• 해양환경안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.468-475
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• 2019

엔드라인 폭연방지기는 수직 환기장치에 폭연방지와 함께 대기방출을 하도록 한다. 엔드라인 폭연방지장치는 선박과 같은 산업현장의 다양한 분야에 적용된다. 폭연방지기에서 스프링은 스프링 부하와 스프링의 탄성이 후드 개방 모멘트를 결정하므로 필수 부품이다. 더욱이, 장치 내 스프링은 고온의 상태에서도 작동해야 한다. 따라서, 폭연이 나타나기 시작할 때 스프링의 기계적 하중과 탄성을 분석할 필요가 있다. 이 연구에서는 엔드라인 폭연방지기의 작동 프로세스의 시뮬레이션을 기반으로 열 및 구조해석을 수행하으며, 스프링의 3차원 모델은 CFD 시뮬레이션을 이용하였다. CFD 해석은 FEM 시뮬레이션 값을 입력하여 스프링 구조를 분석한다. 본 연구에서는 스프링 부하의 43 kg, 93 kg 및 56 kg 세 가지 경우 즉, 150 mm 스프링 디플렉션에 부합하도록 집중적으로 관찰하였다. 결과적으로, $1,000^{\circ}C$ 가열조건 하에서 5분 후에 스프링 부하가 10 kg 감소했다. 시뮬레이션 결과는 연소 시간 변화에 따라 스프링의 부하와 탄성을 예측하고 추정할 수 있었다. 또한, 연구의 결과는 폭연방지기의 제조자들에게 역화방지장치뿐만 아니라 스프링의 설계를 최적화하기 위한 참고 자료로 활용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.638-643
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• 2021

농업분야를 비롯한 식품산업 등 다양한 산업에서 사용되고 있는 오일은 기능성 화장품 개발에도 주요한 원료로 사용되고 있다. 오일은 산소나 빛, 습기 또는 고온에 노출되면 화학적으로 불안정하고 산화되기가 쉬운 특징이 있어 이러한 환경에 그대로 노출되지 않도록 캡슐화하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 오일보다 밀도가 큰 냉매 안에 오일을 주입하면, 오일과 냉매의 밀도차로 인한 부력에 의해 오일이 떠오르면서 오일을 캡슐화 할 수 있는데, 본 연구에서는 이러한 방식의 오일 캡슐레이션 장비를 개발함에 있어 오일 캡슐화의 최적의 장비 구동조건을 찾기 위하여 다상유동에 대한 전산해석을 이용하여 오일 캡슐레이션 현상을 모사하였다. 냉매로는 물이나 세럼(Serum)을 이용할 수 있는 데, 상대적으로 점도가 상당히 작은 물을 냉매로 사용했을 경우는 오일과 물을 지속적으로 주입시키는 방식으로 장비를 구동하더라도 오일액적이 잘 생성됨을 알 수 있었으나, 점도가 매우 큰 세럼을 냉매로 사용했을 경우는 오일이 액적의 형태로 노즐에서 이탈되지 않고 길게 늘어지는 양상을 나타냈다. 세럼을 냉매로 이용한 경우는 오일을 연속으로 주입시키는 방법 대신 짧은 순간 빠르게 주입한 후 얼마의 시간동안 주입을 멈춰 부력에 의해 오일액적을 노즐로부터 이탈시키는 방법을 이용하면 오일액적 생성이 가능함을 알 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.228-233
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• 2022

본 연구는 수중 무인 이동체의 장기 운용을 위한 전기 에너지의 생성을 위하여 상변화물질(PCM)을 활용하는 방안에 대한 실험적 연구이다. 상변화물질이 온도에 따라 고체와 액체의 상태로 변하면서 발생하는 부피의 변화가 한정된 공간에서 고압으로 변환되어 이를 통해 유체의 흐름을 만들어 발전하는 방식이다. 상변화물질로 해양의 온도를 고려하여 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 사용하였으며, 고체상태인 저온(1℃~2℃)과 액체 상태인 고온(21℃~25℃)에서 부피 변화를 압력으로 변환 시켜주는 전기 에너지 생성 장치를 제작하여 전기 에너지 생성 실험을 수행하였다. 실험 결과, 상(Phase)변화에 따른 압력 변화는 1시간에서 2시간 사이에 급격히 발생하였으며, 4시간 이후에는 약 24MPa 정도의 압력을 유지하였다. 이를 통해 상변화물질과 온도 차를 이용하여 수중 무인 이동체의 전원으로 활용할 수 있음을 확인하였고, 이를 적용하기 위해서는 좀 더 개선된 설계가 이루어져야 함을 알 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권2호
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• pp.48-60
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• 2023

