• 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.

• 자원환경지질
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• 제33권1호
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• pp.19-30
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• 2000

The Sannae-Eonyang granitic rocks are a large fossil hydrothermal system containing the Sannae Mo-W fissure-vein type and the Eonyang amethyst deposits in the southeastern Kyongsang Basin. They evolved through similar stages showing the similarities in chemical and mineralogical compositions, fractionation trends and early magmatic fluids. Major, trace and rare earth element(REE) variations can be accounted for fractional crystallization combined with variable degrees of metasomatism. Based on the aqueous fluids exsolved directly from the crystallizing melt, the Sannae-Eonyang granitic rocks were emplaced at similar depth or pressure conditions. High temperature fluid interaction with the granitic rocks affects the elements such as K, Na, Rb, Ba, Sr, Eu, and heavy REE (HREE) mostly through feldspar re-equilibration. Although hydrothermal fluids produced partly positive Eu anomalies and HREE depletion in the granitic rocks at the Sannae Mo-W mine, the chemical concentrations defining fractionnation trends have survived the effects of alteration. Aqueous fluids exsolved from the crystallizing melt appears to be widespread, whereas fluids of moderate to low salinity and low-density with relatively high homogenization temperatures and $Co_2$-rich fluids appear to be mainly restricted and responsible for Mo-W and amethyst mineralization, respectively. Hydrothermal system of the Sannae-Eonyang granitic rocks represents repeated fluid events; from exsolution of aqueous fluids from the crystallizing melt, through fluid immiscibility and meteoric convection to later mineralization.

• 암석학회지
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• 제10권3호
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• pp.190-201
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• 2001

동위원소희석법은 스파이크(농축 동위원소)를 사용하여, 질량분석기에서 얻어지는 각 원소들의 동위원소 스펙트럼을 비교함으로써 정량화하는 방법으로서, 현재까지 개발된 정량분석 방법 중 가장 정확한 방법이다. 특히 열이온 질량분석기(Thermal Ion Mass Spectrometer)를 이용한 동위원소희석법은 현재까지 알려진 분석방법 중 가장 신뢰도가 높은 결과(1% 이내의 정도까지 가능함)를 얻을 수가 있다. 동위원소회석법에 의해 정량분석을 하고자 할 때, 가장 중요한 요인중의 하나로서 스파이크(농축 동위원소)의 선택이다. 회토류원소의 복합 스파이크용액을 만들 때의 개개의 회토류원소의 스파이크는 $^{138}$ $La^{142}$ , $Ce^{145}$ /Nd, $^{149}$ /, $Sm^{151}$ , $Sm^{151}$Eu, $^{157}$ Gd, $^{163}$ Dy, $^{167}$ Er, $^{171}$ , $Yb^{176}$ Lu를 많이 쓴다. 이 동위원소희석법에 의한 정량분석이 가장 유용하게 쓰여지고 있는 지구화학적 연구분야는 암석이나 광물의 연대를 측정하고자 할 때의 관심원소의 정량 및 자연계시료의 회토류 원소의 미세구조를 들 수가 있다. 특히 희토류원소의 테트라드 효과를 연구하고자 할 때, 이 동위원소희석법은 아주 효과적인 방법이다.

• Ocean and Polar Research
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• 제41권3호
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• pp.169-181
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• 2019

The purpose of this study is to develop geochemical tracers to identify a specific source desert of mineral dust in China using the published data. In addition, we tested the applicability of these tracers to wet-deposits and soil samples collected in Jeju, Korea. Because of similarity in trace elemental compositions of mineral dust from the major arid regions in China, such as Taklimakan, West Ordos (Badain Jaran), East Ordos (Mu Us and Hobq), East Northern China (Horqin), West Northern China (Gurbantunggut), and Chinese Loess Plateau, there has been limited to the use of geochemical data for source identification. Here we propose the four (4) plots using combination of seven (7) geochemical variables as a source indicator to distinguish one from other source regions in China: $\frac{Y}{Tb_N}$ vs. $\frac{Th}{{\Sigma}REE_N}$, $\(\frac{La}{Gd}\)_N$ vs. $\frac{Y}{{\Sigma}REE_N}$, $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\frac{Y}{Nd_N}$, and $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\(\frac{Ce}{Ce}\)_N^*$, where $_N$ and $\(\frac{Ce}{Ce}\)_N^*$ stand for values normalized to Post-Archean Average Shale composition and Ce anomaly, respectively. Mineral dusts from aforementioned six major deserts are distinguished one from the others by the combined use of these variables. Jeju rock and soil samples form a separate domain from Chinese mineral dusts in all four plots. In contrast, most of Jeju dust samples were comparable with the West Ordos desert (Badain Jaran) domain, indicative of strong influence of Badain Jaran dust in Jeju in spring season when the mineral dust was collected. A weak positive Ce anomaly in Jeju samples implies minimal local contribution. Our study suggests that the combination of $\frac{Y}{Tb_N}$ vs. $\frac{Th}{{\Sigma}REE_N}$, $\(\frac{La}{Gd}\)_N$ vs. $\frac{Y}{{\Sigma}REE_N}$, $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\frac{Y}{Nd_N}$, and $\frac{Th}{Tb_N}$ vs. $\(\frac{Ce}{Ce}\)_N^*$ can be used to identify a specific source region of mineral dust in China as well as Jeju mineral particles.

