• 지구물리
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• 제9권4호
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• pp.443-453
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• 2006

남극반도 북부 남셰틀랜드군도 남서부에 위치한 스미스섬 부근 대륙주변부에서 작성된 탄성파 단면도를 분석하여 이 지역의 퇴적층의 분포, 퇴적작용, 대륙붕 형성과정 및 지체구조 발달사를 고찰하였다. 연구지역은 히어로 파쇄대의 대륙쪽 연장선에 위치한 스미스섬을 경계로 지체구조적으로 매우 상이한 두 지역으로 나눌 수 있다. 스미스섬의 남서쪽 지역은 확장중심-해구이 충돌 결과로 형성된 비활동성 대륙주변부가 전개되며, 북동쪽 지역은확장중심과 해구의 구조가 해양에 남아 있는 활동성 대륙주변부가 발달해 있다. 전체적으로 스미스섬을 경계로 북동쪽 지역에서는 두꺼운 퇴적층을 가진 대륙붕 퇴적층지역과 전호분지가 발달되어 있으며, 상대적으로 넓은 대륙사면과 뚜렷한 형태의 해구를 볼 수 있다. 남서쪽 지역은 가파르고 좁은 대륙사면과 국부적으로 형성된 대륙붕분지들이 특징적으로 나타난다. 또한 남서쪽 지역에는 이미 섭입된 확장중심의 열적효과(thermal effect)의 결과로 형성된 것으로 해석되는 기반암 상승부가 대륙붕의 중간부에 잘 발달되어 있다. 기반암 상승부는 스미스섬의 북동쪽을 연장되어 히어로파쇄대를 따라 형성된 경계부가 뚜렷한 지체구조 경계를 형성하지는 않는 것으로 해석된다.

• 암석학회지
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• 제23권4호
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• pp.311-324
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• 2014

문경탄전 주변에 분포하는 평안누층군의 홍점층은 주로 변성사질암과 변성이질암으로 구성되어 있다, 변성이질암은 대부분 점판암으로 산출되며, 경녹니석+녹니석+백운모 그리고 홍주석+흑운모+녹니석+백운모의 광물조합을 보인다. 경녹니석과 홍주석은 반상변정으로 산출되고, 세립의 운모류는 기질을 구성하고 있다. $MnO-K_2O-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O(MnKFMASH)$ 계에서 작성한 온도-압력 가상평형도과 경녹니석과 녹니석의 Fe/(Fe+Mg) 등성분도선의 교차영역을 통해 구한 이 변성광물 조합의 온도-압력 조건은 $510-520^{\circ}C$, 3.0-3.5 kbar이다. 이 중온-저압의 변성작용은 매몰 변성작용의 지온 구배율 보다 높은 지온 구배율(약 $40-45^{\circ}C/km$)환경 하에서 일어난 것으로 판단된다. 홍점층에서 얻은 가장 젊은 쇄설성 저어콘(SHRIMP U-Pb 연령: 약 327-310 Ma)은 진동구조와 높은 Th/U 비(0.60-1.12)를 보인다. 기존의 태백산분지의 만항층의 퇴적학적, 고생물학적, 지구연대학적 연구결과와 이번 연구결과를 종합해 보면, 문경지역 홍점층의 퇴적작용은 강릉지역의 만항층과 유사하게 기원지의 화성활동과 거의 동시기에 발생했음을 지시한다. 따라서 평안누층군은 석탄기-폐름기 동안 능동적 대륙 연변부의 화산호 주변 환경 하에서 퇴적작용 일어났고, 또한 기원지에서는 화성활동이 비교적 짧은 시간 간격으로 반복적으로 일어난 것으로 판단된다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.313-331
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• 2022

