• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.335-338
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• 2002

방사성폐기물처분연구의 일환으로 화강암지역내 심부지하수에 대한 지화학특성조사가 수행되었다. 지하수 시료는 다중패커시스템이 설치된 심부시추공으로부터 심도별로 채취되었으며, 계속적인 지화학 및 동위원소에 대한 모니터링이 진행되고 있다. 심부지하수는 pH가 약10.0이며 Na-HCO$_3$형으로 지화학적으로 특징되며, 지표로 250m이하의 심도에서는 거의 동일한 지화학적 특성을 보인다. 동위원소결과는 심부지하수는 천수기원임을 보이며, 천부지하수에 비해 약500~1,000m 높은 고도에서 함양되었음을 보여준다. 250m이하의 심부지하수는 50년이상의 체류시간을 갖음을 나타낸다.

• 암석학회지
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• 제15권1호
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• pp.39-48
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• 2006

영남육괴 중부와 북동부의 화강암질 암체들에 대하여 스핀 U-Pb 연대측정을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 함양군의 안의면과 서상면 경계부에서 채취한 반상 화강암은 $225.4{\pm}4.1Ma$, 함양군 안의면의 엽리상 화강섬록암은 $195.6{\pm}1.8Ma$ 거창군 신원면의 엽리상 화강섬록암은 $194.2{\pm}2.4Ma$ 거창군 마리면과 북상면의 화강암은 각각 $198.4{\pm}2.5Ma$와 $194.6{\pm}2.6Ma$,그리고 영주 엽리상 화강섬록암은 $171.3{\pm}2.3Ma$의 연대를 보인다. 기존 연구 결과들을 종합해서 살펴보면 삼첩기인 ${\sim}225Ma$의 동일한 시기에 영남육괴의 함양과 상주, 옥천변성대의 백록, 점촌, 괴산 지역에 화강암질암이 정치하였다. 상당한 휴지기를 지난 후 삼첩기-쥬라기 경계로부터 쥬라기초에 걸친 $200{\sim}194Ma$의 시기에 함양군, 거창군, 김천시, 성주군의 상당히 넓은 지역에 걸쳐 화강암질암이 정치하였다. 영남육괴에서 일어난 이 시기의 화성활동은 옥천대나 경기육괴에서는 보고되지 않고 있으며, 당시의 영남육괴의 독특한 지구조적 환경을 반영하는 것으로 생각된다. 영주화강섬록암이 형성된 ${\sim}170Ma$에는 영남육괴, 옥천변성대와 경기육괴 모두에서 활발한 화강암질 화성활동이 일어났다.

• 지질공학
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• 제9권1호
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• pp.45-57
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• 1999

암반에서의 지하수유동은 그 지역에 발달된 단열(fracture)에 의해 지배된다. 그러므로 결정질암에서의 지하수유동에 있어서 연결성이 좋은 단열대의 존재는 매우 중요하다. 본 연구는 유성북부 (위도 $36^{\circ}24'18"~36^{\circ}25'08",{\;}경도{\;}127^{\circ}21'00"~127^{\circ}23'23"$)에 분포하고 있는 중생대 화강암지역에서 지하수의주 유동로가 되는 단열의 분포특성을 파악하는데 목적이 있다. 비유일성해석 특성을 갖는 지구물리탐사의 단점을 보완하기 위해서 기존에 조사된 logging 자료, 수위자료, BHTV자료, 수리시험자료해석을 바탕으로 전기탐사(DC)와 전자탐사(EM)를 실시하였다. 전기탐사로는 슐럼버저와 쌍극자배열인 전기비저항탐사를 실시하였으며, 잔자탐사로 극저주파 전자탐사(VLF-EM)를 병행하였다. 기 조사자료와 지구물리탐사의 결과를 종합하여 분석한 결과, 연구지역의 투수성 단열의 분포 특성은 염기성암맥과 암맥 주변에 발달된 연결성이 좋은 단열체계 계곡방향인 NNW방향을 가로질러 지하수의 주 유동로를 막는 수리적 방벽 역할이다. 그러므로 본 연구지역에서의 등수위선분포는 지형의 고저와 무관하게 고지대의 수리수두가 저지대의 수리수두보다 낮은 현상이 일어난다.

