• 자원환경지질
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• 제44권1호
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• pp.37-48
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• 2011

국내에서 유통되는 산업원료물질 중 모나자이트, 인회석, 저어콘, 보오크사이트, 티탄철석 등은 천연방사성핵종을 함유한 원료광물로서 '자연기원방사성물질 (NORM)'에 속한다. 이러한 원료광물을 사용하여 제조된 제품, 반제품, 부산물 또는 폐기물이 원료광물보다 천연방사성핵종의 농도가 증가된 물질은 '인위적으로 농축된 자연기원방사성물질 (TENORM)'로 분류한다. 인산비료를 제조하는 남해화학(주)에서 사용하는 인회석은 NORM에. 부산물로 생산되는 인산석고는 TENORM에 해당된다. 이와 같은 NORM을 대량 사용하는 사용시설인 남해화학(주) 내부 및 주변 지역 지질환경에 대한 영향평가가 필요하다. 이러한 배경에서 이 공장 내부 및 주변 지역의 지질특성, 토양에 대한 광물학적 및 지화학적 분석을 수행하여 향후 관리를 위한 과학적인 기초자료를 제공하고자 한다. 남해화학(주) 공장 내부 및 인근 지역 토양의 광물조성은 석영, 장석, 운모, $14{\AA}$광물, 고령토, 각섬석 등 모암으로부터 유래된 광물조성과 석고, 인회석 등 석고 야적장에서 유래된 광물조성으로 혼화되어 있다. 이 지역 토양의 평균 U 함량은 4.6 ppm, Th 함량은 10 ppm으로서 지각의 평균 함량과 거의 유사하다. 토양의 $^{40}K$의 농도는 191-1,166 Bq/kg, $^{226}Ra$의 농도는 15.6-710 Bq/kg이고 $^{232}Th$의 농도는 17.4-72.7 Bq/kg으로서 극히 높은 핵종 농도는 보이지 않으나 상대적으로 높은 $^{226}Ra$ 농도는 인산석고 적재장에서 뚜렷이 확인되며 $^{232}Th$ 농도가 높은 지점은 공장 동편 도로변 및 산체에서 잘 확인된다. 토양시료의 외부위해지수 범위는 0.24-2.01이며 평균 0.54로서 전체적으로는 위해 기준치로 제시되는 1.0 이하이지만 일부 지점에서는 1.0 이상이다.

• 자원환경지질
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• 제17권3호
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• pp.179-195
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• 1984

쥬라기(紀) 대전복운모화강암(大田複雲母花崗岩)과 논산화강섬록암(論山花崗閃綠岩)은 Syntectonic 칼크-알카라인 subsolvus 화강암류(花崗岩類)에 속(屬)한다. 본(本) 화강암류(花崗岩類)들은 CaO, $Al_2O_3$, LIL/HFS 원소비(元素比), 전(全) REE 함량(含量)과 ($^{87}Sr/^{88}Sr$) 초생치(初生値)가 높고 Eu 루상치(累常値)가 거의 없으며 HREE[(Ce/Yb)N=20~120]와 Y함량(含量)이 낮은것은 선(先)-캠브리아기(紀) Granulite(예(例) ; 회색편마암(灰色片麻岩))의 부분용융(部分熔融)에 의(依)하여 형성(形成)된 것으로 사료(思料)된다("S-type"). 특(特)히, 희토류원소(稀土類元素)의 분석결과(分析結果)에 의(依)하면 본(本) 화강암류(花崗岩類)가 형성(形成)되는 과정(過程)에서 hornblende와 garnet가 근원암(根源岩)(선(先)-캠브리아기(紀) Granulite)으로 부터 분리(分離) 용융(熔融)되지 않고 residue로 남았으며, 또한 장석(長石)은 부분용융(部分熔融)에 의(依)하여 형성(形成)된 magma내(內)에서 분결(分結)(fractionation)되지 않고 incompatible behaviour를 취(取)했음이 밝혀졌다. 이들 두 화강암류(花崗岩類)는 희토류원소(稀土類元素)의 분포상(分布相)에 있어서 거의 동일(同一)하지만, 그들의 광물조성(鑛物組成) 및 주원소(主元素)등의 차이(差異)는 근원암(根源岩)의 부분용융(部分熔融) 과정중(過程中) 용융비율상(熔融比率上)의 차이(差異)때문이다. 즉(卽), 대전복운모화강암(大田複雲母花崗岩)은 논산화강섬록암(論山花崗閃綠岩)에 비(比)하여 "낮은 비율(比率)"로 부분용융(部分熔融)되어 형성(形成)된 것으로 생각(生覺)된다. 근원암(根源岩)이 부분용융(部分熔融)될 수 있는 열원(熱源)은 microcontinental collision과 basement 재활성화(再活性化)에 따라 옥천지향사(沃川地向斜)가 closing 되는 지각변동(地殼變動)에 의(依)하여 공급가능(供給可能)할 것이다. 특(特)히, 대보조산운동(大寶造山運動)에 수반된 광역변성작용시(廣域變成作用時) 운모(雲母)와 같은 함수광물(含水鑛物)들의 탈수작용(脫水作用)에 의(依)하여 생성(生成)된 수분(水分)은 부분용융(部分熔融)을 더욱 용이(容易)하게 했다. 각(各) 화강암체내(花崗岩體內)에 함유(含有)된 퍼시틱 알카리-장석(長石)들의 Exsolution 온도(溫度)가 대체(大體)로 작은 변화폭(變化幅)을 가지는 것은 화강암류(花崗岩類) 매입시기(買入時期)에 주위모암(母岩)들도 열류량(熱流量)이 높은 지역(地域)에 위치(位置)해 있었으며, 그후(後) 화강암류(花崗岩類)와 함께 천천히 영각되었기 때문인 것으로 사료(思料)된다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.565-583
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• 2020

