• 암석학회지
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• 제25권1호
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• pp.51-67
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• 2016

동중국과 우리나라 경상분지에 분포하는 백악기초기 화성활동의 지구화학적 특징을 고찰하였다. 동중국에 분포하는 암상은 피크라이트-현무암-안산암-조면암-유문암 및 황반암의 분출암과 반려암-섬록암-몬조니암-섬장암-화강암 및 휘록암의 관입암체로 다양하다. 이들은 고-칼륨 칼크-알칼리 내지는 쇼쇼나이트 계열에 속한다. 경상분지의 하양층군 속에 협재되어 있는 화산암은 같은 계열의 현무암질 조면안산암이다. 미량원소(Zr, Nb, Y)를 이용한 현무암류의 생성 지구조환경 분류도에서, 이들은 대개 판내부환경 현무암류의 범주에 도시된다. Sr-Nd 동위원소상관도에서 북중국지괴와 북 남중국지괴의 충돌대에 분포하는 현무암류는 대개 맨틀배열 보다 매우 부화된 동위원소비를 가진다. 남중국지괴 현무암류의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비는 북중국지괴의 범위와 유사하나 ${\varepsilon}_{Nd}$ 값은 북중국지괴에 비하여 상대적으로 높은 편이다. 북중국지괴와 충돌대의 현무암류들은 대개 낮은 $^{206}Pb/^{204}Pb(t)$ 비를 가지는 것이 특징이며, $^{207}Pb/^{204}Pb(t)$-$^{206}Pb/^{204}Pb(t)$ 상관도에서 지오크론의 왼쪽에 도시된다. 남중국지괴 현무암류는 지오크론의 오른쪽에 도시되며, 상대적으로 높은 방사기원 Pb 동위원소비를 가진다. 하양층군 현무암류는 Sr-Nd과 Pb-Pb 동위원소 상관도에서 북중국지괴 현무암류의 범주 내에 도시된다. 오랜 기간 동안 변성교대작용에 의해 지구화학적으로 부화된 암석권맨틀이 위 현무암류를 생성한 근원물질로 추정된다. 백악기초기의 확장응력장에서 발생한 연약권의 용승이 열원이 되어 암석권맨틀의 부분용융이 가능하였을 것이다. 암석권맨틀을 부화시킨 매체로는 엽렬되어 침몰된 하부지각이 재활성화되어 생성된 액, 섭입된 양쯔지괴 대륙지각 기원 액 내지는 섭입된 고태평양판 기원의 유체/액 등을 들 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.355-373
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• 2001

옥천비변성대내 예미지역 23개지점으로부터 총 256개의 정향 코어시료를 채취하여 잔류자기 연구를 실시하였다. 연구지역은 태백과 영월사이의 두위봉형 퇴적지역이며 지리적 중심좌표는 37.18$^{\circ}$N, 128.61$^{\circ}$E이다. 일부 시료들에서는 교류 자기세척이 효과를 발휘하였으나 대부분의 경우 고온 열 세척이 특성잔류자기를 추출하는 주요 수단이었다. 캄브리아기 지층(화절층)의 특성잔류자기는 현재자기장 방향과 다르며 100%의 지층경사보정에서 최대의 군집을 이루어 1차잔류자기의 가능성을 제시하였으나 통계학적 습곡검사를 통과하지는 못하였다. 오도비스기 지층 (막골석회암, 고성석회암)의 경우에는 잔류자기 강도가 매우 낮았으며 또한 심하게 재자화되어 있었다. 석탄기 지층(홍점통)의 특성잔류 자기는 습곡검사와 역자화검사를 통과하는 습곡이전의 1차잔류자기이었는데 교류 세척과 열 세척으로 나타난 각각의 안정 잔류자기 방향이 서로 일치를 보여서 1차잔류자기라는 확신을 굳혀주었다. 이 석탄기 지층(홍점통)의 특성잔류자기는 습곡검사와 역자화검사를 통과하는 습곡이전의 1차잔류자기이었는데 교류 세척과 열 세척으로 나타난 각각의 안정 잔류자기 방향이 서로 일치를 보여서 1차잔류자기라는 확신을 굳혀주었다. 이 석탄기 지층의 특성잔류자기는 한노두에서도 지층의 상하부에 따라 방향이 상당히 다르게 나타나는데 이는 홍점통이 퇴적되는 동안 지구의 자극이 이동되었던 데에 기인한 것으로 해석된다. 석탄기 지층을 상하부로 구분하여 평균 특성잔류자기 방향을 산출하고 이로부터 고자기학적 북극의 위치를 구하여 중국의 것과 비교하면 북중국지괴(NCB)의 것과 매우 유사한 반면 남중국지괴(SCB)의 것과는 판이하게 다르다. 따라서 예미지역은 석탄기동안에 북중국지괴의 일부였거나 최소한 이에 근접하여 있었음을 알 수 있다. 페름기 지층(사동통, 고방산통)으로부터는 현재자장방향으로 재자화된 습곡이후의 2차잔류자기만이 검출되었다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.254-257
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• 2003

