• 자원환경지질
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• 제36권3호
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• pp.149-157
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• 2003

울릉분지 남서부 심해저 퇴적층에 분포하는 천부 가스의 특성을 파악하기 위해서 피스톤 코아시료를 채취하고 공기층 가스 기법으로 퇴적물 내에 함유된 가스를 포집하여 탄화수소 가스의 함량, 성분 및 탄소 동위원소 분석을 실시하였다. 또한 가스의 함량과 시추 코아 퇴적물의 연관성 및 특성을 파악하기 위해서 가스를 함유하는 퇴적물에 대해서 유기 지화학 분석을 실시하였다. 그리고 가스를 함유하는 퇴적물의 탄성파 특성을 살펴보았다. 퇴적물에서는 탄화수소 가스가 0.01%에서 11.25%까지 검출되었다. 단위 퇴적물내의 탄화수소 가스의 양을 젖은 퇴적물의 부피를 기준으로 정량적으로 계산하면 0.1에서 87.4ml/L wet sediment를 나타냈다. 분석된 탄화수소 가스의 성분은 주로 메탄으로 분석 시료에서 2개 시료를 제외하고는 메탄의 함유비가 98%이상을 나타냈으며 32개 분석 시료 중에서 15개 구간에서는 메탄만이 검출되었다. 채취된 시료의 메탄 가스의 탄소 동위원소 비$(\delta^{13}c)$는 -94.31$extperthousand$에서 -55.50$\textperthousand$까지의 범위를 나타내서 분석된 가스의 기원은 메탄 생성 박테리아에 의한 생물 기원 가스인 것으로 판명된다. 연구 지역의 퇴적물내의 탄화수소 가스의 함량은 지역에 따라서 차이를 보인다. 퇴적물내의 가스의 함량은 퇴적물의 지화학적 특성과 퇴적물의 입도와는 뚜렷한 상관 관계를 보이지 않았다. 단지 탄성파 단면상에서 이상대를 나타내는 곳에서는 가스의 함량이 많은 것으로 나타났다. 탄성파 단면상에 보이는 이상대는 현장의 온도 압력 조건에서 공극수에 탄화수소 가스가 과포화 된 곳으로 다른 조건이 만족된다면 가스 하이드레이트를 형성하기에 적합한 것으로 해석한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권4호
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• pp.321-328
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• 2006

한국원자력연구소 내 부지에 건설된 지하처분연구시설(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)에 대한 기초적인 광물 풍화 및 지화학적 특성을 살펴보았다. 분석 대상 시료는 건설 과정중에 노출된 암석에 대해서 화학적 풍화에 따른 암석의 미시적인 변화를 현미경 및 화학성분 분석 등을 통해 관찰하였다. 풍화가 진행된 화강암의 경우 암석을 구성하고 있는 광물들 주변에 미세하고 작은 균열들이 발달하였다. 특히, 장석 광물의 풍화가 특징적으로 관찰되었고 광물 용해에 따른 Ca 성분의 선택적 용출 현상이 심하였다. 또한, $Fe^{2+}$를 함유한 흑운모의 용해에 의한 $Fe^{2+}$성분의 용출에 의해 주변 광물의 미세균열에 이차생성물로 철산화물 침전이 두드러졌다. 광물내부로 부터 발생된 미세균열은 풍화가 진행되면서 점차 그 규모가 커지고 grain boundary를 따라 매우 먼 거리까지 확장되는 특성을 보여 주었다. 신선한 암석 이 풍화됨에 따라 암석 내에 존재하거나 용출된 화학 성분들은 이러한 미세 균열들을 통해 새로운 이차광물 생성에 관여하거나 그들과 상호 반응하면서 이동하는 것으로 추정된다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.329-343
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• 2001