• 지질공학
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• 제12권3호
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• pp.319-332
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• 2002

본 연구는 화강암이 분포하는 연구지역을 대상으로 수리지질 단위층을 등연속체매질로서 설정하고, 각 단위층의 유효수리전도도를 산출하기 위한 것이다. 이를 위하여 3"직경의 4개 시추공과 다중패커시스템을 설치하였으며, 단열분포특성조사, 정압주입/수위강하시험, 전공 순간충격시험, 그리고 격리구간 내 펄스시험이 수행되었다. 수리지질 단위층을 정의하기 위하여 단열분포특성을 기초로 하여 일차적으로 상하부 단위층의 경계설정을 시도하였고, 수리전도도 변화특성을 이차적인 요소로 대비하였다. 연구에 적용된 수리시험 결과의 차이와 효과적인 암반 투수성 평가방법에 대한 논의도 이루어졌다. 상부 수리지질 단위층의 유효수리전도도는 정압주입/수위강하시험의 경우 5.27E-10 m/s~7.57E-10 m/s의 범위를 가지며, 하부 영역에서는 2.45E-10 m/s~6.81E-10 m/s의 범위를 갖는다.

• 지질공학
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• 제13권2호
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• pp.207-225
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• 2003

우리나라의 광역단열도가 작성되었다. 단열들에 대해 장미그림을 그려보면 북북동, 북서, 서북서의 세조의 우세 배향을 보여준다. 단열의 밀도는 태백산 광화대 지역이 가장 높게 나타나고, 태백산지역에서 서울까지 지역, 문경-보은탄전지역과 진안지역, 충남탄전지역, 고령-함안지역, 양산단층 및 가음단층지역 등이 밀도가 높은 편이다. 사천-지리산-전주선의 서남부 지역이 밀도가 가장 낮다. 지질별로는 조선누층군, 평안누층군, 대동누층군, 경상누층군 등 비변성 퇴적암 지역이 선캠브리아 기반암과 쥬라기 화강암 분포지역에 비해 단열 발달 밀도가 높다. 또 쥬라기 화강암에 비해 선켐브리아 기반암에서 단열발달 빈도가 상대적으로 높다. 우리나라의 광역단열을 길이를 토대로 $F_1,{\;}F_2,{\;}F_3,{\;}F_4$의 4등급으로 분류하였다. 등급별 단열의 배향은 자기유사(self-similar)하다고 하겠고 단열의 길이에 대한 누적 수 사이엔 누승법칙(power law) 분포를 지시한다. 지구조 구역별로 볼 때 단열은 경기육괴 지역과 경상분지 지역에서는 $F_1$에서부터 $F_4$까지 모든 등급 단열이 발달하나 그 외 지역은 F$_1$ 단열이 거의 발달되지 않는다. 양산단층을 포함한 대규모 단열들은 대부분 일회의 단층운동에 의해 지금의 연장을 가졌다기보다는 다중변형작용을 통한 변위의 집적으로 지금과 같은 길이를 이루었다고 보아야할 것이다. $F_1$ 단열을 제외한 다른 등급의 단열은 우리나라 전지역을 통해 고르게 발달한다고 볼 수 있다. 또 단열의 밀도는 옥천비변성대에서 가장 높게 나타나고 충남분지와 경상분지도 비교적 높다.

• 한국광물학회지
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• 제17권1호
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• pp.99-114
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• 2004

방사성폐기물의 처분연구와 관련하여 대전 유성지역 화강암내 심부시추공 시추코아의 단열 광물들에 대한 광물학적 특성을 연구하였다. 유성지역의 심부시추공들에는 다수의 단열대가 발달해 있으며 국지적인 열수변질작용이 중첩되어 있다. YS-01 시추코아에 대한 전암분석결과 -90 m∼-130 m 구간과 -230 m ∼-250 m 구간에서 급격한 $SiO_2$ 함량 감소와 $_Al2$$O_3$, CaO, L.O.I 값의 증가가 관찰되며 이는 단열충전광물의 생성과 관련이 있다. 이러한 단열충전광물에 대한 XRD분석결과 불석광물(로몬타이트, 휼란다이트), 방해석, 일라이트($2M_1$과 $1M_{d}$ 다형), 녹니석, 녹염석, 카올리나이트 등이 확인되었으며, 산출되는 양은 방해석 불석광물 > 일라이트 > 녹염석 녹니석 > 카올리나이트의 순이다. SEM관찰 및 EPMA 분석결과, 단열충전광물들의 심도에 따른 조직 및 화학특성의 변화는 관찰되지 않는다. 연구지역은 화강암반내에 발달된 단열대가 지하수의 유동로로 작용하여 오랜 기간에 걸친 물-암석 반응이 진행되었고, 또한 저온의 열수변질작용이 중첩되었기 때문에 이들에 의한 단열충전광물의 생성기원 연구가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제34권1호
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• pp.71-88
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• 2001

