• 자원환경지질
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• 제35권5호
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• pp.455-463
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• 2002

자료의 부족 및 육.해양을 동시에 감안해야 하는 상황으로 인하여 아직까지 한반도 중부 대륙에서 해양지역으로 이어지는 대륙연변부에서의 심부지각구조에 관한 심층적인 지구물리학적 연구는 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 중력자료를 이용하여 대륙과 해양을 잇는 대륙연변부 북위37$^{\circ}$~38$^{\circ}$, 동경128$^{\circ}$~132$^{\circ}$지역에 대한 심부지각구조를 해석하였다. WCA보정을 이용하여 해상지역의 선상중력자료에 나타나는 탐사측선상의 잡음으로 판단되는 고주파성분을 제거하고, 보정된 해상지역의 free-air 중력이상을 동일한 고도 기준면을 갖는 육상지역의 부게 중력이상과 결합하였다. 연구지역의 중력이상을 4개 지역으로 나누고, 각각의 지역에 대한 파워스펙트림 분석에 의해 산출한 모호면으로 판단되는 밀도 경계면은 한반도 내륙 부에서 대륙주변부를 지나 동해 울릉분지 쪽으로 갈수록 심도가 점점 얕아지는 양상을 보인다. 파워스펙트럼 결과에 의해 기초 모델로 설정하고 모델링을 실시한 결과, 모호면의 심도는 한반도 내륙지역에서는 약 33~35 km로 나타나고, 대륙주변부에서의 모호면의 심도는 18~28 km로서 한반도 내륙지역에 비해 얕아진다. 이와 같은 구조적 특성은 울릉분지의 주변부를 따라 나타나고 있는 중력변화에서도 잘 나타나고 있다. 울릉도 남쪽 해역에서의 모호면은 약 16~17 km로 대륙 쪽의 모호면 깊이보다 훨씬 얕다. 이와 같이 중력자료로부터 구한 지각모델의 결과는 인근 지역에서 이루어진 탄성파탐사를 통한 지각모델링 결과와 매우 유사하게 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제49권4호
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• pp.315-323
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• 2016

본 연구는 경기육괴 남서 연변부 홍성지역에 발달하는 편마암 내 돔 구조를 보고한다. 서해안 제1봉 오서산 주변으로 발달하여 오서산 돔으로 명명된 이 편마암 돔은 주로 신원생대-고생대의 정편마암 및 준편마암, 변성염기성화산암, 변성조립현무암으로 주로 구성된다. 이들 암석들은 혼성암화작용을 경험하였으며, 내부에는 부분용융에 의해 형성된 우백질(화강암질) 물질이 엽리면을 절단하거나 이에 평행한 패치 혹은 광맥의 형태로 빈번하게 관입되어있다. 오서산 돔은 전체적으로 동심 구조 및 외부를 향하는 내부 엽리를 보이나, 일부 영역에 발달하는 엽리는 복잡한 방향 변화를 보이거나 내부를 향하는 형태를 보이기도 한다. 그간 오서산 돔 내부에서 보고된 암석학적, 연대학적 정보들을 종합해보면, 오서산 돔은 후기 트라이아스기에 빠르게 상부지각으로 융기하였으며 이와 유사한 시기에 일부 부분용융작용 및 화강암의 관입을 경험하였다. 더불어 주변으로는 후기 트라이아스기의 운동동시성 화강암에 의해 관입되어 있는 확장성 전단대 및 퇴적분지 발달이 보고된 바 있다. 이러한 양상은 오서산 돔이 후기 트라이아스기 확장성 운동 및 이에 수반된 다이어퍼 상승흐름과 연관되어 형성되었을 가능성을 지시할 수 있다. 또 다른 시각에서 편마암 내 돔 구조의 발달이 후기 트라이아스기~중기 쥬라기 퇴적분지의 구조역전 과정에서 1) 충상단층 내지는 역단층에 수반되었거나, 2) 독립적인 습곡들의 상호 간섭에 의해 야기되었을 가능성 역시 배재할 수는 없다. 하지만 돔의 북측 날개부가 후기 트라이아스기 화강암에 의해 절단되어 있는 양상이나 남측 날개부가 압축변형 과정에서 재활성된 단층에 의해 절단되어 있는 양상을 미루어 보았을 때, 편마암 내 돔 구조의 발달 시기는 후기 트라이아스기 혹은 그 이전일 가능성이 높다.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.357-366
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• 2009

