• 자원환경지질
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• 제26권1호
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• pp.11-20
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• 1993

본 연구에서는 세개의 대표적인 열수점토광상인 성산, 옥매, 해남광상으로 부터 채취한 석영, 견운모, 명반석과 카올린광물 및 광상들의 주변암에 대해 산소 및 수소동위원소 연구를 실시하였다. 생산광상의 석영, 견운모, 명반석과 카올린광물에 대한 산소동위원소값은 각기 +8.4에서 +11.1‰, +4.8에서 +5.8‰, + 3.0에서 +6.6‰, +3.6에서 +5.4‰의 값을 나타낸다 옥매산광상의 석영, 견운모1 명반석과 카올린광물에 대한 산소동위원소값은 각기 +8.0에서 + 13.6‰, + 4.8에서 +8.4‰, +0.9에서 +2.4‰, +2.8에서 +6.7‰의 값을 나타낸다. 해남광상의 석영과 견운모에 대한 산소동위원소값은 각기 +7.9에서 + 10.1‰ 과 +4.5에서 +6.5‰ 의 값을 나타낸다. 화강암류와 화산암류에 대한 산소동위원소값은 각기 +3.0에서 +7.8‰ 과 +3.2에서 +10.7‰의 값을 나타낸다. 성산광상의 견운모, 영반석과 카올린팡울에 대한 수소동위원소값은 각기 -71에서 -90‰, -43에서 -77‰, -78에서 86‰ 의 값을 나타낸다 옥매산광상의 견운모, 영반석과 카올린광물에 대한 수소동위원소값은 각기 -74에서 -88‰, -57에서 98‰, -73에서 80‰ 의 값을 나타낸다. 해남광상의 견운모에 대한 수소동위원소값은 -76에서 -85‰의 값을 나타낸다. 화강암류와 화산암류에 대한 수소동위원소값은 각기 77에서 105‰과 -76에서 100‰의 값을 나타낸다. 산소 및 수소동위원소비 분석결과로부터 점토광상에서 열수의 기원에 대해 다음과 같은 해석을 할 수 있다. 산소동위원소 분석결과로부터 공존하는 광물 즉, 석영-카올린광물과 석영-견운모광물로부터 정토광상의 형성온도를 구하였다. 성산광상은 $165{\sim}280^{\circ}C$, 옥매산광상은 $175{\sim}250^{\circ}C$, 해남광상은 $250{\sim}350^{\circ}C$로 나타났다. 이틀 세개의 광상은 magmatic water와 meteoric water의 혼합으로 형성되었다. 이러한 동위원소비 분석결과로부터 카올린과 명반석광물은 hypogene 기원으로 나타났고, steam-heated 환경에서 황화수소의 산화로서 형성되었다. 황화수소의 산화작용은 지하수면 아래에서 deep-seated water의 boiling에 기인된 수증기상에서 기인된 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.389-401
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• 2007

2001년부터 2004년까지 유성 소유역내 강수, 지하수, 지열수의 산소 및 수소 동위원소 조성 변화를 검토하였다. 1975년부터 2006년까지의 강수 패턴을 분석한 결과, 연구지역은 $6{\sim}7$년의 가뭄 주기성을 보였다. 2001년도 가뭄 시기부터 2004년까지 4년간 강수의 산소 수소 동위원소 조성은 점차 무거운 성분으로 변화해가는 양상을 보였다. 연구 지역에서 4년간의 강수량을 고려한 동위원소의 가중 평균간을 구해 보면 ${\delta}^{18}O=-7.7%o,\;{\delta}D=-51%o$로서, 동일 기간 내의 지하수와 지열수의 동위원소보다 무거운 조성 범위를 보였다. 이는 연구 지역의 지수 및 지열수가 동위원소적 관점에서 2-3년 이내의 강수에 의해 큰 영향을 받지 않는 것을 의미한다. 기존 자료들을 검토해 볼 때, 연구지역에서의 지하수와 지열수는 1990년과 1992년이 가장 무거운 동위원소 조성을 보였으며 이후로는 산소 및 수소 동위원소 조성이 점차 가벼워지는 쪽으로 변화해가는 양상을 보였다.