한반도에 대한 고지자기 연구는 유라시아 대륙의 지구조운동이 진행되었던 중생대 및 고생대암석에 대해 여러 사람들에 의해 활발히 수행되어왔다. 특히 1980년대 후반부터는 북중국지괴와 남중국지괴 사이의 충돌대인 친링-다비-수루 (Qinling-Dabie-Sulu) 조산대가 서해를 지나 한반도로 연장될 가능성에 대한 관심이 높아지고 있다. 한반도의 중부를 가로지르는 옥천대는 경기육괴와 영남육괴의 경제부로서 변성시기가 초기 Triassic으로 보고되고 있으며, 경기육괴 북부 휴전선 인접지역의 동서방향의 주향을 갖는 습곡-단층대인 임진강대는 남북 경계에 대한 정확한 정의는 성립되어있지는 않지만 Triassic에 광역변성작용을 받았다는 보고가 있으나, 이들 임진강대와 옥천대의 성인에 대한 논란은 현재에 이르기까지 계속되고 있다. (중략)

• 암석학회지
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• 제5권1호
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• pp.89-107
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• 1996

제주도의 알칼리암류 및 솔라아이트에 대한 Sr, Nd 그리고 Pb 동위원소비의 특징은 서루 유사하거나, 솔리아이트가 조금 더 부화된 특징을 갖는다. 그러나 분출시기에 따라 솔리아이트의 즉징을 구분하면, 전기의 것은 Lee (1982)의 용암대지 형성기의 알칼리암류와 유사한 반면, 후기의 것은 이 연구의 알칼리암류와 유사하다. 이는 알칼리암류와 솔리아이트가 동질의 근원에서 유래하였음을 지시하며, 분출 시기에 따라 부분용융된 맨틀 근원지으 성질이 차이가 있었음을 시사한다. 제주도 화산암류는 사모아 군도의 화산암류의 변화 및 남중국 분지 화산암류의 변화 경향과 중첩되어 DMM과 EM II 사이의 혼합으로 잘 설명될 수 있는 변화경향을 지닌다. 이는 제주도를 제외한 우리나라의 신생대 화산암류 및 북동 중국 화산암류들이 DMM-EM I사이의 혼합으로 설명이 되는 변화경향을 보이는 것과 차이가 난다. DMM-EM II 맨틀 물질간의 섞임 계산 결과, 제주도 화산암류를 형성한 맨틀 물질은 결핍 맨틀 (DMM)에 부화된 맨틀 (EMII)물질이 약 10% 이내의 비율로 섞인 특징을 가짐을 지시한다. 제주도를 포함한 우리나라 및 중국의 신생대 화산암류의 동위원소적 특징을 북중국 지괴와 남중국 지괴으 충돌이론(예,Yin and Nie, 1993)과 결부시키면, 부화된 맨틀 물질의 공급원으로 고려되는 대륙암권 맨틀의 지화학적 조성이 지괴에 따라 차이가 있었음을 나타낸다. 즉 북중국 지괴는 EM I의 표식을, 남중국 지괴는 EM II의 표식을 가지고 있었을 경우로 설명될 수 있음을 제시한다.