무기 자연 수소(H₂)는 천연가스의 주요 구성성분이지만, 청정 및 재생 가능한 에너지로써 글로벌 에너지 분야에서 그 중요성이 다소 과소평가되고 있다. 이 논문은 우리가 과거에 생각했던 것보다 훨씬 광범위한 환경에서 무기 자연 수소가 대륙 암석권에서 대량 생성된다는 최근 논문들을 바탕으로 자연 수소의 발생 기작과 이와 관련된 다양한 지질학적 특징들을 검토하였다. 지금까지 확인된 자연 수소의 주요 근원암은 (1) 초고철질암, (2) 철(Fe²⁺)이 풍부한 암석으로 구성된 강괴, (3) 우라늄이 풍부한 암석이다. 이 암석들은 선캄브리아 시대 결정질 기반암 그리고 중앙 해령과 대륙기반의 오피올라이트(ophiolite), 페리도타이트(peridotite) 암체에서 사문암화된 초고철질암과 밀접하게 관련된다(Zgonnik, 2020). 이 근원암들에서 자연 수소를 생성하는 무기적 작용은 (a) 광물(예, 감람석)의 Fe²⁺이 산화되는 동안 물의 환원, (b) 방사성 붕괴로 인한 수전해, (c) 규산염 암석의 기계적 파괴(예, 단층) 동안 물과 표면 라디칼의 반응 등이며, 자연 수소는 자유 기체(51%), 다양한 광물 내의 유체포유물(29%), 지하수의 용존기체(20%) 형태로 발견된다(Zgonnik, 2020). 우리나라의 경우 아직 자연 수소 연구가 수행되지는 않았지만, 경상분지 내 무기 자연 수소의 생성과 부존 가능성은 두꺼운 퇴적분지 내에서 초고철질암, 층간 현무암층과 철/구리 부화대 존재, 그리고 페름기-제3기 동안 능동적 대륙 연변부에서 여러 번의 화성활동 등을 포함한 지질학적/지구화학적 특성을 고려하면 상당히 높은 것으로 평가된다. 최근 지질 기원의 자연 수소를 연구/탐사하는 국외 학자들과 산업체들은 가까운 미래에 자연 수소가 깨끗하고 재생 가능한 획기적인 에너지원 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 따라서 우리나라에서 자연 수소의 경제적 활용을 위한 부존지 발견 여부와 상관없이 지하의 암석-유체 상호작용에 관한 통합 연구를 통해 아직 밝혀지지 않은 자연 수소의 성인과 탐사는 차세대 핵심 연구임이 분명하다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.54-54
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• 2003

The metasedimentary rocks together with various granitoids are the main constituents in Taebaeksan gneiss complex, northern Yeongnam Massif. Chemical compositions of sedimentary rocks may reflect the nature of the provenance and could be crucial for understanding the evolution of early continental crust. Previous workers have suggested that the provenance and tectonic studies based on the geochemistry of sediments are applicable to the Precambrian samples. In this study we analyzed the major, trace and REE elements of metasedimentary rocks to understand their provenance and tectonic setting during sedimentation. The overall geochemical characteristics of metasedimentary rocks are similar to those of average shale of the post-Archean. Major element chemistry indicates mature and sorted nature of the sediments. The degree of weathering in the source rocks the is not uniform, as inferred from a large scatter in chemical indices of weathering (CIW). The immobile trace elements such as Th, Sc, and REE can be used to discriminate various sedimentary processes. The Th/sc ratios (0.9 - 4.4) are larger than those of the upper crust and average shale, suggesting that the felsic source predominates. The contents of Ni and Cr and the variations in the ratio of compatible to incompatible elements are similar to the average post-Archean shale. Uniform chondrite-normalized REE pattern with the LREE enrichment (LaN/SmN = 4.9 ${\pm}$ 0.4) and slight negative Eu anomalies (Eu/Eu$\^$*/ = 0.7 ${\pm}$ 0.1) also support this observation. The presence of negative Eu anomaly indicates that intracrustal igneous processes involving plagioclase separation have affected the provenance rocks. The LREE enrichment implies the major role of felsic rocks in source rocks. The eNd (1.9 Ga) values of metasediment rocks vary from 9.4 to 6.7, corresponding to TDM of 2.9 - 2.7 Ga. On the other hand, the 147Sm/144Nd ratios are 0.1079 - 0.1101, corresponding to typical tettigenous sediments. The geochemical features of metasedimentary rocks such as high abundances of large ion lithophile elements, high ratios of Th/Sc and La/Sm, commonly high Th/U ratios, negative Eu anomalies, and negative eNd, suggest a provenance consisting virtually entirely of recycled upper continental crust in passive margin environment. Tectonic discrimination diagrams based upon major element compositions also support this suggestion. In conjunction with igneous activity and metamorphism in the convergent margin setting at 1.8 - 1. 9 Ga, the transition from passive margin to active margin characterize the Paleoproterozoic crustal evolution in northern Yeongnam Massif.

