• 제목/요약/키워드: Stable isotope compositions

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제3기층 기저역암에 협재되는 벤토나이트의 광물학, 지화학적 연구 및 층서적 적용 (Mineral Chemistry and Geochemistry of the Bentonites Intercalated within the Basal Conglomerates of the Tertiary Sediments in Korea and Their Stratigraphical Implication)

  • 이종천;이규호;문희수
    • 자원환경지질
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    • 제34권1호
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    • pp.13-23
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    • 2001
  • 김포, 장기 및 포항분지의 기저역암에 협재되는 벤토나이트에 대하여 X-선회절분석, 주사전자현미경 관찰, 중광물 분석, 화학 분석, 양이온교환능, 산소 및 수소 동위원소 분석을 이용한 광물학적 특성을 고찰하였다. 중광물 분석 결과 세 지역에서 모두 화산암에서의 특징인 깨끗한 결정면을 가지고 있는 저어콘과 인회석, 각섬석 및 흑운모가 산출되었는데, 천북역암의 시료에서는 외형이 심하게 변질되고 깨져있는 흑운모가 관찰된다. 주사전자현미경으로 각 시료를 관찰한 결과 감포와 장기역암 시료에서는 불석광물이 자생하고 있는 모습과 화산재의 탈유리질화 작용으로 생간 몬모릴로나이트가 honey-comb 구조를 보이는 등 속성작용의 증거가 관찰된 반면, 천북역암에서는 점토입자편(clay flake)들이 조밀하고 불규칙하게 엉켜 있는 모습이 쇄설성 기원임을 지시한다. 구조식을 구해본 결과 스멕타이트 그룹중 이팔면체에 해당하는 몬모릴로나이트이며 층간의 양이온은 대부분이 2가의 $Ca^{2+}$$Mg^{2+}$ 임을 알 수 있었다. 천북역암의 몬모릴로나이트 구조식에서, 팔면체에 들어있는 Fe의 산화상태를 나타내는 $Fe^{2+}/Fe^{3+}$ 비가 다른 시료보다 훨씬 적은 것은 몬모릴로나이트의 생성온도를 이용하여 생성당시의 퇴적두께를 계산했을 때, 천북역암에서의 시료가 929~963 m로 이는 야외에서의 층후인 530~580 m를 초과하고 있다. 이상의 결과 천북역암의 벤토나이트는 다른곳에서 화산회의 속성작용에 의해 형성된 후 지표에 노출되어 이동, 재 퇴적되었을 가능성을 높이 시사한다. 정제시료에 대한 주 원소분석과 미량원소분석 결과와 구조식의 자료를 이용하여 판별분석을 실시한 바, 세 분지의 시료는 구분이 가능하였다. 이는 이들의 기원이 되는 화산회의 성분과 퇴적환경의 차이에서 비롯된 것으로서, $TiO_{2}/Al_{2}O_3$비와 호정원소(compatible elements)의 함량이 천북역암에서 가장 높고, 불호정원소(incompatible element)의 함량은 상대적으로 적은 것으로, 천북 역암의 것이 상대적으로 염기성인 화산회에서 유래되었음을 알 수 있고, Fe의 경우 천북역암의 것이 주 원소분석에서나 구조식내에서 모두 3가가 우세한 것으로 보아 이의 산화 환경에 의한 영향이 판별에 있어서 큰 역할을 했음을 지시해 준다.

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상동 중석 스카른의 생성조건에 관한 연구 (Condition of the Sangdong Tungsten Skarn Formation)

  • 문건주
    • 자원환경지질
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    • 제17권4호
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    • pp.259-272
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    • 1984
  • 상동 텅그스텐 스카른의 생성온도와 동위원소가 보여준 결과는 광화용액의 근원이 마그마로부터 공급되어진 것으로 추정이 가능해 현 광체 하위부 1km 이내에 화강암류의 존재를 예측케 한바 있다. 스카른 광물군은 중앙의 운모부화대로 부터 측면으로 유체는 이동해 나가면서 평형 조건하에서 형성되어진것 같다. 광물학적 누대는 점차 외곽으로 가면서 시간이 지남에 따라 점차 확대되어 광상전반에 걸쳐 초기 광물군의 잔적을 남기면서 특징적인 스카른을 형성하였다. 중심부의 특징적인 운모-회중석대는 유체의 진화과정의 마지막 단계의 마그마 유체의 성질을 나타내 보이고 있다. 열역학적인 계산에 의한 그림을 이용해 일부 광물의 성분을 단순화시켜 스카른의 생성을 도시함으로써 정량화시켜 생성조건을 표현하였다.