조와 기장 같은 서속류(黍粟類) 잡곡은 신석기시대부터 재배되었지만 이후 서속 재배의 중요성이 생계경제상 어떻게 변화했는지에 대한 고찰은 많지 않다. 특히 전남지역의 마한백제계 유적에서는 서속의 출현사례가 적어, 이 지역 고대 농경에 관한 논의는 벼농사에 집중되었다. 하지만 AD 3~4세기 무렵에 점유된 장흥 봉림리 오산유적에서는 다량의 조와 기장이 발견되어 서속 재배의 전통이 역사시대에도 이어졌음을 보여준다. 저습지, 고온다습한 기후, 대규모 노동력을 필요로 하는 벼농사와 대조적으로 조와 기장 재배는 생육환경과 노동력 동원상의 제약이 적다. 오산유적의 농경은 가을걷이와 여름걷이 곡식으로 구분할 수 있는데, 경작지 입지 상 가을걷이는 다시 쌀과 서속을 두 개의 중심축으로 하면서 두류 등 다른 작물이 부가되는 형태이다. 상호보완적 성격이 강한 벼농사와 서속 재배의 이원적 체계 운용은 환경적, 사회적 요인에서 비롯되는 생계 위기의 효과적 관리를 가능하게 했을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.765-779
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• 2023

다음 열수분출대(Daum Vent Field, DVF)는 한국해양과학기술원 주도로 수행된 2021년도 인도양 중앙해령 대양탐사에서 새롭게 발견되었다. 본 논문에서는 DVF의 광상 유형 분류, 광화 조건 비교 및 주요 금속 공급원 규명을 위해 획득한 침니와 마운드 시료를 대상으로 현미경 관찰, 전암분석, 전자현미분석 및 in situ 황 동위원소 분석을 실시하였다. 유형별 중앙해령 시스템과의 비교연구 결과 DVF에서 확인되는 주요 광물조합(황철석±섬아연석±황동석), 섬아연석 FeS 함량(대부분 <20 mole %) 및 (Cu+Zn)/Fe 전암 구성비(0.001-0.22)의 상관성은 DVF가 현무암 기반의 중앙해령 해저열수광상임을 시사한다. 침니에서 확인되는 교질상/수지상 황철석의 우세한 산출, 상대적으로 철이 결핍된 섬아연석 및 Co 결핍과 Mn, Tl 부화로 특징되는 온도 의존성 금속의 거동 특성은 침니에 비해 마운드의 형성이 상대적으로 고온의 환원성 유체에 의해 규제되었음을 나타낸다. In situ 황 동위원소 분석에서 확인되는 황철석의 δ³⁴S 값 범위(+8.31에서 +10.52‰)는 약 38.7-49.4%의 해수기원 황과 50.6-61.3%의 화성기원 황의 복합적인 기여를 반영하며, 이는 DVF 형성에 있어 주요 금속 공급원이 마그마 영향을 거의 받지 않은 물-암석 상호작용임을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.1-13
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• 2015

무주분지에 발달하는 승륭 아연광상 주변 지질은 선캠브리아기의 우백질 화강편마암, 백악기 쇄설암, 화산쇄설암과 관입암체로 구성되며, 광상은 편마암내 편리를 따라 협재하는 석회암을 교대한 열수교대광상으로 스카른화작용을 미약하게 받았다. 광화작용은 석류석, 휘석과 같은 스카른 광물이 형성되는 초기와 자철석, 섬아연석, 황동석, 자류철석, Pb-Ag-Bi-S계 등의 금속 광물이 정출되는 중기, 그리고 녹니석과 백철석 등의 변질 광물 및 저온 광물이 형성되는 후기로 구분된다. 섬아연석의 경우 염주(bead chains)와 분말(dusting)조직 등의 황동석 병변조직이 특징적으로 나타나며, Pb-Ag-Bi-S계 광물로는 헤이로브스카이트-에스키모아이트 고용체, 릴리아나이트-구스터바이트 고용체, 그리고 비킨자이트 등이 산출된다. 황화광물의 ${\delta}^{34}S$ 값은 황철석 3.4~4.1‰, 섬아연석 3.3~4.3‰, 황동석 4.0~4.3‰, 그리고 방연석 2.8‰로서 비교적 좁은 범위를 나타내며 광상을 형성시킨 황이 마그마에서 유래되었음을 시사한다. 또한 동위원소 지질온도계를 적용한 생성온도는 $346{\sim}431^{\circ}C$로서 비교적 고온에서 광화작용이 진행된 것으로 보인다. 섬아연석의 FeS 함량은 6.58~20.16 mole%(평균 16.58 mole%)로 비교적 높은 편이며, 국내 주요 스카른 연-아연 광상들과 유사하게 Mn이 Cd에 비해 부화되어 나타난다. 반면, 주변 설천광화대 금-은 광상은 Cd가 부화되어 천열수 금-은 광상과 유사한 특징을 나타내는데 이는 관계화성암을 중심으로 고온에서 승륭광상의 자철석, 섬아연석이 정출되고 이후 온도가 감소하고 광화유체의 조성이 변하면서 주변 지역의 금-은 광화작용이 진행된 것으로 여겨진다.