• 암석학회지
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• 제19권3호
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• pp.167-180
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• 2010

본 연구는 거창일대에 분포하는 섬록암류, 흑운모 화강암, 각섬석 화강암을 대상으로 하였다. 모드조성 분석 결과 섬록암류는 석영섬록암, 석영 몬조섬록암, 토날라이트 영역에 속하며 흑운모 화강암은 화강섬록암와 화강암 영역에 해당된다. 그리고 각섬석 화강암은 화강암, 석영몬조니암, 석영섬장암 영역에 해당하여 기존의 연구와 어느 정도 일치함을 보였다. 본 연구지역 암체는 모두 비알칼리 계열의 칼크-알칼리 계열에 속하며 평균 Al 포화지수(molar A/CNK)는 각각 1.00, 1.06, 1.05로 모두 I-type이며 저알루미나질과 과알루미나질의 특징을 가진다. 평균 MORB에 표준화시킨 미량원소의 거미도표에서 비교적 유동성이 큰 Rb, Ba, Th, Nd는 부화되어 있고 유동성이 작은 Nb, Hf, Zr, Y는 상대적으로 결핍되어 있다. 특히 Nb와 Zr-Hf에서 부(-) 이상이 잘 나타나며 이러한 양상은 섭입대와 관련되어 생성된 칼크 - 알칼리 계열 암석의 특징을 잘 나타내는 것이다. 콘드라이트에 표준화시킨 희토류 원소 변화도에서 세 암체 모두 경희토류 원소가 중희토류 원소에 비해 부화되어 있으며 Eu의 부(-) 이상이 약하게 나타난다. 이는 남한에 분포하는 쥬라기 화강암류의 패턴과 유사하다. Culler & Graf(1984)에 의하면 총 희토류 원소의 합($\sum$REE)이 60~499 ppm이고 $(La/Lu)_{CN}$의 값이 8.9~66 ppm에 해당하는 암체들은 대륙이나 그 주변부의 구조적 환경에서 형성된 화 강암류임을 제시하였다. 본 연구지역의 흑운모 화강암의 REE값은 한 시료(39.69 ppm)만 제외하고는 76.21 ~137.05ppm의 값을 가지며, 각섬석 화강암의 $\sum$REE값은 73.84~483.21 ppm의 값을 가진다. 또한 흑운모 화강암의 $(La/Lu)_{CN}$의 값은 9.61~36.47 ppm, 각섬석 화강암의 $(La/Lu)_{CN}$의 값은 7.17~21.85 ppm이다. 따라서 연구지역의 암체를 형성시킨 마그마의 생성환경이 대륙 또는 대륙 연변부임을 알 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.149-166
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• 2018

전 세계적으로 대규모 지진의 발생과 이로 인한 인명피해와 재산피해는 끊임없이 발생하고 있다. 특히 일본의 동일본 대지진(M=9.0; 2011. 3. 11.)은 이로 인한 쓰나미의 발생으로 상당한 인명피해와 경제적 손실을 가져왔고, 후쿠시마 원전사고를 유발하였다. 대부분의 지진은 기존 활성단층들의 재활성에 의해 발생한다. 따라서 활성단층에 의한 지진의 재발특성을 이해하기 위한 고지진학적 연구가 활발히 수행되고 있다. 우리나라는 유라시아판 내부에 위치하여 이웃한 일본이나 대만과 같은 나라들에 비해 지진으로부터 안전지대로 여겨져 왔다. 그러나 최근 경주지진(M=5.8; 2016. 9. 12.)과 포항지진(M=5.4; 2017, 11. 15.)으로 인해 우리나라에서도 지진재해에 대한 불안감이 증가하고 있다. 특히 이 지역은 많은 원자력관련 시설물들과 대규모 산업단지가 밀집되어 있는 지역들로 지진재해로부터 극도의 안전성이 확보되어야 한다. 그러나 한반도 남동부의 경우 대규모 지진들이 제4기뿐만 아니라 역사시대에도 자주 발생한 것으로 보고되고 있다. 따라서 지진에 의한 피해를 줄이기 위해서는 활성단층을 추적하고, 활성단층을 따른 지표파열의 특성을 파악하여 해당지역에서의 지진과 단층의 거동특성을 이해하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 극도의 안전성 확보가 필요한 원자력관련시설물들의 부지 선정을 위한 활성단층, 단층손상대, 지진과 활성단층의 상관성, 그리고 이격거리 등의 구조지질학적 평가방법을 설명하고, 이를 통해 안전한 원자력관련 시설물의 부지선정뿐만 아니라 지진재해와 방재에 유용한 정보를 제공하고자 한다.