• 한국지구과학회지
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• 제43권2호
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• pp.303-311
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• 2022

자기공명영상(MRI) 장비의 조영제로 흔히 사용되는 가돌리늄(Gd)은 매우 안정된 상태로 하수처리과정에서 거의 제거되지 않고 수환경으로 유입된다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 세 가지의 공법으로 하수처리를 하는 부산 수영 하수처리장에서 채취한 하수 시료의 공정별 용존 희토류 원소의 제거율 및 수환경으로 배출되는 인위적 기원 Gd(Gd_anth)의 배출량을 평가하고자 하였다. 용존 희토류 원소는 공정별 처리 단계에 따라 무거운 희토류 원소(Tb-Lu)에 비해 가벼운 희토류 원소(La-Eu)에서 농도가 감소하는 경향을 보였다. 또한 일부 시료에서 나타난 음의(negative) Sm anomaly (<1)는 생물학적 제거 과정에서 Sm이 입자나 인산염과 흡착되어 함께 제거되었을 가능성을 시사한다. 모든 시료에서 양의(positive) Gd anomaly (149±50, n=9)를 보였으며, 공정별로 측정된 Gd의 총 농도 중 Gd_anth은 약 97% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 이는 하수처리과정에서 Gd_anth 이 거의 제거되지 않고 수영강 하류로 배출된다는 것을 의미한다. 일별 처리용량을 고려하여 각 공정에서 배출되는 Gd_anth의 배출량은 259 mmol/day로 추정할 수 있다. 본 연구의 결과는 하수처리장을 통해 수영만 연안으로 Gd_anth이 지속적으로 배출될 것으로 예상되며, 향후 Gd의 중장기적인 관측이 필요함을 시사한다.

• 암석학회지
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• 제27권2호
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• pp.85-96
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• 2018

옥천변성대의 북서부에 위치하는 충주 어래산지역은 신원생대 계명산층과 중생대 화성암류가 분포하고, 계명산층 내에 희토류 광화대가 보고된 바가 있다. 이 논문에서는 희토류 광체의 기원암과 그 분포 및 특성을 파악하기 위해 암상구분에 의한 상세한 지질도를 작성하고, 구성암류의 방사능 값을 측정하였다. 그 결과 신원생대 계명산층의 주요 암상은 변성이질암, 화강암질편마암, 함철규암, 변성심성산성암(호상형, 세립형, 함염기성형, 조립형), 변성화산산성암 등으로 구성되어 있고, 이를 관입하는 중생대 화성암류는 페그마타이트, 흑운모화강암, 반려암, 섬록암, 염기성 암맥 등으로 구분된다. 계명산층의 구성암류는 주로 동북동 방향의 대상분포를 보이고, 함염기성형 변성심성산성암의 분포는 이전 연구자에 의해 작성된 희토류 광체의 분포와 매우 유사하다. 그리고 중생대 흑운모화강암은 기존 연구결과와 달리 어래산지역의 전역에 광범위하게 분포한다. 또한 함염기성형 변성심성산성암은 연구지역의 구성암류 중에 가장 높은 방사능 값의 범위(852~1217 cps)와 평균값(1039 cps)을 보인다. 노두별 방사능 값의 최대 밀도를 보이는 분포영역은 또한 함염기성형 변성심성산성암의 분포 영역과 일치한다. 이는 함염기성형 변성심성산성암이 희토류 광체의 기원암일 가능성을 지시한다.