• 자원환경지질
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• 제28권6호
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• pp.587-597
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• 1995

한반도 중부지역과 동남부지역에 분포하는 금-은 광상들의 광화작용은 쥐라기 중기로부터 백악기 말기에 걸쳐서 진행되었으며, 이들 광상은 유행별로 산출지역 및 산출시기에 연관된 지질학적 지화학적 생성환경의 차이를 나타내고 있다. 중부지역 금-은 광상은 북동-남서의 방향성을 갖고 산출분포하는 중생대 화강암류 및 주변 선캠브리아기 변성암류내에 분포하지만, 동남부지역 금-은 광상은 백악기 퇴적암 및 화산암류내에 주로 배태되고 있다. 이는 한반도 대표적인 화성활동인 쥐라지 대보화성활동 및 백악기 불국사 화성활동과 각각 밀접한 성인적 연관성을 시사하고 있다. 이러한 각 광상들의 광화작용 특성(광물공생관계, 조직, 구조 등)과 연대측정결과 및 지질학적 분포특성은 쥐라가 중기로부터 백악기 말기에 이르기까지 광상형성과 연관된 열수유체의 성인적 차이를 의미하고 있다. 즉, 쥐라기로부터 초기 백악기에는 금광단일형 광상의 광화작용이 우세하게 진행되었으나, 후기 백악기에 이르면서 금-은혼합형광상 및 은광단일형 광상의 광화작용이 우세하게 야기되었음을 알 수 있다. 쥐라기 금광단일형 광상들은 괴상의 맥상 산출특성 및 단순한 광석 광불 공생관계를 보여주는 단성광맥으로 높은 fineness 값을 나타내지만, 백악기 금-은혼합형 광상과 은광단일형 광상은 다양하고 복잡한 구조 및 조치특성 갖는 복성 광맥내에 함은황인 및 황화광물과 함은tellurides 및 자연은 등을 포함하는 등 상대적으로 복잡한 광석광물 공생과계를 보여준다. 한편 황화광물의 지질온도계와 유체포유물 연구의 결과등에 의하면 백악기 금-은혼합형 광상과 은광단일형 광상은 천부(<0.5 kb)에서 천수가 우세한 광화유체로부터 $200^{\circ}{\sim}350^{\circ}C$ 온도조건하에서 주된 광화작용이 진행되었지만, 쥐라기 금광단일형 광상은 마그마기원의 열수용액으로부터 고온$(300^{\circ}{\sim}500^{\circ}C)$ 및 고압$({\approx}4-5kb)$의 생성환경하에서 광화작용이 진행되었음을 시사한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

• 암석학회지
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• 제11권2호
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• pp.74-89
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• 2002