경상지역에서 산출되는 탄산약수 중 신촌약수에 대하여 지화학적 및 동위원소 연구를 수행하였다. 신촌 탄산약수는 높은 $CO_2$분압 ($10^{-0.35}$ ~$10^{0.29}$ atm) 및 높은 총용존이온함량 (835~3,144 mg/L)을 가진 전형적인 탄산수 특성을 보이며 지화학적으로는 Ca (Na)-HCO$_3$형으로 분류된다. 지화학 및 환경동위원소 분석결과는 탄산수내 이산화탄소가 심부기원임을 지시한다. 따라서 심부기원의 $CO_2$에 의해 생성된 탄산수가 다양한 물-암석 반응을 거치면서 주로 심부의 화강암과 반응에 의해 현재의 탄산수로 진화된 것으로 판단된다. 주된 물-암석 반응은 사장석과의 반응이며 방해석의 침전이 수반되면서 Ca의 용존량이 조절되어 Na의 함량이 높아진 것으로 보인다. 이처럼 탄산수의 지화학적 특성은 주로 심부의 화강암과 반응에 의한 특징을 보여주지만 높은 K 및 $SO_4$함량으로 미루어 탄산수가 지표로 상승하는 과정에서 주변모암인 퇴적암과의 반응에 의해서도 일부 영향받은 것으로 추정된다. 또한 탄산수 내 $NO_3$함량 및 삼중 수소함량은 일반 천부지하수의 혼입가능성을 지사하고 있다. 신촌지역 자연수들의 산소 및 수소 동위원소 조성은 전체적으로 지구순환수선과 평행하게 도시되어 순환수 기원으로 추정할 수 있으며, 일부 $CO_2$분압이 높은 탄산수 시료는 동위원소적으로 더 가벼운 $CO_2$가스와 동위원소적으로 재평형을 이루었음을 보여주기도 한다. 탄산수의 탄소 동위원소 조성은 전체적으로 심부기원 $CO_2$의 영역에 해당되며, 심부기원 $CO_2$영역내에서 동위원소적으로 무거운 영역에 속하는 특징을 보인다.

• 자원환경지질
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• 제37권3호
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• pp.355-364
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• 2004

국내에 분포하는 화강암 및 화강편마암의 풍화 등급에 따른 정성적ㆍ정량적인 분류법을 고찰하였다. 정성적인 분류는 암석의 외적 관찰과 상대적 강도 측정에 의존하는 주관적인 방법이 사용되었으며, 정량적 분류를 위하여서는 실내 외 실험을 통한 암석의 기본적 물성을 이용한 풍화 지수를 사용하여 암석을 풍화에 따라 분류를 하였다. 풍화 분류 기준은 기존의 여러 문헌에서 얻은 방법 및 본 연구에서 사용한 방법을 추가 혹은 수정하여 제시하였다. 또한, 풍화 등급별로 채취된 암석 시료의 박편 관찰을 통하여 암석 구성 광물의 변화와 미세절리발달을 풍화 등급별로 관찰하였다. 풍화에 약한 광물인 사장석 및 흑운모의 화학적 풍화 정도는 풍화가 진행됨에 따라 점점 발달됨을 살펴볼 수 있었으며, 신선한 암석에서도 사장석 및 흑운모의 풍화가 어느 정도 발달되어 있음을 살펴볼 수 있었다. 서로 다른 풍화 등급의 암석 분말에 대한 XRD분석을 수행하여, 암석 구성 광물의 풍화에 따른 동적변화를 살펴보았다. 즉, 풍화에 약한 광물의 비율이 풍화가 진행됨에 따라 감소되며, 풍화에 강한 광물의 비율은 반면에 증가되는 경향을 보여주고 있다. 풍화의 정량적인 분류를 위해서 여러 암석 물성 값을 이용한 Fookes et al.(1988)이 제안한 $RDI_{sq}$및 본 연구에서 제안한 $I_{a}$(Woo, 2003)를 사용하였다. 그 결과, 연구대상 암석의 신선한 풍화등급 F는 $i_{a}$＞7, 약간풍화 SW는 3.5＜$i_{a}$＜10, 보통풍화 MW는 1.0＜$I_{a}$＜6.0 그리고 심한풍화 HW는 $I_{a}$＜2.5로 분류될 수 있다. 실내ㆍ외 실험을 통한 풍화에 따른 국내 화강암 및 화강편마암의 물리적 혹은 공학적 물성 값을 고려하여 본 풍화 지수들의 범위를 결정하여 간편하고 빠르게 암석의 풍화 등급을 결정할 수 있게 하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권3호
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• pp.55-78
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• 1994