• 자원환경지질
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• 제41권2호
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• pp.173-181
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• 2008

한반도 경기편마암 육괴내 서산층군과 시흥층군의 대표적인 변성암 시료에 대하여 CHIME 절대연령 측정을 실시하였다. 경기편마암복합체 변성암중의 모나자이트 CHIME연령은 234${\sim}$257 Ma로 페름기-트라이아스기 중기에 속하고 있다. 이 연령은 경기육괴내 흥성지역의 변성시기(231 Ma, Kim et al., 2006)와 오대산 지역의 변성시기(245${\sim}$248 Ma, Oh et al., 2006b)와도 조화적이며 남중국지괴와 북중국 지괴의 충돌에 의한 송림 변동으로 일어난 지각변동과 수반된 변성작용의 시대로 해석된다. 한반도의 경기육괴 서산층군과 시흥층군의 변성암의 변성연대는 다비-수루 충돌대의 변성 연대(220${\sim}$242 Ma, Yang et al., 2003; Liu et al., 2003, 2004) 보다 오래되며 이는 남중국과 북중국 지괴의 충돌이 중국대륙에서 보다 한반도 지역에서 선행되었을 가능성을 시사하고 있다.

• 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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• 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.

• 암석학회지
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• 제17권3호
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• pp.144-153
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• 2008

평택-아산 지역에 분포하는 신생대 현무암질 암석의 Sr, Nd, Pb 동위원소 조성은 한국의 다른 신생대 현무암들과 마찬가지로 중앙해령 현무암에 비해 상당히 부화된 값을 보여준다. 평택-아산 지역을 포함하는 한국의 신생대 현무암질 암석들 대부분은 제주도의 현무암들과는 달리 비교적 낮은 $^{206}Pb/^{204}Pb$ 성분을 갖는 부화맨틀과 결핍맨틀 사이의 혼합으로 설명될 수 있다. 반면에 제주도의 경우는 보다 높은 $^{206}Pb/^{204}Pb$ 성분을 갖는 부화맨틀과 결핍맨틀 사이의 혼합으로 설명된다. 이러한 경향성은 북동 중국과 남동중국의 신생대 현무암들에서도 유사한 부화맨틀 단성분의 차이가 발견되는 것과 연관지어 해석할 때는 한국의 중부지역과 남부지역 아래의 대륙암권 맨틀이 각각 북중국지괴 및 남중국지괴의 동측 연장부일 가능성을 나타낸다. 제주도 아래에 남중국 지괴와 같은 종류의 대륙암권맨틀의 성분이 나타나는 것은 중국의 대륙충돌대 위치와 관련한 만입모델로는 설명할 수 없다. 오히려 맨틀의 조성에서 뚜렷한 차이를 보이는 두 대륙의 봉합대가 한반도의 중부와 남부지역의 사이로 지나가며 그 위치는 평택-아산 지역보다 더 남쪽임을 시사한다. 대륙충돌대 경계의 위치가 과거의 연구에서 주로 주장되던 임진강대의 위치와는 상당히 다른 것은 맨틀 경계가 지각의 경계와 다를 가능성을 배제할 수 없다.

• 자원환경지질
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• 제37권4호
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• pp.413-424
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• 2004

한반도의 북중국/남중국지괴와의 연계성 및 충돌의 영향을 근거로 한반도의 지체구조적 진화를 알아보기 위하여 경기육괴에 분포하는 중생대 대동누층군과 원생대 변성암인 서산층군에 대하여 고지자기 연구를 수행하였다. 대동누층군에 대해서는 26개 지점 239개의 시료 중 14개 지점 106개의 시료에서 생성당시의 특성잔류자화 방향을 추출하였다. 특성잔류자화 방향은 경사보정 후 평균방향이 D/I=74.5$^{\circ}$/36.7$^{\circ}$(k=60.7, $\alpha$=5.1$^{\circ}$)이며 이는 경사보정 전의 방향 D/I=61.9$^{\circ}$/52.8$^{\circ}$(k=4.4, $$\alpha$_{95}$=21.5$^{\circ}$)보다 집중된 분포를 나타내므로 암석생성당시 획득된 일차자화임을 지시한다. 경사보정 후의 방향으로부터 계산한 고지자기극은 208.0$^{\circ}$E, 24.5$^{\circ}$N (n=14, K=67.5,$A_{95}$=4.9$^{\circ}$)에 위치하며 중기 트라이아스기 남중국지괴의 고자기극과 통계학적으로 유사하므로 이 기간 동안 대동누층군은 남중국지괴와 지구조적으로 동일했던 것으로 해석되며 남중국지괴와 한반도의 충돌에 따른 변형$.$변성작용에도 일차자화가 보존되었음을 지시한다. 서산층군의 33개 지점에서 채취한 279개 시료의 대부분은 분산된 방향을 나타내며, 오직 쥬라기 화강암 주변의 6개 지점에서 채취한 36개의 시료로부터 특성잔류자화 방향을 추출하였다. 이와 같은 결과는 경기육괴의 최대 변성시기인 북중국/남중국지괴와의 충돌과 연관된 고생대 말기에서 중생대 쥬라기 시기의 지구조 운동의 영향으로 추측된다. 지층경사보정 이전의 잔류자화 방향은 D/I=45.7$^{\circ}$/60.1$^{\circ}$(k=41.2, $$\alpha$_{95}$=10.6$^{\circ}$)이며 이로부터 구해진 고지자기극의 위치는 195.0$^{\circ}$E, 51.6$^{\circ}$N(n=6, K=20.8,$A_{95}$=12.4$^{\circ}$)로서 한반도 쥬라기 또는 백악기 초의 고지자기극과 유사하다. 그러나 서산층군의 특성잔류자화 방향은 조산운동의 직접적인 영향보다는 조산운동 후기 또는 이후에 쥬라기 대보화강암의 정치와 연관되어 획득된 재자화 방향으로 해석하였다.