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인공강우실험을 이용한 동위원소수문분리 및 각각의 추적자에 따른 의미 (Isotopic Hydrograph Separation Using Artificial Rain-on-snow Experiments and Its Implications by Each Tracer)

  • 이정훈
    • Ocean and Polar Research
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    • 제38권4호
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    • pp.331-338
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    • 2016
  • Many studies using tracers have been conducted to understand a physical process in a system. Rain-on-snow could accelerate snowmelt processes, which influences the hydrological process in both temperate and polar regions. Hydrological and ecological conditions will be affected by the amount and timing of discharge reaching the bottom of a snowpack. The discharge consists of the rain-on-snow, pore water penetrating into the snowpack and natural meltwater. In this study, after a rain-on-snow experiment, we conducted an isotopic hydrograph separation to distinguish rainwater and pore water from meltwater. Using the isotopic data of snow and meltwater from Lee et al. (2010), two components were separated based on the assumption that rainwater and pore water are new water and natural meltwater is old water. After the second rain-on-snow experiment, the maximum contributions of rainwater and pore water reached up to 69% of the discharge and then decreased. During the study period, the measured total discharge was 4153 L and 40% (based on hydrogen isotope) of rainwater and pore water was calculated in the discharge, which is not consistent with what Lee et al. (2016) calculated using chemical separation (63%). This inconsistency can be explained by how an end-member was defined in both approaches. The contributions of artificial rainonsnow and pore water to melwater discharge range between the two methods. This study will suggest a mixing calculation from isotopic compositions of the Southern Ocean.

한국 중부지역 금은광상산 섬아연석의 조성변화와 성인적 특성 (Compositional Variations of Sphalerites and Their Genetic Characteristics from Gold and/or Silver Deposits in Central Korea)

  • 최선규
    • 자원환경지질
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    • 제26권2호
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    • pp.135-143
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    • 1993
  • Chemical compositions of sphalerites from 25 gold and/or silver deposits in central Korea were obtained with an electron probe microanalyzer. The FeS contents of sphalerites depend generally upon the assemblage of associated iron sulphides (pyrite and/or pyrrhotite) especially. The sphalerites coexisting with pyrrhotite show a narrow range of FeS variation, but the sphalerites associated with pyrite and/or pyrrhotite have the variable and wide range of FeS contents. The sphalerites from Au-dominant deposits, which vary considerably in each deposit, are generally characterized by high CdS content and low MnS content. On the contrary, the sphalerites from Ag-dominant and Au-Ag deposits tend to be characterized by relatively high MnS and very low CdS content. Based upon the mineralogy, fluid inclusions and stable isotope data, the Au-dominant deposits were formed under higher temperature and deeper depth than the Ag-dominant and Au-Ag deposits. The results suggest the possibility that the diverse sources and evolution of ore fluid at the time of ore deposition are responsible for the deposition of Cd and Mn components in sphalerites.

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Examination of lysine requirement of healthy young male adults on a Chinese habitual diet by the modified indicator amino acid oxidation method

  • Tian, Ying;Peng, Jing;Chen, Yu;Gong, Junjun;Xu, Huiqing
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제8권1호
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    • pp.59-65
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    • 2014
  • There is currently no reference for intake of lysine for Chinese people; therefore, the present study was conducted to determine the lysine requirement of Chinese young male adults on a habitual Chinese mixed diet based on the modified indicator amino acid oxidation method. Seven young men with a mean age of $23.7{\pm}2.2$ years that were healthy based on questionnaire, physical examinations and screening tests were evaluated. Subjects were evaluated over five consecutive 7 day periods, during which time they were administered decreasing amounts of lysine via the diet (65, 55, 45, 35, $25mg{\cdot}kg^{-1}{\cdot}d^{-1}$). Subjects were allowed to adapt from day 1 to 6 and the isotopes were measured on day 7 in each period. The subjects' body weights, body compositions and plasma proteins were also examined during the study. Amino acid kinetics were measured based on the indicator amino acid oxidation technique using the $^{13}CO_2$ release rate and phenylalanine oxidation rate to estimate lysine requirements. Body weights, body compositions, and plasma proteins of subjects did not change significantly relative to those at baseline. The mean and the upper 95% CI of lysine requirements of Chinese habitual diets were determined to be 58.41 and $70.09mg{\cdot}kg^{-1}{\cdot}d^{-1}$, respectively, based on the $^{13}CO_2$ release rate and 54.28 and $65.14mg{\cdot}kg^{-1}{\cdot}d^{-1}$, respectively, based on the phenylalanine oxidation rate.