국내에서 가장 높은 용출온도를 보이는 경남 부곡 지열수에 대하여 Yun et al.(1998)에 의하여 기존에 발표된 수리화학 및 동위원소 자료를 토대로 지열수의 심부환경과 지화학적 진화과정을 재해석하였다. 부곡 지열수는 지화학적 특성에 따라 3가지 유형으로 구분되어 진다(지열수I,II,III형). 지열수I형과II형은 높은 온도(55.2~$77.2^{\circ}C$)를 보이며, 화학적으로 Na-$SO_4$형에 속하지만, pH와 Eh가 다소 차이가 나며, $SO_4$함량이 크다는 것이 특징이다. 지열수 중심지역으로부터 외곽부에서 산출되는 지열수 III형은 29.3~$47.0^{\circ}C$의 용출온도를 보이며, Na-$HCO_3SO_4$형을 나타낸다. 지열수 I형에 대하여 다성분계 지질온도계의 적용결과는 심부저장지의 온도가 115~$130^{\circ}C$인 것으로 추정되었다. 다양한 지화학적 특성을 보여주는 부곡 지열수의 지화학적 진화과정은 다음과 같이 해석될 수 있다. 첫째, 부곡지역보다 높은 지형에서 함양된 지하수가 심부로 순환하게 되면서, 퇴적암 또는 심부의 화강암과 물-암석 반응이 진행된다. 이때 퇴적층에 함유되어 있던 황산염 광물의 용해반응으로 지하수는 다량의 $SO_4$를 함유하게 된다. 둘째, 지하수가 계속 심부로 순환하는 과정에서 환원환경에 접하게 되어 $H_2$S가 생성되고, 심부열원에 의하여 약 13$0^{\circ}C$까지 가열되어 규산 염광물과의 반응정도가 높아진다. 이 때 pH는 상승하고 SO$_4$함량은 감소하게 되며, 방해석이 침전조건에 놓이게 됨으로써, 결국 지열수는 Na-SO$_4$형을 띠게 된다. 셋째, 이렇게 형성된 지열수가 유동로를 따라 상승하는 과정에서 덜 깊게 순환하는 지하수와 혼합과정을 거치게 된다. 지열수와 혼합되는 지하수는 퇴적층내 황철석의 산화반응에 의해 다량의 SO$_4$를 함유한 것으로 사료된다. 이렇게 형성된 지열수는 계속 상승하면서 천부환경의 지하수와 혼합되어 부곡지역내 다양한 지화학 특성을 보이는 지열수를 형성하게 된다.

• 분석과학
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• 제16권2호
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• pp.143-151
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• 2003

서울시에 소재한 7개 측정점으로부터 입자상물질에 결합된 금속성분의 농도를 약 1년여 기간동안 관측하였다 (2001년 3월~2002년 5월). 본 관측자료를 토대로 공간적 요인이 금속성분의 분포특성에 어떠한 방식으로 영향을 미치는 가를 조사하였다. 이러한 분석을 위해, 변이계수, 시간적 변이성, 상관성 발생의 빈도 등과 같은 기준을 활용하였다. 본 연구 결과에 의하면, 금속성분의 농도분포가 상당히 다양한 요인들의 영향에 종속된다는 사실이 확인되었다. 특히 Fe, Mn, Pb 등의 성분들은 이질적인 지역들간에도 대단히 강한 유사성을 보이는데 반해, Cu와 같은 성분은 이러한 경향을 전혀 찾기가 어려웠다. 이러한 공간적 요인의 특성을 상세하기 설명하기 위해서는 개별 성분의 지화학적 요인을 발생/소멸현상과 연계하여 설명하는 것이 중요하다.

• 자원환경지질
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• 제41권3호
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• pp.299-314
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• 2008

북동 방향의 호남전단대는 한국의 옥천대 남쪽 경계와 선캠브리아기 영남육괴 사이를 지나는 광역적인 우수향 주향 이동 단층대로 동아시아의 두드러진 지나 변형의 방향과 평행하다. 이 논문에서는 호남전단대의 한 지류인 예천전단대 명호지역의 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암과 엽리상 각섬석-흑운모 화강암의 지화학 및 Nd-Sr 동위원소자료를 보고하고자 한다. 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류를 $SiO_2$ 대 $Na_2O+K_2O$의 분별도에 도시하면 $SiO_2$의 함량은 61.9-67.lwt% 그리고 $Na_2O+K_2O$의 함량은 5.21-6.99wt%로 화강섬록암 영역에 대부분이 점시된다. 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암은 화강암의 영역에 점시된다. $SiO_2$에 대한 수정된 알칼리-라임 지수 및 Fe#($FeO_{total}/(FeO_{total}+MgO)$)에 의한 관계도에서 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 캘크-알카리 계열의 마크네슘 성분이 우세한 코딜러리안(Cordilleran)형 중생대 화강암류의 지화학 특징과 잘 부합된다. 또한 이들 암석들은 $Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)$가 $0.89{\sim}1.10$로 중알루미나에서 약한 고알루미나질의 I형에 해당한다 하지만, 원남층의 압쇄 편마암은 $1.11{\sim}1.22$의 과알루미나질을 보여준다. 연구지역 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류 및 압쇄 편마암류의 미량원소 성분을 초생맨틀(Primitive mantle) 값으로 규격화한 거미 성분도상에서는 저장력 원소(large ion lithophile element)이며 불호정성 원소인 Rb, Ba, Th 및 U이 부화되어 있고 Ta, Nb, P, Ti 가 상대적으로 다른 원소보다 결핍되어 있으며 이러한 지화학적 특징은 호상형(Arc-type) 화강암류와 전형적인 활동성 대륙연변부의 지각물질로부터 유래한 화강암류와 유사하다. ${\varepsilon}_{Nd}(T)$와 Sr 초생값은 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류가 상부지각의 기원물질로부터 형성된 마그마로부터 생성되었음을 지시해 주고 있다. 연구지역을 포함한 영주저반의 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 전단대에서 멀어지면서 변형에 의한 특정 원소들(Ti, P, Zr, V 및 Y)의 변화경향이 관찰되지 않는다. 이러한 원인으로, 많은 유체를 가지고 있는 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류에서는 전단운동 변형동안 전단대 내와 외부의 유체의 흐름에 의한 질량 전달이 동일하게 일어나 암석 내의 부피변화 및 지화학 변질들을 야기 시키지 않았을 것으로 추정된다.

