• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.567-577
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• 2018

우리나라에서 수막재배가 주로 이루어지는 수변지역에서는 수막재배 성수기 말기에 지하수위 하강이 심하게 나타나는 문제점이 있으며, 이러한 지하수위 하강과 지하수 자원 고갈의 문제는 인근 하천수와의 연계 특성을 고려할 때 효율적으로 해결할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 수막재배지에서의 지하수와 하천수와의 연계성 및 지하수 대수층에 미치는 하천수의 영향 범위를 논의하기 위해, 지하수의 토출온도, 지하수와 하천수의 산소 수소 안정동위원소 조성 변화 특성을 검토하였다. 연구지역은 딸기 수막재배지로 잘 알려진 논산시 광석면 왕전리 지역이며, 지하수와 하천수의 시료 채취는 2010년 2월부터 2011년 6월까지 실시되었다. 지하수의 수온 분포 패턴에 의하면, 하천수의 영향은 주로 수막재배지의 우측 부분에서 넓은 범위에 걸쳐 나타났으며, 좌측 부분은 하천 인근에서만 좁은 범위의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 수막재배지 내에서 산출되는 지하수의 산소 수소 안정동위원소 조성에서도 유사한 양상으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.321-325
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• 1997

In this paper an attempt is made to explain some of the factors controlling oxygen and hydrogen isotopic variations of precipitation in Pohang by analysing the IAEA data (1961~1976) through statistical correlations and trend observations. During this period, the values of ${\delta}^{18}O$ and D varied widely from -17.80 to +0.07‰, and from -131.9 to +7.7‰, respectively, and fall along a local meteoric water line defined by ${\delta}D=(8.05{\pm}0.32)$ ${\delta}^{18}O+(12.72{\pm}2.44)$ (n=108, ${\gamma}^2=0.86$). The ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ values of the precipitation appear to be little dependent on temperature. Although the amount effect is clearly shown in summer precipitation of 1963 and 1965, the isotopic composition of summer precipitation seems not to be greatly dependent on the amount of precipitation.

• 자원환경지질
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• 제27권3호
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• pp.219-229
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• 1994

The Sangra Pb-Zn deposit is located in the Gampo area. Most Cretaceous sedimentary rocks and Paleogene felsic intrusives in the study area have experienced intense propylitization. Such propylitization and Pb-Zn mineralization in ore veins are involved with the fluid having very low oxygen isotopic composition.Sulfurisotopic equilibrium temperature during the main Pb-Zn mineralization (late stage I) is calculated as $T=275^{\circ}{\sim}295^{\circ}C$. Oxygen and sulfur fugacity in late stage I fluid is estimated as $logfO_2=-34.4{\sim}-29.1$ and $logfS_2=-12.0{\sim}-8.2$ bars. It is inferred that the sulfur isotopic composition oflate stage I fluid was very high such as ${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}=+22.4{\sim}+22.5$‰ and the origin of sulfur was ocean water sulfate. Oxygen and hydrogen isotopic composition of water in ore-forming fluid was gradually increased and more abundantly affected by ocean water from early to late mineralization stage as follows; (late stage I) ${\delta}^{18}O_{H2O}=-7.2{\sim}-1.1$‰, ${\delta}D_{H2O}=-87{\sim}-84$‰, (stage II) ${\delta}^{18}O_{H2O}=-2.4{\sim}-0.8$‰, ${\delta}D_{H2O}=-39{\sim}-21$‰ (stage III) ${\delta}^{18}O_{H2O}=+0.7{\sim}+12.6$‰, ${\delta}D_{H_2O}=-49{\sim}-42$‰. The pH in ore-forming fluid was about 4.7 during late stage I and is thought to have been gradually decreased from late stage I to stage II mineralization.

• 자원환경지질
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• 제49권2호
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• pp.105-120
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• 2016