구암산 칼데라는 청송 남동부에 위치하며, 이에 관련된 층서단위는 구암산응회암과 유문암질 관입체가 있다. 구암산응회암은 대부분 회류응회암으로 구성되고 화산각력암과 얇은 강하응회암을 협재한다 화산각력암은 분포위치와 층서에 따라 하부의 암괴회류 각력암과 상부의 칼데라함몰 각력암으로 구분된다. 하부에서 회류응회암은 화채류 형성 분출에 의한 팽창성 화채류상이고 강하응회암은 회운 강하강이며, 상부에서 회류응회암은 끓어넘침 분출에 의한 비팽창성 회류상이다. 유문암질 관입체는 분포위치와 산출패턴에 따라 칼데라내부 관입체, 환상암맥으로 구분되고 환상암맥은 내측, 중간, 외측 환상암맥으로 나뉜다. 구암산 칼데라는 대체로 회류응회암-칼데라-환상암맥으로 연결되는 히나의 칼데라 윤회를 나타낸다. 구암산 칼데라 지역에서 나타나는 분출상들로부터 칼데라 윤회에 따라 화산과정을 다음과 같이 엮을 수 있다. 분출작용은 먼저 국부적인 펠리안 분출에 의한 암괴회류상으로 시작되었으며 연이어 화쇄류 형성 분출로부터 강한 유체화로 팽창성 화쇄류상으로 전환되고 회운 강하상도 수반되었다. 이때 분연주는 높이가 점차 낮아졌으며 화쇄류의 유체화도 줄어들었다. 다시 끓어넘침 분출에 의한 비팽창성 회류상으로 전환되어 고온의 화성쇄설물이 일시에 방출되어 정치됨으로써 매우 심하게 용결되었다. 끓어넘침 분출은 칼데라 함몰과 함께 환상단열로의 화구 이동에의해 본격화되었다. 분출초기에는 중앙화구호부터 화채류가 발생되었지만 후기에는 환상단열화구로의 위치가 변경되어 회류가 다량으로 발생하였다. 회류 분출 후에는 칼데라내부 모우트의 갈라진 틈과 환상단열대를 따라 분류상이 연속적으로 뒤따랐으며 이들에 의한 함몰후 화산으로서 용암도움은 침식으로 사라졌지만 화산뿌리로서 칼데라내부 관입체와 3개의 환상암맥을 노출시킨다. 마지막으로 남서측 환상암맥의 관절부위에 유문데사이트가 순차적으로 연속 관입되어 환상암맥의 일원이 되었다.수술 전항생제를 충분히 사용한 경우와 비슷한 좋은 결과를 보여 활동성 심내막염의 조기 외과적 치료가 효과적으로 감염을 제거할 수 있다고 사료된다.N-화합물의 함량과 이들의 수량에 미치는 붕소의 시비효과는 초종, 단파와 혼파재배, 그러고 추비의 시비조건에 따라서 차이가 있었다.

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.317-333
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• 2014

선캄브리아기 경기육괴의 북서부에 위치한 포천 철(-동)광상은 다양한 이론이 제시되어 논쟁 대상이 되었으며, 성인적 측면에서 변성(-배기형) 퇴적 광상이 주된 생성이론으로 인지되었다. 본 논문에서는 포천 스카른화작용/철광화작용의 핵심 증거를 통하여 공간적으로 인접한 명성산 화강암이 관계화성암의 가능성을 제시하였다. 포천 스카른은 석회암과 백운암의 다양한 탄산염암을 모암으로 하여 Ca계열, Mg계열 및 Na-Ca계열 스카른이 형성되었다. 철광화작용은 주로 Na-Ca계열 스카른대를 따라 배태되고 있으며, 후퇴 스카른 단계에 국부적으로 동 광화작용이 중첩된다. 포천 후퇴 스카른 단계에 정출된 금운모의 Ar-Ar과 K-Ar연대측정 결과는 $110.3{\pm}1.0{\sim}108.3{\pm}2.8Ma$이며, 스카른 철(-동) 광화작용은 천부 관입암체인 명성산 화강암의 관입시기(112 Ma)와 일치하여 관계화성암으로 추정된다. 주변 탄산염암, 스카른 및 맥상의 탄산염광물간 산소-탄소 동위원소 빈화된 경향성은 개방계 조건($XCO_2=0.1$)에서 열수의 탈탄산염화 작용과 침투작용에서 유도되었다. 한편 황화광물(황동석-황철석 혼합물)과 경석고에서 매우 높은 황 동위원소 값은 황근원물질이 주변 탄산염암에 함유되어 있던 황산염광물로부터 공급되었을 가능성을 지시한다. 포천 광상 주변의 전단대에서는 파쇄대가 중첩되어 발달하여 있으며, 백악기 화강암으로부터 공급된 고온성 광화유체가 이러한 약선대를 따라 유입되어 약 $500^{\circ}{\sim}400^{\circ}C$의 온도범위에서 강력한 근지성 스카른화작용과 함께 광화작용이 유도되었다.