풍화작용은 암석의 물리적 및 화학적 특성을 변화시킬 뿐만 아니라 공학적 특성에도 영향을 미친다. 대개 풍화는 암석의 밀도 및 강도, 내부마찰각과 점착력 등을 감소시키며 이로 인해 암석으로 구성된 사면의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 풍화등급에 따른 암반 사면의 안정성을 분석하여 풍화가 사면의 안정성에 미치는 영향을 분석해 보았다. 이를 위하여 암반사면의 안정성에 가장 주요한 영향을 미치는 불연속면 시료를 풍화등급별로 채취하여 공학적인 특성의 변화를 분석하였다. 이러한 결과를 활용하여 신선한 암반으로 구성된 사면과 풍화된 암반으로 구성된 사면의 안전율을 산정하였다. 신선한 암반의 경우 안전율이 1.25로 안전한 것으로 분석되었으며 풍화된 암반의 경우 안전율이 1.0으로 계산되었다. 그러나 이렇게 산정된 안전율은 값의 분산이 심한 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각에 따라 심하게 변동되고 있어 안전율로 사면의 안정성을 정확하게 파악하기 힘든 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불연속면 거칠기 계수(JRC)와 잔류마찰각이 일정한 범위 내에 분포한다는 점에 착안하여 확률변수로 고려하였으며 확률론적 해석을 수행하였다. 확률론적 해석 결과 신선한 암반에서의 파괴확률은 25.6%로 계산되어 매우 불안정한 것으로 파악되었으며 풍화된 암반의 경우는 45.9%의 파괴확률이 획득되었다. 현장으로부터 획득된 자료들의 분산으로 인해 결정론적 해석기법은 사면의 안정성을 평가하는 데 부적절한 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.661-673
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• 2007

안성 청룡사삼층석탑의 구성암석은 대부분 편마상 복운모 화강암과 세립질 화강암으로 이루어져 있다. 이 석탑은 거의 전면에 걸쳐 나타나는 부재의 균열과 결실이 탑의 구조안정성을 위협한다. 또한 표면의 무기오염물과 다양한 서식형태를 갖는 생물침해는 석재표면의 손상을 가중시키고 있다. 따라서 이 연구에서는 석탑에 대한 종합적인 비파괴훼손도 진단을 수행하고 이를 근거로 풍화를 저감시키기 위해 최소한의 보존처리를 수행하였다. 보존처리에서는 석탑의 전면에 걸쳐 자생하는 지의류 및 생물오염물을 건식 및 습식 세정하였으며, 과거 이 석탑의 보수에 사용되었던 노화된 콘크리트를 제거하고 합성수지를 이용하여 복원하였다. 부재사이에 삽입된 부식된 철편은 티타늄 강철 합금으로 교체하였으며, 모든 공정이 완료된 후에 석질 강화처리를 실시하였다. 또한 석탑의 지반과 주위환경을 보강하고 정비하였으며 관람객에 의한 손상을 제어하기 위한 보호시설을 설치하였다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.525-535
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• 2017

조산대에 분포하는 혼성암의 노출기작은 조산운동과 관련된 암석권의 열-역학적 진화에 대한 정보를 제공한다. 본 연구는 경기육괴 남서 연변부 홍성지역에 발달하는 돔 구조(viz., 오서산 돔)의 주 구성요소인 고생대 광천편마암의 노출기작에 대한 예비 연구로서, 광천편마암의 내부 그리고 주변에서 획득한 지질구조 요소의 운동학적 특성을 다룬다. 오서산 돔의 남측과 북서측 날개부를 이루는 광천편마암의 내부 지질구조는 상부가 바깥 방향으로 내려가는 정 이동감각의 전단운동 요소를 가진다. 이는 광천편마암 및 이를 포함하는 오서산 돔이 다이아퍼 형태로 상승하였음을 지시할 수 있다. 또한 광천편마암이 속한 지구조영역을 서쪽으로 구획하는 고변형대에서 역시 상부가 아래로 내려가는 정 이동감각의 전단운동 요소가 뚜렷하게 인지된다. 기존에 보고된 (열)연대학적 자료를 고려하면 광천편마암을 포함하는 오서산 돔의 노출시기와 고변형대의 운동 시기는 경기육괴가 후 충돌 작용들에 의해 영향을 받았던 후기 트라이아스기로 해석된다. 이는 광천편마암이 트라이아스기의 후 충돌 과정으로서 확장성 요소를 가지는 고변형대의 하반에서 다이어퍼 형태로 상승 및 노출되었음을 의미한다.