최근 생활용품 및 건축자재 등에서 검출된 자연 방사성 물질로 인해 사회적으로 다양한 문제가 발생하고 있으며, 이는 조속히 해결해야 될 사회현안으로 대두되고 있다. 우리나라에서도 토양이나 지하수 내 중금속 및 우라늄, 라돈 등의 자연방사성 물질에 대해서 환경부에 의해 지난 20년 이상 장기간 조사된 바 있고, 토양과 지하수 내 자연방사성 물질의 기원이 암석-성인-변형적 특성 등의 지질학적 요인들과 밀접한 상관관계를 보여주는 것으로 추정되고 있지만, 기반암, 기반암 상부토양 및 지하수가 발달한 단층계 내 자연방사성 물질의 국가배경농도가 수립되어 있지 않아 정확한 지질학적 상관관계 규명이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 국내 현생 심성암류의 성인과 천연 방사성(라돈, 우라늄, 토륨 등)물질 농도와의 상관관계에 대한 예비 연구를 수행하였다. 현생 심성암류 중 알칼리 화강암류(섬장암, 몬조니암, 몬조섬록암 및 알칼리화강암)는 높은 마그마 온도와 고알칼리성의 경향 때문에 U, Th, Zr, REE 및 Nb 등이 부화되는 특징을 보여주어 높은 U과 Th 농도를 가진다. 지각물질의 혼합에 의해 고분화된 화강암류(우백질 화강암, 복운모화강암, 고알루미형질 S-type 화강암 및 페그마타이트)는 고분화되지 않은 일반 화강암류(섬록암, 화강섬록암 및 화강암)보다 U, Th 및 K+Na이 더욱 부화되는 경향을 보여준다. 고알칼리성 화강암류들은 주로 판내부의 열개환경, 대륙충돌 조산작용과 해양판의 대륙판 아래 섭입 이후에 일어나는 확장환경에서 생성된다. 반면에 우리나라에서 주로 산출되는 아알칼리성 캘크알칼리 화강암류는 해양판의 대륙판 밑으로의 섭입에 의한 호환경에서 주로 생성된다. 결과적으로 국내 현생 심성암류의 U, Th 및 K 함량변화는 지구조 환경에 의한 암석성인과 밀접한 연관성을 가지는 것으로 추정되며, 현생화강암류 대한 감마분석 자연방사성 핵종(²²⁶Ra, ²³²Th 및 ⁴⁰K) 예비 결과들은 고알칼리성과 고분화된 화강암류에서 높은 값을 보여준다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.277-289
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• 2006

황토와 황토 구성 물질 중 철과 알루미늄 함량을 지배하는 점토광물과 철산화광물을 주성분으로 하는 광물약에 대한 적조제거 효율을 조사하여 유효성분을 탐색하였다. 적조생물의 구제효과실험은 $F_2$배지 내에서 배양한 C. polykrikoides에 황토와 광물약을 10 g/L 기준으로 살포하고, 0, 10, 30 및 60분의 시간별로 살아있는 개체수를 광학현미경을 이용하여 3회 이상($3{\sim}5회$) 계수하였으며, 동일한 실험을 3번 반복하여 그 값의 평균 백분율(%)로 표시하였다. 황토의 적조구제효과 실험결과, 5종의 황토 중 철과 알루미늄 함량이 가장 높은 A 황토의 적조구제효율이 99%(60분 경과)로 가장 높게 나타났다. 점토 함유 광물약 중 적석지가 60분경과 시 92%의 제거효율로 가장 높은 구제효율을 보였으며, 감토(91%)>백석지(89%)>수운모(81%) 순의 제거효율을 보인다. 철함유광물약 중 미립의 토상 대자석이 30분 경과 시 100%, 우여량은 60분경과 시 95%의 높은 제거효율을 보인다. 특히 미립의 토상 대자석은 황토의 10%인 1 g/L 투여 시에도 60분 경과 시에 100%의 높은 제거효율을 나타내었다. 또한, 적조 구제기작은 흡착-팽창-연쇄군체 분리-살조로 구분될 수 있다.