• 한국패류학회지
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• 제14권1호
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• pp.9-17
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• 1998

동해 연안에서 채취된 뷔나스백합(Mercenaria stimpsoni)의 연령과 성장률을 이매패의 표면에서 확인된 연륜과 이매패 각질에서 분석된 산소동위원소비의 성장에 따른 변화를 이용하여 비교하였다. 뷔나스백합의 산소동위원소상은 일련의 주기적인 변화를 뚜렷하게 보여주며 이러한 변화진폭은 이매패가 성장한 해수의 온도변화에 일차적으로 제어된다. 산소동위원소상의 주기화 연륜의 관계로부터 뷔나스백합의 연륜이 해마다 여름철에 형성됨을 보여준다. 해수 온도의 계절적 변화와 산소동위원소비에서 얻어진 예측 온도와의 비교로부터, 뷔나스백합은 겨울철에 성장이 멈추는 것으로 사료된다. 또한 산소도위원소비는 뷔나스백합의 성장에 따른 전형적인 노화현상을 보여준다. 따라서 이매패가 성장하는 해수의 물리화학적 조건에 의해 제어되는 산소동위원소비는 뷔나스백합의 경우 연령과 성장률을 측정하는 독립적인 시간 척도가 될 수 있다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2007년도 춘계 지질과학기술 공동학술대회
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• pp.453-455
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• 2007

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회/한국석유지질학회/한국암석학회 2000년도 추계공동학술발표회 초록집
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• pp.9-9
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• 2000

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.355-363
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• 2023

지구물질에 존재하는 안정 동위원소의 평형상태에서의 분화(equilibrium isotope fractionation of stable isotope)는 물질의 진동 특성(vibrational properties)에 기인하며, 지구물질이 지구시스템 내에서 겪는 다양한 지질학적 과정들을 정량적으로 이해하는 데 도움을 준다. 본 연구에서는 H₂O 분자의 clumped 동위원소의 특성을 양자화학계산을 이용하여 규명하였다. 특히, 산소 동위원소(¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O)와 수소 동위원소(수소, 중수소, 삼중수소)의 조합으로 구성된 H₂O 분자에 대한 산소와 수소 동위원소간의 clumping 세기를 정량적으로 계산하고, 온도 변화에 따른 clumping 세기 변화 패턴을 분석하였다. 최적화된 분자구조의 평형 결합길이(bond length)와 결합각(bond angle)은 분자의 질량수와 무관하며, 각각 0.9631-0.9633 Å과 104.59-104.62°로 일정하였다. H₂O 분자의 3개의 진동 모드의 진동수는 동위원소 질량수가 증가함에 따라 감소하였으며, 산소보다 수소 동위원소의 변화에 더 큰 영향을 받는다. 진동수를 바탕으로 계산된 동위원소 치환반응의 평형상수 또한 수소 동위원소 질량수에 따라 더 큰 변화 양상을 보인다. 무거운 동위원소 조합의 clumping 반응의 평형상수는 로그값에서 강한 선형 상관관계를 지시한다. 세 동위원소 조합의 상대적인 clumping 강도는 HD¹⁸O에 대하여 각각 1.86배(HT¹⁸O), 1.16배(HT¹⁷O), 0.703배(HD¹⁷O)로 나타났다. Clumping의 세기인 Δ₂₁ 값은 온도의 증가에 따라 감소하며 이차 상관관계를 보인다. 이는 Δ₂₁이 온도 환경 지시자로서 이용될 가능성이 있음을 지시한다. 본 계산 결과는 ¹⁷O와 삼중수소를 포함한 clumped 동위원소 분배의 경향을 최초로 정립한 연구이다. 향후, 자연계에서 산소-수소 동위원소 조성의 기원을 보다 정량적으로 이해하기 위하여 비조화적(anharmonicity) 진동이 고려된 동위원소 분배계수의 계산 또한 필요하다. 상기한 연구 결과는 H₂O 분자의 다양한 지표환경에서의 clumped 동위원소의 측정과 이를 기반으로 한 지질환경 변화 기작을 설명하는 데 사용될 것으로 기대한다.

• 암석학회지
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• 제13권4호
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• pp.214-223
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• 2004

중생대 쥬라기에 생성된 과알루미나질 화천화강암의 산소와 수소 안정 동위원소 조성을 알아보고, 이들 값이 다른 지역에 분포하는 쥬라기 화강암이 가지는 값과 어떠한 차이를 보이는지를 비교해보았다. 화천화강암을 구성하는 석영과 사장석은 각각 8.2에서 10.6$\textperthousand$과 5.8에서 $\delta$$^{18}$ O 값을 가지며, 화천 화강암 주위에 분포하는 호상흑운모편마암의 전암 $\delta$$^{18}$ O 값은 8.1에서 9.4사이의 값을 갖는다 화천화강암의 전암과 흑운모의 $\delta$D 값은 각각 -84에서 -113$\textperthousand$과 -107에서 -l13$\textperthousand$ 사이의 값을 갖는다. 기반암의 전암 $\delta$D 값은 -76에서 -100$\textperthousand$ 사이의 값을 갖는다. 화천화강암의 $\delta$$^{18}$ O과 $\delta$D값은 과알루미나질 화강암이 전형적으로 가지는 값에 비해 낮은 값을 가지는 특징을 보여준다. 화천화강암이 가지는 낮은 $\delta$$^{18}$ O 값은 오랜 기간 동안 이루어진 유체-암석 상호작용으로부터 기인한 것이다. 안정동위원소 모델링 결과는 약 1$\textperthousand$ 이하의 비교적 낮은 $\delta$$^{18}$ O 값을 가지는 유체가 비교적 높은 유체/암석 IB(<-6) 환경 하에서 동위원소 교환반응이 일어났음을 지시해준다. 이 유체는 천수가 화천화강암 및 주변에 분포하는 변성이질암과의 오랜 시간에 걸친 산소동위원소 반응 결과 $\delta$$^{18}$ O 값이 무거워진 유체이다.