• 지질공학
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• 제12권2호
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• pp.167-178
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• 2002

서울시 북동부의 서울화강암에 대한 불연속면의 특성을 수락산과 불암산 지역으로 구분하여 비교, 분석하였다. 본 연구에서는 암석의 공학적 특성 중 터널과 도로 건설시 중요하게 취급하여 측정된 요소는 다음과 같다: 1) 절리의 방향성, 2) 절리간격, 3) 절리밀도, 4) 암석의 일축압축강도. 이 중 절리의 방향성, 절리간격과 절리밀도는 선조사법, 원형조사법, 그리고 면적조사법을 이용하여 야외에서 직접 측정될 수 있는 요소이나, 암석의 일축압축강도의 측정에는 원래 암석의 시추코아 표본이 필요하지만 이번 연구에서는 간단히 응용할 수 있는 대비공식을 이용하여 계산하였다. 측정된 대표적인 절리의 방향성은 두 지역에서 모두 3조의 방향성이 나타났다. 즉 2조의 수직정방절리와 저각으로 경사하는 1조의 판상절리이었으며, 서로 매우 유사한 방향성을 갖는다. 측정된 절리밀도는 0.039-0.066/cm 이었으며, 면적조사법으로 측정된 평균절리길이는 1.30-4.52m, 평균절리간격은 10.3cm에서 최대 59,6cm로 측정된 조사선의 방향에 따라 변화가 심하다. 또한 슈미트해머 타격값에 근거한 절리면의 일축압축강도는 217 MPa에서 335 MPa로 강한 암체로 판명되었다.

• 지질공학
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• 제16권2호
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• pp.125-134
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• 2006

대수층 저류 특성을 이용하는 대수층 저장 및 회수(ASR) 기술의 현장 적용성 평가를 위해 화산암 지대인 울릉도 내에 다공성 매질인 부석층으로 이루어진 대수층을 대상으로 양수시험 및 인공수압파쇄시험을 실시하였다. 공내TV검층에서 확인된 GL-13 m와 GL-21 m의 주파쇄대 구간에서 수압파쇄실험을 각각 실시하였고, 또한 수압파쇄 전과 후로 나누어 양수시험을 수행하였다. 사전/사후 양수시험 결과, 충적층이 위치한 GL-13 m 하부에서는 수리적 연결성을 확인할 수 있었으나, 암반층 구간인 GL-21 m 하부에서는 파쇄대의 연결 상태가 다소 불량한 것으로 판단된다. 현장시험 결과를 종합해 보면, 조사지역내 인공함양 적용은 불리한 조건을 가지는 것으로 판단되나, 현장 실험이 특정한 지역에서 이루어져 있기 때문에 울릉도 전반적인 지역 내에 ASR 적용성 평가를 대표할 수 없다. 따라서 울릉도내 전반적인 ASR 적용성 평가를 위해서는 보다 광역적인 실험이 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.501-507
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• 2009

본 연구에서는 단일 벽(Single-wall) 구조를 갖는 나노크기의 속이 빈(hollow) 볼(Ball)형(NBs; Nano-balls), 짧은 길이 튜브(S-NTs; Short-fiber Nano-tubes)형 및 긴 길이 튜브(L-NTs; Long-fiber Nano-tubes) 물질을 동일한 조성 Al/Ge=1.33을 갖는 Aluminogermanate(ALGE) Precursor 최초 혼합용액의 단순한 pH 조절 과정에서 자기조합(Self-assembly)을 통해 성공적으로 합성하였다. 먼저 pH=13으로의 염기성화(Na/Al=28~30) 및 최종 pH=9 조건에서 5 nm의 균질한 크기를 갖으며, 화학조성인 Al/Ge=1.5~1.6인 속이 빈 구조의 NBs가 합성되었다. pH=13으로의 염기성화 및 최종 pH=4 조건에서는 3.3 nm 지름, 길이 15~20 nm, Al/Ge=2.6~2.8의 S-NTs가 합성되었다. 그러나 pH=9로 염기성화(Na/Al=3.8) 시킨 후 최종 pH=4조건에서는 나노-튜브의 길이가 100 nm 이상인 L-NTs가 처음으로 합성되었다. 이러한 결과는 ALGE Precursor로부터 -Ge-OH 표면에서의 $H^+$-dissociation 정도 차이, 즉, $Na^+$ 양 및 최종 pH 조건을 달리함으로써 의도하는 형태의 ALGE 나노물질 유도가 가능함을 시사한다.

• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.36-44
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• 2008

비재래형 탄화수소 자원의 하나인 치밀저류층 내의 천연가스는 중요한 탐사개발 대상이 되고 있다. 치밀가스 저류층은 가스를 배태하고 있는 저류암으로서 투수율이 0.1 md 미만인 저류층을 말한다. 치밀가스 저류층은 광범위하게 두꺼운 층으로 산출되며, 재래형의 가스 집적체와는 달리 과대압력이나 저압력의 비정상적인 압력상태로 나타나는 것이 특징이다. 재래형 가스가 구조트랩이나 층서트랩에서 산출되는 것에 비하여 치밀가스는 이들 트랩들과는 무관하게 산출되고 있다. 치밀저류층에서 가스를 생산하기 위해서는 수압파쇄(hydraulic fracturing)와 같은 인공 자극법에 의해서만 가능하다. 치밀가스 저류층의 최적 생산지역을 스위트 스폿이라고 하며, 생산성을 높이기 위해서는 지질학적 자연균열 상태를 이해하여야 한다. 친환경 연료자원으로 주목을 받고 있는 치밀가스는 탐사기술과 회수방법이 발전함에 따라서 상업적으로 생산되고 있다. 자연균열대를 가로지르는 방향으로 수평시추나 경사시추를 수행할 때 생산성을 극대화할 수 있다. 실제로 미국과 캐나다 등에서는 치밀저류층에서 많은 양의 가스를 생산하고 있으며, 생산량은 해마다 증가하고 있다. 특히, 미국의 치밀사암층에서 생산되는 가스의 경우 1990년에 미국의 총 가스 생산량의 11.1%를 차지하였지만 2005년에는 총 가스 생산량의 24.1%를 차지하고 있다. 국내 대륙붕에서도 치밀가스의 존재 가능성이 제시되고 있으며 이를 개발하기 위해서는 기존의 재래형 가스자원의 탐사 및 개발의 파라다임을 완전히 바꾸는 것이 필요하다.

• 광물과 암석
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• 제34권2호
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• pp.121-131
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• 2021

마그네슘(magnesium; Mg)은 탄산염 광물이 침전된 과거의 환경 조건을 유추하기 위한 지화학 지시자로 활용되어오고 있다. Mg를 신뢰도 높은 지화학 지시자로 활용하기 위해서는 Mg의 화학종을 근거로 한 Mg의 광물 함유 기작이 반드시 규명되어야만 하며, 관련 실험 연구들은 주로 고해상도(high resolution)의 방사광가속기(synchrotron) X-선 흡수 분광(X-ray absorption spectroscopy; XAS) 기법을 통해 Mg의 화학종을 유추한다. 그러나, Mg가 미량 함유된 광물의 XAS 스펙트럼 해석의 높은 불확실성 때문에 화학종 유추가 어려운 경우가 많다. 양자역학 밀도범함수이론(density functional theory; DFT)은 결정구조에 대한 흡수 스펙트럼을 예측할 수 있기 때문에, XAS 스펙트럼 해석의 불확실성을 줄일 수 있다. 이번 논문에서는 DFT 기반의 제일원리 내각 준위 분광법(ab initio core-level spectroscopy method)을 통해 Mg 규산염 및 (수)산화광물에 대한 Mg K-edge 흡수 스펙트럼을 계산하여 Mg의 배위 결합 환경을 나타내는 구조 인자와의 상관관계를 분석하였다. 계산 결과, DFT 계산으로 얻은 Mg 규산염 및 (수)산화물의 이론 Mg K-edge 흡수 스펙트럼은 기존 XAS 실험으로 얻어진 스펙트럼의 주요 형태를 상당 부분 재현해낼 수 있었다. 계산으로 얻은 광물의 제일원리 Mg K-edge 흡수 스펙트럼의 흡수-끝(absorption edge)과 평균 Mg-O 결합거리 및 Mg 유효배위수를 비교 분석한 결과, 약한 양의 상관관계를 보여주었다. 이번 연구 결과는 DFT 계산이 다양한 광물 내 Mg의 화학종에 대한 표준 스펙트럼 세트를 제공할 수 있는 강력한 도구임을 보여주며, 추후 탄산염 광물에 함유된 정확한 Mg의 화학종을 동정하는데 DFT 계산이 큰 역할을 할 수 있음을 제시한다.