잣나무 생장과 목질부내의 전질소, 탄소 및 질소 동위원소 조성과의 상관관계 (Correlation of Growth Performance with Total Nitrogen, Carbon and Nitrogen Isotope Compositions in the Xylem of Pinus koraiensis)

  • 이위영;박응준;한상억
    • 한국산림과학회지
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    • 제99권3호
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    • pp.353-358
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    • 2010
  • 잣나무 목질부의 전질소 함량, 질소 및 탄소 동위원소비와 생장량과의 관계를 구명하고자 목편을 채취, 목질부의 질소 함량, 질소 및 탄소 동위원소비를 측정하여 목편의 연륜 폭과의 관계를 분석하였다. 목편의 연륜 폭과 ${\delta}^{13}C$ 및 전질소 함량과는 각각 p=0.003, p=0.024로 유의적 정의 상관관계가 있었고, 전질소 함량과 ${\delta}^{13}C$값과도 정의 상관관계(p=0.038)가 있어 목질부의 $^{13}C$량이 높고 또한 전질소 함량이 높을수록 잣나무 생장량도 증가하는 것으로 나타났다. 반면 목질부의 ${\delta}^{15}N$값과 C/N율이 낮을수록 연륜 폭이 증가하는 것으로 나타났다. 잣나무 가계간의 비교에서 생장이 우수한 가계일수록 그 목질부의 ${\delta}^{13}C$값이 큰 것으로 나타나 잣나무의 ${\delta}^{13}C$값이 상대적으로 높으면 생장도 우수한 것으로 추정된다. 이러한 결과로 잣나무 목질부내의 ${\delta}^{13}C$값 및 전질소 함량은 생장량과 밀접한 관계가 있는 인자로 추정된다.

이차이온질량분석기의 원리와 지질학적 응용 (Secondary Ion Man Spectrometry: Theory rind Applications in Geosciences)

  • 최변각
    • 암석학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.222-232
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    • 2001
  • 이차이온질량분석기는 고속으로 가속된 일차이온을 고체 시료 표면에 충돌시켜, 이차이온을 발생시킨 후 질량분석 장치를 통해 분석하는 장치이다. 시료에 충돌하는 일차이온빔의 크기를 마이크론 단위까지 줄여 미세영역에 대한 분석이 가능하므로 이온현미분석기라고도 불린다. 이차이온질량분석기의 정밀도와 정확도는 고전적인 질량분석기에 비해 떨어진다. 하지만, 극소량의 시료로 분석이 가능하며, 화학적 전처리 과정 없이 연마편을 이용하여 매우 좁은 영역에서 동위원소의 분포를 연구할 수 있다는 장점이 있다. 지구화학/우주화학 분야에서 이차이온질량분석기의 활용은 최근 급속히 증가하고 있으며, 주로 (1) 수소, 탄소, 산소, 황 등의 안정동위원소 연구, (2) 함 우라늄/토륨 광물의 절대연령측정, (3) 광물 내 미량원소의 분포 연구, (4) 선태양계 광물 발견 및 이들의 동위원소 연구 등에 사용되고 있다.

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고해상도 강우동위원소변동에 대한 연구 (A High-resolution Study of Isotopic Compositions of Precipitation)

  • 이정훈;김송이;한영철;나운성;오윤석;김영희;김혜린;함지영;최혜빈;고동찬
    • 자원환경지질
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    • 제48권5호
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    • pp.371-377
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    • 2015
  • 강우의 산소 및 수소안정동위원소는 물순환 연구에서 수분의 이동 및 강우와 지하수계의 상호작용을 이해하는 데에 사용되어 왔다. 종유석 및 빙하의 안정동위원소를 이용하여 과거의 기후 및 기상을 이해하는 데에 이용되고 있으며, 이러한 과거지시자를 설명하기 위한 전지구순환모델의 기초자료로 이용되고 있다. 동위원소 분석기기의 발전으로 인해 이전보다 고해상도 연구가 점차 가능해 지고 있으며, 강우안정동위원소 역시 고해상도 연구에 대한 필요성이 제기되고 있다. 이번 연구에서는 해안에서 강우안정동위원소의 변동을 관찰하기 위하여 자동시료채취장치를 개발하여 강우량에 따라 5-15분 간격으로 강우시료를 채취하였다. 강우동위원소의 변동은 연구기간동안 최대 -5.7(-40.1)‰, 최소 -10.8(-74.3)‰ 값을 보였으며, 연구기간동안 강우안정동위원소의 산소와 수소의 선형관계의 기울기는 6.8이며, 이를 강우사상으로 분리하면 각각 5.1, 4.2, 7.9, 7.7이다. 이는 첫 두 강우가 내리면서 증발이 일어났음을 지시하며, 시간이 갈수록 증발이 더 이상 일어나지 않았음을 의미한다. 이러한 안정동위원소의 분화는 여러 물순환 연구에 시사하는 바가 크며, 앞으로 강우안정동위원소를 이용한 연구를 수행할 때 강우의 고해상도 분석이 필요할 것으로 판단된다.