• 대한지리학회지
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• 제43권4호
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• pp.477-494
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• 2008

호수나 습지 퇴적물을 대상으로 동위원소분석을 실시하여 얻은 결과들은, 다양한 해석들을 통해 고기후를 복원하는데 일조할 수 있다. 호소퇴적물의 경우 보통 유기 무기 탄산염 등을 추출하여 산소 탄소 동위원소 분석을 실시하게 된다. 산소동위원소 분석은 과거의 기온과 습도 변화를 정량적 정성적으로 복원하는데 이용되며, 탄소동위원소 분석결과는 호수의 주위환경 변화나 인간의 영향 등을 파악하는데 유용하다. 그리고 고산습지의 피트 층에 존재하는 반부패상태의 물이끼는 탄소동위원소분석의 좋은 시료이며 기온, 대기 중 이산화탄소압 등 고기후 정보를 제공해준다. 해안의 염습지나 염하구 등의 습지지역에서는 육상기원의 유기물과 해상기원의 유기물이 서로 탄소동위원소비율값에서 차이를 보인다는 점을 이용하여 해수면 상승에 관한 연구를 할 수 있다. 또한 탄소동위원소비율이 상이한 C4 식물과 C3 식물이 염도에 따라 분포가 변한다는 점을 이용하여 몬순과 관련된 연구를 할 수도 있다. 우리나라의 경우 아직까지 동위원소분석방법을 이용한 고환경 연구들이 활성화되어있지 않은 상태이며, 이는 연구방법에 대한 관심 부족과 국내에서는 적절한 시료 채취에 어려움이 존재한다는 점에 기인한다. 제주도의 하논, 무제치늪이나 용늪 같은 고산습지, 그리고 해안의 염습지 등에서 얻은 퇴적코어들에 동위원소 분석을 시행하면, 우리나라 고환경 연구에 도움이 되는 흥미로운 결과가 산출될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.448-450
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• 2002

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.343-346
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• 2002

인공함양 특성평가를 위한 동위원소기술을 적용하기 위한 연구지역으로 영남내륙권의 고령군과 달성군의 경계에 위치한 낙동강변의 강변여과수 개발지역을 선정하였으며, 동위원소기술적용을 위하여 연구지역내에 위치한 강변여과수 개발을 위한 양수정과 주변공들 및 지표수들에 대한 시료채취를 수행하였다. 관측공 중 한 공에 대하여는 다중패커시스템 (Multi-packer system)을 활용하여 심도별 변화를 살펴보았다. 연구지역내 물시료들에 대한 현재까지의 산소와 수소 동위원소 및 삼중수소 함량 분석결과는 다중패커설치공 및 일반 관측공과 지표수들간에 서로 중첩되어 구분이 어렵다. 스트론튬 동위원소비는 양수정 및 그 인접공의 시료들과 강변에서 인접한 공의 시료들간에 차이는 있으나 명확하지는 않다. 질소동위원소 분석결과를 살펴보면 전반적으로 화학비료로나 토양내의 유기물로부터 유래한 것으로 해석할 수 있다. 이처럼 현재까지의 기초분석 결과는 자연수 시료들에 적용된 다양한 동위원소값들이 서로 유사한 값들을 보여서 동위원소 특성을 지하수 유동특성이나 함양특성을 해석하기 위한 추적자로 이용하는데 어려움이 있을 것으로 판단된다. 따라서 특정한 시기의 강우사건에 대해 강수, 낙동강물, 양수정 및 일련의 주변공과 다중패커시스템이 설치된 공의 심도별 구간 등에 대해 현재보다 보다 집중적이고 체계적인 시료채취가 시도되어지거나 방사성동위원소를 이용한 추적자 시험이 병행되어야 할 것으로 사료된다.