• 암석학회지
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• 제12권3호
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• pp.119-134
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• 2003

육십령 복운모화강암은 광물학$.$지화학적으로 과알루미나 성질을 특징적으로 나타낸다. 육십령 화강암체는 1.15∼l.20 범위의 높은 알루미나 포화 지수와 2.20∼2.98wt% 범위의 높은 CIPW norm 강옥 함량을 나타낸다. 색지수는 <16%이고, FeO$^{T}$ +MgO+TiO$_2$,는 평균 1.9 wt%로서 우백질화강암에 해당한다. 육십령 복운모 우백질화강암은 SiO$_2$성분이 증가함에 따라, TiO$_2$, $Al_2$O$_3$, FeO, Fe$_2$O$_3$, MgO, CaO, $K_2$O, P$_2$O$_{5}$ , Rb, Ba, Sr 은 감소하는 경향을 나타내는 반면, Zr과 Th는 증가하는 경향을 나타내는데, 이는 장석, 흑운모, 인회석 저어콘의 분별경정작용에 기인한 것으로 해석된다. 거정질 암맥에는 SiO$_2$and P$_2$O$_{5}$ 는 높게, 그 외의 주원소는 결핍되어 나타난다. Manaslu, Hercynian 복운모 우백질화강암, Lachlan습곡대의 S-형 화강암과 비교해 보면, 육십령 복운모 우백질화강암은 낮은 Rb, 높은 Ba, Sr을 나타낸다. 거정질 암맥의 지화학적 특징은 육십령 복운모화강암을 형성했던 멜트로부터 일부 원소들의 제거 혹은 유동성에 의해 높은 Rb, Nb와, 낮은 Ba, Sr, Zr, Th, Pb 함유를 나타낸다. 육십령 복운모 우백질화강암은 총 휘토류 함량이 95.7∼123.3ppm 범위를 나타내며, 운석에 대해 표준해보면, 저 내지 중정도의 Eu 이상(Eu/Eu＊= 0.7∼0.9)을 가지면서 경희토류원소가 풍부하고 중희토류원소가 결핍된 매우 경사가 져 있는((La/Yb)$_{N}$ = 6.9∼24.8) 변화를 보여준다. 반면에 페그마틱 암맥은 총 휘토류원소의 함량이 7.0ppm으로 운석에 대해 표준화하면, 강한 부의 Eu 이상(Eu/Eu＊= 0.2)을 가진 편평한 양상을 나타낸다. 복운모 우백질화강암을 형성했던 멜트의 성분은 기원암 뿐만 아니라 기원암이 녹은 후의 잔류물질의 양에도 의존한다. 특히 CaO/$Na_2$O의 비와 Rb/Sr-Rb/Ba의 비들은 강한 과알루미나질 화강암에서는 기원암의 성분에, 즉, 기원암의 사장석과 점토 함량 비에 주로 의존한다. 육십령 복운모 우백질화강암은 사장석 성분보다 점토 성분이 풍부한 암석에서 기원한 Manaslu와 Hercynian 복운모 우백질화강암들(예를 들면 Millevaches와 Gueret)보다는 더 높은 CaO/$Na_2$O의 비와 더 낮은 Rb/Sr-Rb/Ba 비를 나타내고 있는데, 이러한 지화학적 특징은 점토 성분보다는 사장석이 풍부한 석영장석질 암석으로부터 기원했던 것으로 사료된다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.115-115
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• 2001