• 자원환경지질
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• 제51권5호
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• pp.463-471
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• 2018

서해안에서 보고되고 있는 다수의 해수면 변동 곡선들은 모두 상대해수면(Relative sea-level) 변동곡선으로 사료된다. 서해안의 상대해수면 변동곡선들은 크게 1) 홀로세 해수면은 현 해수면보다 높은 적이 없었다는 학설과 2) 중기 홀로세에 해수면은 현재 해수면보다 수m 높았으며, 이 후 서서히 하강하면서 현해수면에 도달하였다는 학설로 대표된다. 전자는 절대해수면 곡선과 대비되는 반면, 후자는 빙하로부터 원거리에 위치하고 있는 대륙의 연안 역에서 나타나는 상대해수면곡선과 대비된다. 해수면 곡선 복원도에 활용된 자료들을 검토하여 보았을 때, 대부분 기 발표된 논문의 자료들을 인용하였으나, 그 인용에 있어 분석자료의 선택적 사용으로 서로 다른 결과들이 도출되었다. 그럼에도 불구하고, 후자의 자료들은 모두 군산이북지역으로부터 얻어진 것으로, 중기 홀로세 이후 서서히 하강하는 해수면 변동곡선이 군산 이북지역을 대표하고 있는 것으로 생각된다. 서해안 상대해수면 곡선은 빙하평형조절(GIA:Glacio isostatic adjustment)과 이에 수반된 중력 끌림(Gravitational attraction)에 의한 요인뿐만 아니라 그 이외의 지엽적으로 발생하는 지구조 운동 등에 의하여 변동될 수 있다. 그러므로, 서해안역의 상대해수면곡선 양상이 원거리 지역에서 나타나는 것과 대비 되지만, 서해안의 활발한 지진활동과 한반도에 분포하는 다수의 단층 존재를 미루어 볼 때, 지역적으로 발생하는 지구조 운동이 상대해수면 변동에 영향을 끼칠 수 있었을 것으로 예상된다.

• 암석학회지
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• 제5권2호
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• pp.188-199
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• 1996

옥천대 내에서 옥천층군을 관입하고 있는 보은 화강섬록암은 그화학적 성질이 과알루미나질이며, 칼크-알칼리 계열을 따르는 화강암류이다.그리고 보은 암체를 형성한 마그마가 생성되고 관입한 환경은 활동성 대륙 주변부일 가능성이 있다. 한편, 옥천대의 보은암체를 동시대의 경기육괴의 인제-홍천암체와 비교하면 보은암체 ？이 인제-홍천암체 보다 성숙도가 낮은 대륙호의 환경에서 형성된 것임을 알 수 있다. 주성분원소, 미량원소 및 회토류원소의 함량 변화에 있어서 결정분화를 지시하는 경향성이 결여되어 나타나는 것은 화강암류의 화학적 성질을 지배하는 마그마과정이 단순한 분별작용의 모델 만으로는 설명되지 않음을 나타낸다. 또한 보은 화강암체를 형성시킨 마그마과장에 대해서 레일리 분별 및 주성분원소 함량변화에 따른 분별과정을 모델 계산을 통해 검토해 보았으나, 어느것도 보은암체이 지구화학적 경향성을 효과적으로 설명해 주지 않는다. 반면, 결정작용과 동시성 혼염작용(AFC)에 대한 모델 계산에서는 보은 화강섬록암을 형성시킨 화강암질 마그마는 옥천층군을관입하기 이전에 퇴적기원의 지각물질과의 혼염과정을 거쳤을 가능성이 제기되고, 그 때이 조건으로는 혼염되는 주변암석이 성분과 마그마의 성분이 유사하고 또한 혼염작용의 속도가 결정작용의 속도와 비슷하여 혼염되는 질량은 마그마 전체 질량의 10% 내외인 경우이다. 한편, 분별과정과 AFC모델 계산의 결과는 규장질암맥이 보은 화강섬록암으로 파생된 것이 아니라 다른 성인의 마그마로부터 유래되었을 가능성을 제시한다.

