• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권5호
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• pp.1-9
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• 2022

A correlation analysis was performed to investigate differences in the response of surface water and groundwater to drought using the Standardized Precipitation Index (SPI). Water level data of 20 agricultural reservoirs, 4 dams, 2 rivers, and 8 groundwater observation wells were used for the analysis. SPI was calculated using precipitation data measured at a nearby meteorological station. The water storage of reservoirs and dams decreased significantly as they responded sensitively to the drought from 2014 to 2016, showing high correlation with SPI of the relatively long accumulation period (AP). The responses of rivers varied greatly depending on the presence of an upstream dam. The water level in rivers connected to an upstream dam was predominantly influenced by the dam discharge, resulting in very weak correlation with SPI. On the contrary, the rivers without dam exhibited a sharp water level rise in response to precipitation, showing higher correlation with SPI of a short-term AP. Unlike dams and reservoirs, the responses of groundwater levels to precipitation were very short-lived, and they did not show high correlation with SPI during the long-term drought. In drought years, the rise of groundwater level in the rainy season was small, and the lowered water level in the dry season did not proceed any further and was maintained at almost the same as that of other normal years. Conclusively, it is confirmed that groundwater is likely to persist longer than surface water even in the long-term drought years.

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.363-379
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• 2014

옥천변성대 서남쪽 화원반도에 위치한 해남광상은 옥천층군의 석회암을 모암으로 이를 포획한 형태로 관입한 백악기 석영반암과의 접촉부를 따라 발달한 연-아연 스카른광상이다. 광석시료의 암석기재학적 특징, 스카른 및 광석광물의 조성, 그리고 관계화성암의 지화학적 연구를 통해 스카른광화작용의 특성을 파악하였다. 스카른은 석류석${\pm}$휘석${\pm}$방해석${\pm}$석영대, 휘석+석류석+석영${\pm}$방해석대, 방해석+휘석${\pm}$석류석대, 석영+방해석${\pm}$휘석대 그리고 방해석${\pm}$녹니석대 등으로 구분된다. 석류석은 안드라다이트가 주를 이루며 그로슐라와 더불어 누대구조가 발달하기도 하고, 휘석은 관계화성암에서 멀어지면서 Mn-헤덴버자이트에서 투휘석으로 순차적으로 조성이 변한다. 광석광물은 화성암체 가까이에서 황동석이 주를 이루며, 원거리로 갈수록 섬아연석과 방연석이 증가하는 경향을 보인다. 전자현미분석결과 섬아연석은 석류석${\pm}$휘석${\pm}$방해석${\pm}$석영대에서 멀어질수록 FeS가 평균 5.17 mole %, 2.93 mole %, 그리고 0.40 mole %로 점차 감소하는 경향을 보이고, 방연석의 Ag와 Bi의 함량도 석류석${\pm}$휘석${\pm}$방해석${\pm}$석영대에서 평균 0.72 wt.%, 1.62 wt.% 이던 것이 방해석+휘석${\pm}$석류석대에서는 <0.01 wt.%, 0.11 wt.%로서 감소한다. 이와 같이 해남광상은 스카른 대상분포와 더불어 광석광물의 종류 및 조성변화가 체계적으로 발달하는 특징을 나타낸다. 관계화성암인 석영반암은 Meinert(1995)가 제시한 Zn-스카른 광상보다 다소 분화된 특성을 보이는데, $SiO_2$ 함량은 72.76~75.38 wt.%로서 높은 편에 속하며, 칼크-알칼리 계열로서 과알루미나형에 해당하고, 화산호 환경의 지화학적 특징을 나타낸다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권3호
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• pp.349-358
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• 2000