• 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.

• 암석학회지
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• 제28권1호
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• pp.25-38
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• 2019

옥천벨트와 영남육괴의 경계부에 위치하는 것으로 알려져 있는 무주-설천 지역은 시대미상 내지 선캠브리아기 변성암류[호상흑운모편마암, 변성퇴적암류(흑색천매암, 운모편암, 결정질석회암, 규암), 화강암질편마암, 각섬암], 중생대 퇴적암류와 화성암류로 구성되어 있다. 이 연구에서는 주요 변형된 암석구조의 기하학적 운동학적적 특성과 중첩된 변형구조들의 선후관계로부터 무주-설천 지역 변성암류의 변형단계별 구조적 특성을 규명하고, 기존에 보고된 연대학적, 지화학적, 구조지질학적 자료와 함께 옥천벨트와 영남육괴 사이의 경계 위치를 고찰하였다. 연구지역의 지질구조는 적어도 네 번의 변형단계(Dn-1, Dn, Dn+1, Dn+2 변형)를 걸쳐 형성되었다. Dn-1 변형은 광역엽리 Sn이 형성되기 이전에 발생하여 Fn 습곡에 의해 습곡되는 Sn-1 엽리를 형성시켰다. Dn 변형은 광역엽리 Sn을 형성시킨 변형작용이다. Sn 엽리는 변성암류의 대상 분포 방향과 일치하는 북동 방향으로 우세한 방향성을 보인다. Fn 습곡축이 신장선구조의 방향과 일치하는 A-형습곡 내지 칼집습곡은 결정질석회암에서 노두규모로 종종 관찰된다. Dn+1 변형은 광역엽리 Sn을 습곡시키는 변형작용으로 북북서~남북 방향의 압축응력 하에서 발생하여 동북동~동서 방향의 Fn+1 습곡을 형성시켰다. 광역엽리 Sn은 주로 Fn+1 습곡작용에 의해 재배열되어, 분산된 Sn 엽리의 극점배열의 파이-축의 방향성은 Fn+1 습곡축의 우세한 방향성과 거의 일치한다. Dn+2 변형은 Sn 엽리와 Sn+1 엽리를 습곡시키는 변형작용으로 동서 방향의 압축응력 하에서 발생하여 남북 방향의 Fn+2 개방습곡을 형성시켰다. 그리고 이러한 네 번의 변형작용은 무주-설천 지역의 옥천벨트와 영남육괴에서 모두 관찰되고, 무주-설천 지역에서 이들 지체구조구를 구분할 수 있는 구조적 특성과 차이점은 관찰할 수 없었다. 지화학적 자료와 연대학적 자료에 따르면, 무주-설천 지역 일대 변성암류의 형성시기 내지 변성시기는 중기~후기 고원생대이다. 이는 이 지역에서 산출되는 결정질석회암은 적어도 중기 고원생대 이전에 퇴적되었음을 지시하고, 이러한 퇴적시기는 최근에 보고된 옥천누층군의 지질시대(신원생대~후기 고생대)와 다르다. 따라서 지금까지의 연구결과를 고찰해 볼 때, 무주-설천 지역에서 결정질석회암을 포함하는 변성퇴적암류를 시대미상의 옥천층군으로 추정하여 설정된 옥천벨트와 영남육괴 사이의 지체구조구 구분은 재고될 필요가 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제6권1호
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• pp.35-52
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• 1973