우리나라에서 수막재배가 이루어지는 수변지역 대부분은 성수기에 지하수위 하강과 함께 지하수 고갈 문제로 항시 어려움을 겪고 있다. 이러한 수변지역에서의 지하수 자원량 문제는 인근 하천수와의 연계 특성이 고려될 때 효율적으로 해결될 수 있다. 이 연구에서는 지하수와 하천수와의 연계성 및 지하수 대수층에 미치는 하천수의 영향을 논의하기 위해, 지하수의 토출온도, 지하수와 하천수의 산소 수소 안정동위원소 조성 변화 특성을 검토하였다. 연구지역은 딸기 수막재배지로 잘 알려진 청주시 가덕면 상대리 지역이며, 지하수와 하천수의 시료 채취는 2012년 2월부터 2014년 6월까지 실시되었다. 하천 가까이 분포하는 지하수 관정들 중 일부는 하천수의 영향 정도에 따라 측정 시기별로 용출온도의 변화가 심한 것들이 관찰되었으며, 이들의 산소 수소 안정동위원소 조성비는 대부분 하천수의 산소 수소 안정동위원소 조성비와 유사함을 보였다. 이는 지하수에 미치는 하천수의 영향이 산소 수소 안정동위원소 조성비 변화에 반영되고 있음을 지시한다. 관정 위치에 따른 공간적 변화 양상을 알아보기 위하여, 하천으로부터 우측 구릉지까지 4개의 측선을 설정하였다. 수막재배 말기인 2-3월 시기에, 하천에서 구릉지까지의 거리가 짧은 측선상의 관정들은 좁은 범위의 산소 수소 안정동위원소 조성 범위를 보인 반면에, 하천에서 구릉지까지의 거리가 긴 측선상의 관정들은 폭넓은 산소 수소 안정동위원소 조성 범위를 보였다. 연구지역에서 하천이 지하수에 미치는 영향 거리는 수막재배 말기에 최대 160~165 m 정도인 것으로 해석되었다. 이는 폭이 좁은 측선에서는 전체 거리에 해당되며, 폭이 넓은 측선에서는 전체 길이의 약 1/3 지점에 해당된다. 따라서, 폭이 넓은 측선상에서 관찰되는 넓은 범위의 산소 수소 안정동위원소 조성은 하천수의 영향 뿐 아니라 2개 이상의 대수층들간의 영향력 변화에서 기인되는 것으로 해석된다. 산소 수소 안정동위원소 조성으로 볼 때, 연구지역 내에는 3개 대수층이 존재하는 것으로 추정되며, 이들 대수층이 관정 내에 미치는 상호 영향력은 수막재배 시기별로 달라지는 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제27권4호
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• pp.345-361
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• 1994

Lens shaped titanomagnetite ore bodies in the Soyeonpyeong iron mine are embedded in amphibolites, which were intruded into Precambrian metasediments such as garnet-mica schist, marble, mica schist, and quartz schist. Mineral chemistry, K-Ar dating and hydrogen and oxygen stable isotopic analysis for the amphibolites and titanomagnetite ores were conducted to interpret petrogenesis of amphibolite and ore genesis of titanomagnetite iron ore deposits. Amphibolites of igneous origin have unusually high content of $TiO_2$, ranging from 0.94 to 6.39 wt.% with an average value of 4.05 wt.%. REE patterns of the different lithology of the amphibolite show the similar trend with an enrichment of LREE. Amphiboles of amphibolites are consist mainly of calcic amphiboles such as ferro-hornblende, tschermakite, ferroan pargasite, and ferroan pargasitic hornblende. K-Ar ages of hornblende from amphibolite and gneissic amphibolite were determined as $440.04{\pm}6.39Ma$ and $351.03{\pm}5.21Ma$, respectively. This indicates two metamorphic events of Paleozoic age in the Korean peninsula which are correlated with Altin orogeny in China. The titanomagnetite mineralization seems to have occurred before Cambrian age based on occurrence of orebodies and ages of host amphibolites. The Soyeonpyeong iron ores are composed mainly of titanomagnetite, ilmenite, and secondary minerals such as ilmenite and hercynite exsolved in titanomagnetite. The temperature and the oxygen fugacity estimated by the titanomagnetite-ilmenite geothermometer are $500{\sim}600^{\circ}C$ (ave. $550^{\circ}C$) and about $2{\pm}10^{-23}bar$, respectively. Hornblendes from ores and amphibolites which responsible for magnetite ore mineralization, have a relatively homogeneous isotopic composition ranging from +0.8 to +3.9 ‰ in ${\delta}^{18}O$ and from -87.8 to -113.3 ‰ in ${\delta}D$. The calculated oxygen and hydrogen isotopic compositions of the fluids which were in equilibrium with hornblende at $550^{\circ}C$, range from 2.8 to 5.9‰ in ${\delta}^{18}O_{H2O}$ and from -60.41 to -81.31 ‰ in ${\delta}D_{H2O}$. The ${\delta}^{18}O_{H2O}$ value of magnetite ore fluids are in between +6.4 to + 7.9 ‰. All of these values fall in the range of primary magmatic water. A slight oxygen shift means that $^{18}O$-depleted meteoric water be acted with basic fluids during immiscible processes between silicate and titaniferous oxide melt. Mineral chemistry, isotopic compositions, and occurences of amphibolites and orebodies, suggest that the titanomagnetite melt be separated immisciblely from the titaniferous basic magma.

• Ocean and Polar Research
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• 제37권2호
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• pp.141-147
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• 2015

Snow albedo can be decreased if there are any impurities on the snow surface other than the snow itself. Due to the decrease of snow albedo, melting rates of surface snow can increase, which is very crucial in climate change and hydrogeology in many parts of the world. Anthropogenic black carbons caused by the incomplete combustion of fossil fuel affect snow and tephra particles generated by geologic volcanic activities reduce snow albedo. In this study, we investigated isotopic compositions for snow covered by tephra particles and compared with this with clean snow. Isotopic compositions of snow with tephra statistically show more enriched than those of clean snow (p<0.02). This can be explained by the fact that snow becomes enriched in $^{18}O$ or D relative to meltwater as melting rates are increased. In addition, the slopes of the linear regression between oxygen and hydrogen for snow with tephra and clean snow are 6.7 and 8, respectively, and the latter is similar to that of the global meteoric water line of 8. Therefore, we can conclude that snow impurities control the isotopic compositions of snow, which is very crucial in the study of climate change and hydrogeology. To quantitatively explain these observations, melting experiments and numerical approaches are required.