충남 일원에 분포하는 초염기성 암석과 이에 수반되는 각섬암, 편암, 편마암에 대해 탄성파 및 밀도가 실험실에서 측정되었다. 밀도측정 결과 사문암은 2.6${\sim}$2.86g/cm$^3$, 활석은 2.25${\sim}$2.81g/cm$^3$, 변성암류는 2.74${\sim}$3.07g/cm$^3$의 범위를 갖는다. 이 결과 활석은 사문암으로부터의 변성과정으로 사문암 및 각섬암보다 넓은 범위를 보였다. P파와 S파의 속도는 사문암에서 각각 5719${\sim}$6062m/s, 2898${\sim}$3351m/s 이고, 활석에서 4019${\sim}$5478m/s, 2241/${\sim}$2976m/s, 각섬암에서 5375${\sim}$6372m/s, 3042${\sim}$3625m/s, 편암에서 5290${\sim}$5499m/s, 2968${\sim}$3137m/s, 편마암에서 4788m/s, 2804m/s를 보였다. P파의 속도는 밀도가 증가함에 따라 S파의 속도보다 1.47배 빠르게 증가하였다. 탄성파 속도와 밀도 사이에 비례관계가 성립하며, 특히 밀도에 따른 P파 속도 증가율이 S파 속도증가율보다 약 1.47배 크게 나타났다. 탄성파속도의 이방분석결과 편리와 직각 방향의 속도값이 평행방향의 값보다 높았는데, 특히 변성암이 더 큰 차이를 보이는바, 이는 변성암의 형성이 지체구조성 압력의 영향으로 인한 광역변성작용에 의한 것임을 시사한다. 압력의 변화에 따른 탄성파속도 변화분석 결과 대체로 압력이 20 MPa에서 70 MPa로 증가함에 따라 변성암의 탄성파속도 증가가 다른 암석에 비하여 크게 나타났다. 재계산된 탄성파속도는 각섬암이 이 지역 하부 지각에 대한 탄성파 특성을, 편마암류 및 편암은 상부지각 암석의 탄성파 특성을 지시한다고 생각된다. 한편 사문암의 측정치는 높은 사문암화 정도를 반영하기는 하지만 상부 맨틀의 암석에 대한 탄성파의 특성을 지시한다 볼 수 있다.

• 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.

• 한국광물학회지
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• 제31권1호
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• pp.47-55
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• 2018

활석은 T-O-T 구조의 함수 마그네슘 층상규산염 광물로서, 화학적 안정성과 흡착성 등의 특성을 가지고 있어 다양한 산업분야에서 첨가제, 코팅제 등으로 활용되어 왔다. 최근 나노 복합체의 안정성 향상을 위한 첨가제로서 활석 나노입자가 각광받고 있다. 본 연구에서는 고에너지 볼 밀을 이용하여 기계적인 방법으로 활석 나노입자를 형성하고, 분쇄시간에 따른 입자크기 및 결정도의 변화를 알아보고자 하였다. X-선 회절 분석 결과, 분쇄가 진행됨에 따라 활석의 피크 폭이 점진적으로 증가하여 720분 분쇄 후, 활석은 비정질에 가까운 X-선 회절패턴을 보여준다. 레이저회절 입도 분석 결과, 약 $12{\mu}m$이었던 활석의 입도는 분쇄가 진행됨에 따라 약 $0.45{\mu}m$까지 감소하였으나, 120분 이상 분쇄를 진행하여도 뚜렷한 입도의 감소가 관찰되지 않았다. 반면, BET 비표면적은 분쇄 720분까지 꾸준히 증가하여, 분쇄에 따른 입도 또는 형태의 변화가 지속적으로 일어남을 지시한다. 주사전자현미경 및 투과전자현미경 관찰 결과, 720분 분쇄 후 약 100~300 nm 내외의 층상형 입자들이 마이크로 스케일의 응집체로 존재함을 확인하였다. 이와 같은 결과는 분쇄시간이 증가함에 따라 활석의 입자크기 및 형태는 지속적으로 변화하지만, 나노입자의 특성상 재응집이 일어나 마이크로 크기의 응집체를 형성하고 있음을 지시한다. 또한 활석의 분쇄에서 판의 크기, 즉 a축, b축 방향의 길이는 감소 한계가 존재하며, 분쇄가 진행될수록 판의 두께, 즉 c축 방향의 길이 감소가 주된 분쇄 메커니즘으로 생각된다. 본 연구의 결과는 나노 활석의 형성 메커니즘에 대한 이해를 고양할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제44권5호
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• pp.373-386
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• 2011

옥천변성대의 대표적인 우라늄 광화대인 괴산군 덕평리 일대의 흑색점판암과 이에 협재하는 함우라늄 탄질점판암을 상호 구분하여 이들에 대한 지구화학적 연구를 수행함으로써 우라늄 광상의 생성환경에 대해 고찰하였다. 희토류원소 함량은 탄칠점판암이 평균 254 ppm로서 혹색점판암(169 ppm) 보다 높고, 표준시료로 표준화한 결과 탄질시료의 Eu이 현저히 부화되어 나타난다. 산화환원지시원소에 해당하는 원소들의 경우 V, Cr, Co, Ni, Mo, 및 U 등이 흑색점판암에 비해 탄질점판암에서 현저히 부화되어 있는데, 특히, V은 흑색점판암에 비해 24배, Mo은 62배, U은 60배 가량 높게 산출된다. 이 밖에 백금족원소의 경우 Pd와 Pt가 탄질점판암에서 높은 함량을 나타낸다. 정의 Eu 이상을 비롯해 표준 해수기원 셰일에 비해 현저히 부화된 상기 원소들의 산출은 이들이 단순한 해수로부터 침전된 것이 아닌 고온의 환원환경인 해저열수활동과 관련된 퇴적환경에서 생성되었음을 시사한다. 넓은 조성변화를 나타내는 주성분 원소비 ($SiO_2/Al_2O_3$: 3.98~11.88, $Al_2O_3/Na_2O$: 25.6~139.06, $K_2O/Na_2O$: 6.80~46.85)도 퇴적물의 근원암이 퇴적암과 화성암이 혼재되었을 가능성을 나타내며, 또한 황의 함량이 흑색점판암에서 평균 0.6 wt.%인 반면, 탄질점판 암에서는 2.6 wt.%로 높게 나타나는 것은 탄질점판암이 황을 다량 포함하는 열수환경의 영향을 받았음을 보여준다. 이와 같은 지화학적 특징은 옥천변성대와 지구조적으로 대비되며 퇴적분기성 기원으로 알려진 남중국형 백금족광상(Mo-Ni-Zn-PGE)의 생성환경과도 유사한 특징이다. 이상으로 보아 덕평려 일대 우라늄광화작용은 해저열수활동의 영향을 받고 산소가 결핍된 유기물이 풍부한 퇴적분지에서 형성된 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제50권5호
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• pp.325-340
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• 2017