우리나라 전작물(田作物)의 저위생산성의 원인(原因)과 그 대책(對策)을 토양학적(土壤學的)인 면(面)에서 추궁(追窮)함에 있어 우선(于先) 현재경작(現在耕作)이 많이 되여 있고 또 앞으로 개발(開發)의 가능성(可能性)을 가진 저구릉(低丘陵), 산록(山麓) 및 대지(臺地)의 적황색토(赤黃色土)에 대(對)하여 현재(現在)까지 밝혀진 조사(調査) 결과(結果)를 종합(綜合)하였으며 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 적황색토(赤黃色土)는 우리나라 남부(南部)를 비롯하여 중부이북(中部以北)의 저구릉(低丘陵), 산록(山麓) 및 대지(臺地)에 분포(分布)하고 있으며 화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩)을 비롯한 석회암(石灰岩), 혈암(頁岩) 그리고 홍적층(洪積層) 등(等)을 모재(母材)로 하고 있다. 2. 적황색토(赤黃色土)는 A, Bt, C층(層)으로 되여 있다. A층(層)은 유기물(有機物)이 엷게 덮여서 암색(暗色)을 띄우는 양질(壤質), 식양질(埴壤質)이며 Bt층(層)은 진갈색(眞褐色), 적갈색(赤褐色), 황적색(黃赤色)의 식질(埴質) 혹은 식양질(埴壤質)로서 토괴표면(土塊表面)에 점토피막(粘土皮膜)이 형성(形成)되여 있다. C층(層)은 모재(母材)에 따라 다양다색(多樣多色)하며 Bt층(層)에 비(比)하여 토성(土性)이 거칠고 토양구조(土壤構造)의 발달(發達)이 없다. 토양(土壤)의 깊이는 지형(地形) 모재(母材)에 따라 다르나 대부분(大部分)이 100cm 이내(內外)이다. 3. 적황색토(赤黃色土)의 물리적성질(物理的性質)에 있어 점토함량(粘土含量)은 표토(表土)에서 18~35% 심토(心土)에서 30~90%로서 심토(心土)의 점토함량(粘土含量)은 표토(表土)에 비(比)하여 약(約) 2배(倍) 내외(內外)가 된다. 가비중(假比重)은 표토(表土)에서 1.2~1.3심토(心土)에서 1.3~1.5 그리고 삼상(三相)의 분포(分布)는 표토(表土)에서 고상(固相) 45~50 액상(液相) 30~45, 기상(氣相) 5~25, 심토(心土)에서 고상(固相) 50~60, 액상(液相) 35~45, 기상(氣相) 15미만(未滿)으로 대부분(大部分)이 치밀(緻密)하다, 유효수분범위(有効水分範圍)는 비교적(比較的) 좁아서 표토(表土)에서 10~23%, 심토(心土)에서 5~16% 범위(範圍)이다. 4. 적황색토(赤黃色土)의 화학적성질(化學的性質)에 있어 토양반응(土壤反應)은 모재(母材)에 따라 달라서 석회암(石灰岩) 및 구하해혼성퇴적(舊河海混成堆積)을 모재(母材)로한 토양(土壤)에서는 중성(中性) 급지(及至) 염기성(鹽基性) 그밖의 토양(土壤)에서는 산성(酸性) 급지(及至) 강산성(强酸性)을 띠운다. 표상(表上)의 유기물함량(有機物含量)은 식생(植生), 침식(侵蝕), 경종(耕種) 등(等)에 따라서 차(差)가 크며 1.0~5.0% 범위(範圍)에 있다. 염기치환용량(鹽基置換容量)은 5~40me/100gr이며 이는 유기물(有機物), 점토(粘土), 미사함량(微砂含量) 등(等)과 밀접(密接)한 관계(關係)를 가지고 있다. 치환침출염기(置換浸出鹽基)는 용탈(溶脫)되여서 염기포화도(鹽基飽和度)가 대체(大體)로 낮지만 석회암(石灰岩)에 기인(基因)된 토양(土壤)에서는 석회(石灰), 마구네슘함량(含量)이 높아서 염기포화도(鹽基飽和度)도 높다. 5. 적황색토(赤黃色土)의 점토광물(粘土鑛物)은 대부분(大部分)이 Kaolin 광물중(鑛物中)의 하나인 Halloysite와 운모(雲母)의 풍화생성물(風化生成物)인 Vermiculite, Illite를 주광물(主鑛物)로 하고 있으며 소량(少量)의 Chlorite, Gibbisite, Hematite 혼층광물(混層鑛物)과 1차(次) 광물(鑛物)인 석영(石英) 및 장석(長石)이 존재(存在)한다. 6. 적황색토(赤黃色土)는 미국(美國)의 Red-yellow podzolic Soils 및 Reddish Brown Lateritic Soils의 일부(一部) 그리고 일본(日本)의 적황색토(赤黃色土)와 유사(類似)한 특성(特性)을 가진다. 미(美)7차(次) 시안(試案)에 의(依)하면 적황색토(赤黃色土)는 Udults 및 Udalfs 그리고 FAO 분류안(分類案)에 의(依)하면 Acrisols, Luvisols 그리고 Nitosols로 분류(分類)할 수 있다.