경주시 양남면의 4기 단층으로 추정되는 수렴단층에 의해 절단되는 해안단구 퇴적층 풍화단면에서 저결정질 광물인 앨로패인 교결층을 기재하였다. 이들은 자갈퇴적층 내에 협재하는 수조의 모래층에 한정되어 형성되어 있으며, 3-17 cm 두께로 연장성이 매우 좋다. 편광현미경 관찰에 의하면 모래층에는 사장석편들이 다량 함유되어 있으며 앨로패인은 광학적 등방성의 치밀한 점토집합체들로서 사장석 입자를 선택적으로 교대하거나 자갈과 모래입자들을 피복하고 있다. 앨로패인은 광학적 이방성인 상하위층의 고령토질 점토피복물과 명확히 구분된다. 앨로패인의 전자현미분석에 의하면, Al/Si 원자비가 1.3-1.7 범위이고 평균값은 1.5이다. X선회절분석 결과 3.49$\AA$과 2.26$\AA$에서 두 개의 넓은 회절대가 관찰된다. 주사 및 투과전자현미경관찰에 의하면 앨로패인을 특정한 입자형태 없이 치밀한 겔상태를 이루고 있다. 열분석에 의하면 96$^{\circ}C$에서 큰 흡열피크와 992$^{\circ}C$에서 발열피크가 관찰되며, 총 45% 정도의 중량감소를 보인다. 사장석의 평균조성은 An$_{87}$이며, 사장석내 유리포유물의 전자현미분석결과는 화산암 화학분류도에서 현무암 영역에 도시된다. 이 지역의 기반암은 현무암질 라필리응회암이나 사장석편을 제외하고 벤토나이트화되어 있다. 따라서 해빈환경에서 사장석이 벤토나이트에서 분리되어 퇴적한 것으로 보인다. 앨로패인 교결층은 해수면 강하로 단구퇴적층이 지표로 노출된 후, Al의 함량이 높고 비교적 풍화에 약한 사장석이 선택적으로 풍화되어 생성되었다. 앨로패인으로 피복된 모래층 내의 자갈은 풍화반응이 지체되어 상하위층의 자갈과 비교하여 풍화도에 있어서 현저한 차이를 보인다.. 파이프 중심에서 외곽부로 갈수록 전기석의 함량은 줄어들고 있고 장석들이 알바이트ㆍ칼스베드 쌍정을 보이며, 흑운모가 각섬석보다는 우세하게 나타나고 있다. 전기석은 주상 결정, 자형 내지 반자형의 입자로 다색성을 보이며, 결정 중심에서 가장자리로 갈수록 파란색과 황갈색의 광학적 누대구조를 관찰할 수 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석에 대한 현미경 관찰은 열수기원임을 지시하고 있다. 야외조사와 현미경 관찰의 예비조사에 의하면 일광광산의 전기석이 형성된 환경은 다른2가지 화학적인 저장소의 혼합 효과의 결과로 생성되어진 것으로 예상된다. 일광의 화강암류를 만든 마그마는 전기석을 형성할 만큼의 Fe-Mg성분이 충분하지 않았을 것이다. 화강암 내에 흑운모와 각섬석의 결정작용에 의해 마그마의 Fe-Mg성분이 고갈되어지고 이로 인해 그 함량이 감소하며 상대적으로 마그마 내에 남은 붕소(B$_2$O$_3$)는 열수로 용리되고 흑운모, 각섬석과 평형을 유지하며 열수에 남아있게 된다. 잔류용융체에 남은 붕소의 함량은 전기석을 만들기에 충분함에도 불구하고, Fe-Mg 함량이 부족하여 마그마 기원의 전기석 결정을 만들 수가 없다가 광맥이 형성된 시기에 또 다른 열수가 공급되면서 이전의 평형이 깨지고 기존의 흑운모와 같은 염기성 광물이 붕소(B)를 함유한 새로운 열수와 반응하여 전기석을 형성한 것으로 예상한다. 앞으로 전암과 광물에 대해 지화학적 연구를 통해 화강암류와 전기석과의 지화학적 연관성, 주성분 원소와 열수의 특성과의 상관관계, 전기석의 기원(마그마 기원인지 열수기원인지)이 보다 정확하게 파악될 것이다. 마그마 진화에 따른 전기석의 성분변화와 기원을 이용하여 일광광산의 동광화대를 형성한 마그마 계에서 열수계로 이어지는 지질학적 과정을 이해할 수 있을 것이며, 암석 성인론적 지시자로서

• 한국패류학회지
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• 제28권3호
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• pp.225-232
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• 2012