• 암석학회지
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• 제21권2호
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• pp.151-171
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• 2012

한반도의 페름-삼첩기 송림 조산운동은 유라시아 동쪽 경계부에서 복잡한 충돌현상을 포함한 주요 지구조운동이다. 이번 연구는 기존의 송림 조산운동의 변성/변형작용의 특징을 토대로 태백산분지에서 송림조산운동의 특징과 시기에 대해서 알아보고, 또한 최대 압축운동(bulk crustal shortening) 방향, 변성 온도-압력 그리고 온도-시간 경로를 비교 분석하여 옥천 변성대와 임진강 변성대에서의 송림 조산운동의 변성/변형작용을 대비하고자 한다. 태백산분지 북동부 지역에 분포하는 평안누층군은 퇴적된 이후 초기에 저온/중압형 광역변성작용과 후기에 중생대 화강암 관입과 연관된 접촉변성작용으로 특징 지워진다. 중압형 광역변성작용은 2개의 시계방향 온도-압력-변형 경로 고리(loop)를 보이며, 4회의 변형작용($D_1-D_4$)을 수반한다. 첫 번째 고리는 약 $400-500^{\circ}C$, 1.5-3.0 kbar에서 $D_1$과 $D_2$ 변형작용과 관련되며 syn-$D_1$ 경녹니석, syn-$D_1$ 홍주석, post-$D_1$ 마가라이트, Ca이 풍부한 syn-$D_2$ 또는 post-$D_2$ 사장석의 형성에 영향을 주었다. 그리고 두 번째 고리는 약 $520-580^{\circ}C$, 2.0-6.0 kbar에서 $D_3$과 $D_4$ 변형작용과 관련되며, syn-$D_3$ 석류석과 십자석의 형성과 syn-$D_4$ 또는 post-$D_4$ 홍주석의 재성장으로 정의된다. syn-$D_1$ 경녹니석과 홍주석은 E-W 방향의 최대 압축운동 동안에 성장하였으며, 반면에 syn-$D_3$ 석류석과 십자석 그리고 syn-$D_4$ 또는 post-$D_4$ 홍주석 반상변정은 N-S 최대 압축운동 동안에 형성되었다. 기존의 옥천분지와 임진강 변성대에서의 변성작용과 최대 압축운동 방향에 대한 연구결과를 비교해 보면, 최고 변성 온도-압력 조건은 한반도 동쪽(태백산분지)에서 서쪽(임진강 변성대와 경기육괴 남서부 지역)으로 감에 따라 증가하는 경향을 보인다. 또한 E-W 방향의 최대 압축 운동은 송림 조산운동 초기 동안에 옥천 변성대의 동부 지역에 영향을 주었고, N-S 방향의 최대 압축 운동은 송림 조산운동 후기 동안에 임진강 변성대와 옥천변성대 지역에 영향을 준 변형작용의 결과로 판단된다. 결론적으로 페름기 후기에서부터 삼첩기 동안 한반도에 영향을 준 송림 조산운동은 북중국-남중국 지괴의 충돌작용 뿐만 아니라 유라시아 동쪽부에 분포했던 소규모 지괴들의 봉합(amalgamation) (예, 중한 지괴와 히다-오키 지괴의 충돌)에 대비될 수 있음을 시사한다.