• 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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• 제28권4호
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• pp.299-306
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• 2019

우리나라 선사시대 유적지 중 하나인 연천 삼거리에서 출토된 흑요석제 석기에 대한 산지를 유추해 보았다. 삼거리 흑요석제 석기에 포함된 미세결정 중 산화광물과 휘석은 연정 내지 포이킬리틱 조직을 보이며, 휘석의 미세결정은 그 조성이 헤덴버자이트 내지 오자이트의 조성을 가진다. 기질에 대한 주성분 산화물의 함량에서 삼거리 흑요석제 석기는 좁은 범위의 일정한 값을 나타내며 SiO₂ 함량이 73.8~75.5 wt.%의 산성의 유문암 조성을 나타낸다. 기질의 희토류원소 함량 역시 일정하며 뚜렷한 Eu 음의 이상을 보인다. 삼거리 흑요석제 석기의 이러한 광물학적 및 지구화학적 특징을 우리나라 주변 흑요석 대표 산지인 백두산과 일본 규슈의 흑요석과 비교해 보았을 때, 흑요석제 석기의 원석이 백두산에서 유래되었을 가능성이 크다.

• 자원환경지질
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• 제29권6호
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• pp.689-698
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• 1996

The coal-bearing metapelites from the Hoenam area are interbedded within the Ogcheon Supergroup, which are composed mainly of graphite, quartz, muscovite and associated with trace amount of biotite, chlorite, pyrite, rutile and barite. Although the formation was mined for coal, and the contents of V, U and Mo are a higher grade in coal formations than the host metapelites. The ratios of Al/Na and K/Na in coal formation are very heterogeneous and wide range from 10.28 to 90.91 and from 3.73 to 36.60, respectively. The V content increase with increasing Al and Ba contents, but the U and Mo are not related with other elements. Those are suggested that controlled of mineral compositions in coaly metapelites due to substitution, migration and reequilibrium of elements by regional metamorphism. These coal formation were deposited in basin of marine environments and the REE of these rocks are not influenced with metamorphism and hydrothermal alterations on the basis of Al content versus La, La against Ce, the ratios of La/Ce (0.23 to 0.73) and Th/U (0.03 to 16.6). These rocks also show much variation in $La_N/Yb_N$ (0.53 to 14.19), Th/Yb (0.51 to 6.00) and La/Th (0.15 to 18.92), and their origin is explained by derivation from a mixture of sedimentary and metasedimentary rocks. The wide range in trace and REE element characteristics as Co/Th (0.07 to 3.00), La/Sc (0.04 to 23.48), Sc/Th (0.06 to 7.57), V/Ni (2 to 3319), Cr/V (0.03 to 1.06) and Ni/Co (1.00 to 79.85) of these coaly metapelites argues for inefficient mixing of the various source lithologies during sedimentation.

• 암석학회지
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• 제20권4호
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• pp.207-217
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• 2011

이 논문에서는 영남육괴 북동부에 위치한 덕구온천지역 주변 우백질 화강암의 주성분조성, 희토류원소를 포함한 미량원소의 함량 그리고 Sm-Nd과 Rb-Sr 동위원소비를 토대로 덕구지역 주변에 분포하는 우백질 화강암의 생성시기, 조구조 환경과 중국대륙과의 연관성에 대해 토의하였다. 희토류원소 분포도는 Eu의 이상과 분포도의 형태에 따라 3종류로 분류되며, $SiO_2$의 함량과도 연관성이 깊다. 이와 같은 특성은 동일기원 마그마내 장석의 분화과정에 의한 것임을 지시해주는 것이다. 영남육괴 북동부의 덕구지역 주변 우백질 화강암의 Rb-Sr 및 Sm-Nd의 등시선 연대는 각각 $1,735{\pm}260Ma$ ($^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기치 = $0.702{\pm}0.046,\;2{\sigma}$), $1,785{\pm}180Ma$ ($^{143}Nd/^{144}Nd$ 초기치 = $0.51003{\pm}0.00016,\;2{\sigma}$; ${\varepsilon}_{Nd}(T)=-5.9$)로서, 초기 ${\varepsilon}_{Nd}$ 값은 우백질 화강암의 마그마가 지각 물질로부터 기원되었음을 지시해준다. 특히 초기 $^{143}Nd/^{144}Nd$ 비를 토대로 한 한반도의 선캠브리아기 기반암과 중국내 북중국지괴 혹은 남중국지괴와의 비교에서는, 영남육괴의 선캠브리아기 기반암은 북중국 지과와 유사한 Nd 동위원소 지구화학적 특성을 갖는 기원물질로부터 유래되었음을 지시해준다.