4F로 계산한 결과, 수질에 주성분 원소를 공급할 수 있는 알바이트, 석영, 깁사이트, 석고 등의 포화지수는 대부분 용해성 환경으로 계산되었으며, 방해석과 돌로마이트는 침전조건 에 점토광물들은 침전과 용해의 경계에 집중되었다. 토현광산의 광폐석에서는 황화광물이 많이 산출되며, 이들은 pH 변화에 관계없이 EC와 TDS를 상승시키는데 큰 영향을 미쳤다 갱내수의 SO$_4$ 함량은 최대 181.845 mg/$\ell$ 이나 지표 수에서 급격히 증가하고 지하수에서도 249.927 mg/$\ell$가 검출되었다. 황산염광물들의 용해도를 계산한 결과, 이 SO$_4$$^{2-}$ 의 농집은 약 150 mg/$\ell$ 이상에서 포화상태에 도달할 것으로 나타났다.