풍화화강토는 화강암이나 화강편마암이 풍화된 흙으로 건설현장에서 빈번하게 접하고 있는 우리나라의 대표적인 토질이며, 공기에 노출되거나 물과 접촉하면 강도특성이 쉽게 변화하는 문제성이 많은 토질로 알려져 있다. 이 연구에서는 이러한 풍화화 강토의 역학적 특성을 파악하기 위하여 기원과 구성성분이 다른 안동과 김천에서 풍화화 강토를 채취하여 실내다짐에 의하여 공시체를 제작한 후에 등방압밀배수 및 비배수시험을 실시하였으며, 시험결과를 분석하여 여러가지의 강도특성을 분석하고 Cam-Clay모델에의 적용성을 검토하였다. 안동과 김천시료의 기원은 상이하지만 전단저 항각과 압축특성은 실용적으로 동일하였다. 비체적대 평균유효응력공간에서 정규압축곡선과 한계상태선이 유일한 것으로 나타났으며 응력-변형률 거동특성은 점성토나 모래의 특성과는 다르게 나타났다. 과압밀비가 2이상일 경우에 유효 응력비가 한계상태에 수렴하였지만 응력-변형률 관계에서 최대음력이 나타나지 않았다. 응력경로는 이론적인 Roscoe면 아래로 이동하면서 한계상태에 접근하였다. 정규압밀비배수시험에서 간극수압계수(A,)는 1.3정도이었는데 이것은 전단중에 발생하는 입자파쇄현상에 의한 것으로 판단되었다. 과압밀비가 7정도에서 부(-)의 간극수압과 체적팽창현상이 발생하였다. 구성식에 의하여 실측치와 이론치를 비교한 결과, 배수거동에서는 만족할만한 결과를 구할 수 있었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권4호
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• pp.159-170
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• 1999

초정지역에서 산출되는 탄산수에 대한 수리화학적 연구를 수행하였다. 초정탄산수는 낮은 pH(5.0~5.8). 높은 이산화탄소함량($Pco_2$＜$10^{0.31}$atm). 높은 TDS 함량을 갖는 것으로 특징되며. 화학적으로 Ca-$HCO_3$형에 속한다. 탄산수의 화학적특성은 지하수가 심부로 순환하는 과정에서 심부기원의 이산화탄소와의 반응을 통하여 탄산수가 형성되었음을 지시하며. 낮은 pH를 갖는 탄산수는 물-암석(화강암) 반응이 활발히 진행되면서 지화학적으로 진화된 것으로 판단된다. 또한 높은 $NO_3$함량은 탄산수가 천부로 상승되는 과정에서 주변지하수와 혼합된 특성을 지시한다. 초정 탄산수의 진화과정은 이산화탄소의 공급. 물-암석반응 및 혼합작용으로 설명할 수 있다. 이러한 진화과정을 열역화적으로 확인하고자 지화학 반응을 PHREEQC를 이용하여 모델링하였다. 비록 모델링은 사장석자의 반응에 국한되었지만. 탄산수의 진화과정에서 pH 및 Ca와 Na함량 변화양상에 대한 타당한 설명을 제시하고 있다.