• 암석학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-11
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• 2005

이 연구에서는 영남육괴 중부의 김천, 성주 및 안의 지역에 분포하는 화강섬록암들에 대하여 스핀 U-Pb 연대측정을 실시하였다. 연대측정결과는 삼첩기와 쥬라기의 경계시기와 거의 일치하는 195.7±2.4∼200.8±1.9(2σ) Ma의 좁은 범위를 나타낸다. 이 암체들은 서로 연결되지 않은 독립암체들이지만 주원소 조성이 매우 비슷하고, 거의 동일한 연대를 나타내는 것으로 보아 동일한 조구조 환경 및 유사한 근원물질로부터 생성된 하나의 스위트를 형성하는 암체들로 취급할 수 있다. 삼첩기∼쥬라기초의 연대를 나타내는 영남육괴와 옥천대의 심성암체들의 연대와 지리적 분포를 살펴보면 이 시기의 영남육괴와 옥천대에서는 비교적 짧은 간격으로 지구조적 환경변화가 반복적으로 일어났으며 이에 따라 특징적인 심성암체들이 관입하였음을 알 수 있다. 전반적으로는 압축력이 작용하는 활동적 대륙연변부 환경이 우세하게 작용하였으나, 세부적으로 살펴보면 압축력이 작용하는 섭입환경과 인장력이 작용하는 판내부환경이 여러 차례 반복되어 나타났다. 결론적으로 영남육괴와 옥천대는 삼첩기∼하부쥬라기의 시기에 서로 상이한 지구조환경 변화를 겪었으며, 이는 한반도 지각의 시대별 진화를 밝히는데 중요한 단서가 될 수 있다고 생각한다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권1호
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• pp.49-63
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• 2017

영남육괴 북동부에 위치하는 춘양화강암은 비알칼리계열 중 칼크-알칼리계열에 해당하는 I-type의 화강암류이며, 고알루미나질이다. 주성분원소 및 미량원소의 함량변화는 체계적인 연속성을 보이며, 일반적인 남한의 쥐라기 화강암류의 분화경향과 유사하다. 미량원소 중 유동성을 가지는 LILE (Sr, K, Rb, Ba)는 부화되어 있는 반면, 비유동성을 나타내는 HFSE 중 Ta, Nb, P, Ti의 함량은 상대적으로 결핍되어 있다. HREE에 대한 LREE의 강한 부화($(La/Lu)_{CN}=41.8-73.2$)와 Eu 부(-)이상[$(Eu/Eu^*)_{CN}=0.89-1.10$]은 남한에 분포하는 쥐라기 화강암류의 패턴과 매우 유사하다. 이러한 춘양화강암을 암체의 서쪽에 위치하며 영주저반의 대부분을 차지하는 부석심성암체와 비교하면 주성분원소 및 미량원소의 Harker 성분변화도에서 $SiO_2$ 함량에 따른 상관관계를 인지할 수 없어 두 암체는 성인적으로 무관한 별개의 암체로 사료된다. 춘양화강암은 지구조 판별도에서 화산호 환경에 도시되고 따라서 춘양화강암의 지화학적 특성을 종합해보면 쥐라기 고태평양판이 섭입하는 활동성 대륙주변부 환경에서 생성되었을 것으로 사료된다.