성도 연-아연광상은 옥천층군 화전리층의 석회암을 교대한 스카른광체와 모암내 열극을 충진한 열수맥상광체로 구분된다. 스카른광물은 헤덴버자이트(hedenbergite) 계열의 휘석이 대부분이며, 그로슐라(grossular)와 안드라다이트(andradite)가 진동누대구조를 보이는 석류석, 그리고 소량의 규회석, 투각섬석, 녹염석 등이 산출되어 환원환경에서 정출된 것으로 보인다. 스카른광체에서는 섬아연석 및 방연석이 우세하고 황철석, 자류철석, 황동석이 소량 수반되며, 열수맥상광체에서는 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 황철석과 더불어 방연석, 자연비스무스 및 황석석(stannite)이 소량 수반된다. 스카른광체에서 암회색 섬아연석의 FeS 함량은 평균 17.4 mole%, 적갈색 섬아연석은 3.6 mole%이고, 열수맥상광체에서는 10.3 mole%를 나타낸다. 이들을 국내 주요 금속광상의 FeS-MnS-CdS 함량비와 비교한 결과 스카른광체는 연-아연, 열수맥상광체는 금-은 광상 영역에 도시된다. 열수맥상광체에서 산출되는 유비철석의 As 함량은 초기 31.93~33.00 at.%에서 중기 29.58~30.21 at.%로 가면서 점차 감소하며, 이에 따른 광화온도와 황분압은 초기 $441{\sim}490^{\circ}C$, $10^{-6}{\sim}10^{-4.5}atm.$와 중기 $330{\sim}364^{\circ}C$, <$10^{-8}atm.$에 해당한다. 섬아연석과 공생하는 황석석의 Fe와 Zn 조성비를 이용한 광물상 평형온도는 $236{\sim}254^{\circ}C$의 범위를 보인다. 스카른광체 황화광물의 황동위원소 조성은 5.4~7.2‰, 열수맥상광체는 5.4~8.4‰로서 화성기원과 유사하거나 다소 높은 값을 나타내어 광상을 형성시킨 황이 대체로 마그마에서 유래되었으나 일부 모암의 영향을 받았음을 시사한다. 그러나, 스카른광체와 열수맥상광체에서의 황동위원소평형온도가 각각 $549^{\circ}C$와 $487^{\circ}C$로서 상평형온도 보다 현저히 높게 나타나고 있어서 이들이 동위원소적으로 충분한 평형을 이루지 못한 것으로 추정된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권1호
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• pp.39-46
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• 2012

최근에는 지금까지 주로 탐사개발이 이루어진 구조적 저류층보다 층서적 저류층에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 얇은 두께의 가스 저류층의 경우 동조효과로 인해 겹쌓기 단면도에서 탐지가 어렵다. 게다가 얇은 저류층 내 염수가 있는 부분과 가스로 치환된 부분으로부터의 반사파가 동일한 극성을 갖는 경우 일반적인 자료 처리 기술을 이용해서 가스가 있는 부분을 규명하는 것이 쉽지 않다. 본 연구에서는 빛띠 분해를 이용해서 얇은 저류층 내 가스로 치환된 부분을 나타내는 방법을 소개하고자 한다. 먼저, Class 1, Class 3 그리고 Class 4의 AVO 반응을 가지는 매질의 물성을 이용하여 다양한 입사각과 진동수에 따른 진폭 빛띠를 분석하였다. 그 결과 입사각과 AVO 종류에 무관하게 최대 진폭 빛띠 값을 갖는 꼭지 진동수 근처에서 염수와 가스로 치환된 얇은 층의 진폭 빛띠 값이 가장 크게 차이가 나는 것을 확인하였다. 또한 Class 3와 Class 4의 성질을 가지는 매질에서는 가스로 치환된 부분의 진폭 빛띠가 꼭지 진동수에서 염수로 치환된 부분의 진폭 빛띠보다 크게 나타나는 것을 확인하였고 이러한 현상은 Class 1에서는 반대로 일어나는 것을 확인하였다. 위의 결과를 토대로 얇은 저류층내에서 가스로 치환된 부분을 염수로 치환된 부분과 구분하기 위해서 겹쌓기 단면에 빛띠 분해법을 적용하였다. 위 방법에 대한 타당성을 검증하기 위해서 동일한 반사 극성을 가지면서 염수와 가스로 치환된 부분이 모두 있는 하나의 얇은 저류층 속도 모델을 설정하였다. 결과적으로 Wigner-Ville distribution을 사용해서 얻은 꼭지 진동수 근처에서의 빛띠 분해 단면도를 통해 겹쌓기 단면에서는 구분이 어려웠던 얇은 저류층 내에서의 염수와 가스로 치환된 부분을 구분할 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제34권1호
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• pp.31-40
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• 2021