지방산조성과 탄소동위원소 분석에 의한 참기름에 혼입된 타식용유의 검출방법 (Detection of the Adulterated Sesame Oil by the Analysis of Fatty Acid Compositions and Carbon Isotope Ratio)

  • 하재호;허우덕;황진봉
    • 한국식품과학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.345-350
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    • 1993
  • 참기름의 품질을 보다 정확하게 평가할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 지방산조성과 탄소동위원소 비율을 측정하였다. 부정참기름을 제조할 때 주로 사용될 수 있는 5종의 식용유와 참기름의 지방산조성을 분석한 결과 유채유과 대두유의 경우 linolenic acid의 함량에 있어 참기름과 큰 차이를 보였다. 각종 식용유의 상대적 지방산조성비를 비교한 결과 미강유는 stearic acid에 대한 palmitic acid, 유채유는 oleic acid에 대한 linoleic acid, 면실유의 경우 oleic acid에 대한 linoleic acid의 비율을 측정함으로써 혼입 여부를 추정할 수 있었다. 각종 식용유의 탄소동위원소를 측정한 결과 oleic acid의 경우 참기름 $-27.60%_{\circ}$, 미강유 $-29.56%_{\circ}$, 유채유 $-27.14%_{\circ}$, 면실유 $-27.03%_{\circ}$, 대두유 $-28.03%_{\circ}$, 옥배유 $-19.40%_{\circ}$이었고 linoleic acid의 경우 참기름 $-27.70%_{\circ}$, 미강유 $-28.53%_{\circ}$, 유채유 $-26.95%_{\circ}$, 면실유 $-26.84%_{\circ}$, 대두유 $-28.15%_{\circ}$, 옥배유 $-17.11%_{\circ}$로 나타났다. 지방산조성만으로 혼입여부를 추정하기 어려웠던 옥배유의 탄소동위원소비가 참기름의 탄소동위원소비보다 현저히 높아 혼입여부를 쉽게 추정할 수 있었다.

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공주 무령왕릉과 왕릉원 내부에 사용한 석회 및 점토의 재료학적 동질성과 조달체계 검토 (Consideration of Procurement System and Material Homogeneity for Lime and Clay using the Tombs within the King Muryeong and the Royal Tombs in Gongju, Korea)

  • 최일규;양혜리;이찬희
    • 자원환경지질
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    • 제55권5호
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    • pp.447-463
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    • 2022
  • 공주 무령왕릉과 왕릉원의 축조에 사용한 석회와 점토는 부재료로서 벽체의 줄눈재와 미장재로 활용되어 구조적인 보조 역할을 수행하고 있다. 이 연구에서는 석회와 점토에 대한 정량분석을 통해 재료학적 특성과 고분 간의 동질성을 해석하였다. 석회와 점토에 대한 미세조직과 조성분석 결과, 그룹별로 모든 시료에서 거의 동일한 광물이 동정되었으며, 열분석에서도 유사한 열적 특성이 나타났다. 조성으로 볼 때, 고분에 관계없이 지구화학적 거동특성도 매우 유사하였다. 이들의 조성은 CaO-MgO-SiO2 성분계, RO2-(RO+R2O) 상관도, A-CN-K 및 A-CNK-FM 삼각도에서도 높은 동질성이 나타났다. 따라서 왕릉원 축조에 사용한 점토는 인근에서 수급한 것으로 해석되며, 석회의 원료물질은 주로 방해석으로 구성된 굴과의 패각을 활용한 것으로 판단된다. 석회의 원료는 금강 하류의 서해안 일대 패총에서 수급한 것으로 추정할 수 있으나, 공급지 검토는 안정동위원소 분석 및 탄산 염암의 사용과 재현실험을 통해 검증할 필요가 있다.