• 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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• 제30권1호
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• pp.25-33
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• 1997

The purpose of this study is to examine the feasibility of using stable isotopes as a hydrologic tracer, and to elucidate the groundwater circulation system and the source of S component dissolved in thermal water of the Chonju Jukrim thermal spring district based on the O, H and S isotopic variabilities of environmental materials including bedrock, rainwater, surface water, shallow subsurface water and thermal spring water. The ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ of subsurface waters and surface water show highly restricted range and plotted on the same meteoric water line as a ${\delta}D=8{\delta}^{18}O+19$ line, and derivate from the mean annual isotopic composition of the rain water but are analogous to those of rain waters precipitated during winter season, indicating that ground waters are originated from the meteoric water and are strongly affected by the seasonal variation of air mass. Thermal spring waters are more depleted in ${\delta}^{18}O$ and ${\delta}D$ than those of shallow ground water and surface water. It can be explained by the difference of recharge area. The hydrochemical properties of subsurface waters and surface water devide into two groups: $Ca(HCO_3)_2$ type including shallow subsurface water and surface water, and $Na(HCO_3)$ type of thermal spring waters. The ${\delta}^{34}S$ values of thermal spring water show very high positive and quitely distinct from those of shallow subsurface water and surface water that are similar to those of bed rocks, indicating that sulfate dissolved in thermal spring water has not only a terrigenic origin, but also originates partially from the foreign source containing very heavy ${\delta}^{34}S$ component such as an ancient sea water. However, the presence of $H_2S$ can not be ignore the affact of the isotopic fractionation to explaine the heavy ${\delta}^{34}S$ of thermal spring water. Overall, the Oxygen and Hydrogen stable isotopes can identify the source and the circulation system of the natural waters and the S-isotopes can provide a crucial clue on tracing the dissolved material transports in the circulation system of the natural water.

• 자원환경지질
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• 제31권6호
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• pp.485-498
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• 1998

The water-rock interaction and anthropogenic contamination affecting to geochemical composition of shallow and deep groundwaters were investigated in the agricultural area of Myunggok-ri, Kongju. The shallow groundwater is classified into the chemical types of $Ca-HCO_3$ and $Ca-Cl(SO_4)$ and shows weak acid having an average pH 6.2. Deep groundwater shows the uncontaminated composition of the chemical types of $Na-HCO_3$ and Na $(Ca)-HCO_3$ with pH of 8.4~8.8. The grouping approach of chemical data of waters shows the distinguished trend between water composition influenced anthrophogenic input and water composition mainly determined by natural process such as water-rock interaction. The main anthropogenic inputs affecting chemical composition of shallow groundwater are the contaminants such as $K^+$, $NO_3{^-}$, $Cl^-$ having average values of 4.4 mg/l, 22 mg/l, 13.7 mg/l, respectively. The contaminants were probably derived from fertilizer, sweage, septic tank, and stable, etc. The hydrogen and oxygen isotopic compositions indicate that five deep groundwaters were recharged from different altitudes, and that shallow and deep groundwaters were originated from meteoric water. Tritium contents of waters suggest that deep groundwater was recharged before or just after 1950s, and that shallow groundwater is much younger than deep groundwater. The results of this study may serve as a basic data for the future study of shallow groundwater as a drinking water in agricultural area, in Korea.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권6호
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• pp.144-156
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• 2021

This study examined hydrogeological characteristics of groundwater and surface water interaction in the fresh-saline water mixed zone of East Coast lagoon area, Korea, using several technical approaches including hydrological, lithological, and isotopic methods. In addition, the fresh-saline water interface was evaluated using vertical electrical conductivity (EC) data. For this purpose, three monitoring wells (SJ-P1, SJ-P2, and SJ-P3) were installed across the Songji lagoon at depths of 7.4 to 9.0 m, and water level, EC, and temperature at the wells and in the lagoon (SJ-L1) were monitored using automatic transducers from August 1 to October 21, 2021. Isotopic composition of the groundwater, lagoon water, and sea water were also monitored in the mid-September, 2013. The mixing ratios calculated from oxygen and hydrogen isotopic composition decreased with increasing depth in the monitoring wells, indicating saline water intrusion. In the study area, the interaction of groundwater-surface water-sea water was evident, and residual salinity in the sedimentary layers created in the past marine environment showed disorderly characteristics. Moreover, the horizontal flow at the lagoon's edge was more dominant than the vertical flow.