명목상의 무수 광물의 수소 원자는 격자의 결함에 존재하는 것으로 알려져 있지만, 나노 스케일 입자의 경우 입자 표면에 물과 수산기의 형태로 존재할 수 있다. 본 연구에서는 비정질 규산염 나노입자의 수소 원자 환경에 대한 정량 측정 방법으로서, 1H 고상 핵자기 공명(solid-state nuclear magnetic resonance, NMR) 분광분석의 실효성을 알아보고자 하였다. 온도와 습도가 조절되는 글러브 박스 내에서 NMR 로터에 패킹된 비정질 규산염 나노입자를 25%와 70 % 상대습도에서 2일에서 10일까지 동안 보관한 후 1H NMR 스펙트럼을 측정한 결과, 약간의 차이는 있었으나 큰 변화가 관찰되지 않았다. 이는 NMR 로터에 패킹된 시료의 수소 원자 환경이 외부 대기에 의해 거의 변화하지 않았음을 의미한다. 수화 시간에 따른 비정질 규산염 나노입자의 함수량은 약 10 % 범위에서 차이를 보이며, 이는 글러브 박스의 시간적, 공간적 습도 불균일성에 의한 것으로 생각된다. 1H NMR 스펙트럼의 정량 분석 결과, 수화 상대습도가 증가함에 따라 비정질 규산염 나노입자의 수소 원자 수 역시 선형적으로 증가하였다. 이와 같은 결과는 NMR 로터의 시료 밀폐 능력이 수화 환경을 보존하며, 대기 상대습도 변화에 따른 나노입자의 함수량 변화 측정에 적합함을 의미한다. 본 연구의 결과를 통해, 1H 고상 핵자기 공명 분광분석을 이용하여 나노 스케일의 명목상의 무수 광물의 표면적, 결정도가 습도에 따른 광물의 함수량 변화에 미치는 영향에 대한 체계적인 연구를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권2호
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• pp.45-55
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• 2006

강변여과수 취수 방식의 도입이 고려되었던 경상북도 고령군 낙동강변의 충적대수층을 대상으로 2차원 지하수 유동모사를 수행하여, 취수정 및 주변 대수층에서의 지하수위와 하천수 유입량의 계절적 변화를 분석하였다. 개념모델의 하천 경계조건은 연평균 하천수위를 고정 수두로 설정하는 경우와 실제 관측된 시계열 자료를 이용하여 변동 수두로 설정하는 경우로 구분하여 모사를 수행하였다. 모사 결과 산정된 하천수 유입 비율은 고정하천수두 모사의 경우 연중 $74.3{\sim}87.0%$의 범위를 보이며 연평균 82.4%인 반면, 변동하천수두 모사의 경우 $52.7{\sim}98.1%$, 연평균 78.5%로 나타났다. 따라서 시기별로 변동하는 하천수위가 하천수 유입 비율에 큰 영향을 미치며, 하천수 유입 비율을 정확하게 산정하기 위해서는 변동하천수두 조건을 이용해야 하는 것으로 해석된다. 강변으로부터 취수정까지의 이격거리를 변화시키면서 모사를 반복 수행한 결과 취수정 이격거리가 커질수록 하천수 혼합 비율은 다소 감소하지만 그 영향이 수 % 정도로 매우 작게 나타났다. 강변여과 취수 시 지하수위 및 하천수 혼합비율에 영향을 미치는 인자인 대수층의 수리전도도 및 저유계수, 지하수 함양량, 취수량 등에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 대수층의 평균 지하수위와 하천수 유입 비율은 취수량과 지하수 함양량 변화에 민감한 반면, 취수정의 지하수위는 수리전도도와 취수량에 민감한 것으로 나타났다.