갯벌어장에 서식하는 패류의 성분원소 함량 및 연안 생태계의 퇴적물의 지화학적 특성의 연관성을 조사하기 위하여 서해연안을 연구지역으로 선정하였다. 연구지역내 갯벌어장 표층퇴적물의 COD, AVS, IL의 지화학적특성은 다소 오염된 지역이 나타나지만 대부분 양식장 오염니 기준에 비하여 매우 낮은 농도를 보이며 패류의 성장에 영향이 적은 것으로 생각된다. 그리고 중금속에 대한 농축비(Ef) 와 농집지수 (Igeo) 의 결과는 연구지역이 오염원이 적은 자연적인 상태를 유지하여 서식하는 패류에 대한 오염이 적은 것으로 평가되었다. 또한 연구지역내에 서식하는 패류의 성분원소 함량을 분석한 결과에 따르면 퇴적물과 패류의 원소함유량의 상관관계는 연관성 있는 것으로 평가되었다. 패류의 무기원소 및 중금속의 농축은 Mn, Zn에 대해서만 상관관계가 반영되는 것으로 사료된다. 한편 갯벌어장의 패류 및 저서생물들이 서식하기에 좋은 조간대 퇴적물 상태를 유지하기 위하여 어장관리를 위한 중금속 오염에 대한 기준설정이 필요하며, 오염경로와 퇴적물의 오염원을 관리할 수 있는 체계적인 정책이 요구된다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.371-382
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• 2016

해안지역의 염수침입은 지하수내 다양한 지화학 성분들에 의해서 탐지될 수 있다. 그러나 불충분한 지하수 자료는 염수침입의 인지를 어렵게 한다. 확률밀도함수는 제한된 수질자료를 이용하여 더 넓은 범위의 확률적 예측이 가능하며 특성화된 확률밀도 분포 도출을 통하여 해안지역의 염수침입을 효과적으로 판단할 수 있다. 본 연구에서는 부산시의 해안지역 지하수, 해안유출수, 하천수의 화학성분에 대해서 확률통계기법을 적용함으로써 염수침입을 평가하였다. 이 연구에 의해서, 해수 중에 농도가 높은 항목인 Na⁺, Mg²⁺, K⁺, SO₄²⁻, Cl⁻ 은 염수의 영향유무 판별의 유용한 지시자인 것으로 판명된다. 한편, 지하수, 해안유출수 및 하천수에서 유사한 확률분포형태를 보이는 항목인 Si⁴⁺, Fe²⁺, NO₃⁻, PO₄³⁻은 염수영향에 대한 지시자로서 적당하지 않은 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.529-541
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• 2009

이 연구는 이천과 포천지역 일대에 분포하고 있는 온천에 대하여 화학성분, 산소 및 수소 동위원소, 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천별 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원과 지하수의 지화학적 상관성을 해석하고자 하였다. 이를 위하여 연구지역에서 7점의 온천수와 가스성분을 채취하였고, 온천공 주변 지하수와 지표수 17개 시료를 채취하여 분석하였다. 연구지역 온천수는 환원성환경의 중성내지는 약알카리성의 pH 특성을 보이고, 전기전도도는 $310{\sim}735\;{\mu}S/cm$ 범위를 보여준다. 온천수의 수온은 $21.5{\sim}31.4^{\circ}C$ 범위로 저온형이며, 성분상 단순온천에 해당된다. 이천지역 온천수는 중성의 pH 조건과 주변지역 지하수와 유사한 $Ca-HCO_3$ 내지는 $Ca(Na)-HCO_3$ 수리화학적 유형을 보이는 반면, 포천지역 온천수는 알카리성의 pH 조건과 $Na-HCO_3$ 유형으로 지화학적으로 상당히 진화된 특성을 보인다. 이천온천수는 우라늄의 함량이 높고, 포천지역 온천수에는 불소의 함량이 높은 것이 특징이다. 온천수의 $\delta^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 $-8.85{\sim}-10.1%o$과 $-60.8{\sim}-72.2%o$의 범위로 순환수기원을 보인다. 동위원소 조성을 보면 포천지역 온천수는 지하수에 비해 고지대 함양과 긴 유동경로를 거친 것으로 해석된다. 온천수내 영족기체 동위원소비 분석 결과 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.094\;{\times}\;10^{-6}{\sim}0.653\;{\times}\;10^{-6}$ 범위를 보인다. 이천지역 온천수는 대기기원의 헬륨이 우세하지만 맨틀(마그마)와 같은 심부기원의 혼합율이 포천지역 온천수보다 높은 특성을 보인다. 포천지역 온천수는 지각기원의 헬륨 혼합율이 높다. 또한 온천수별 동일한 기원의 혼합선상에서도 천부지하수와 심부지하수의 혼합상태에 따라서 서로 다른 $^4He/^{20}Ne$ 비를 보인다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.