• 자원환경지질
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• 제19권spc호
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• pp.131-138
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• 1986

Hydrogen and oxygen isotope ratios of thirteen of the under 2 micron size fraction of the montmorillonites were measured. The oxygen isotopic compositions of these samples range from + 17.0 to +25.1 permil and the hydrogen isotope compositions range from -47.5 to -65.8 permil with an average standard deviation of 0.7 and 2.7 permil, respectively. The oxygen isotope compositions show a positive relationship with stratigraphy whereas the hydrogen isotope compositions do not. It suggest that the montmorillonite attained isotopic equilibrium at the maximum burial depth and ratained their oxygen isotope composition on subsequent uplift. Possibilities of montmorillonite formation by weathering or hydrothermal alteration of volcanic material are eliminated by the ${\delta}D$ and ${\delta}^{18}O$ values of these samples. Calculated formation temperature lie between 29 to $80^{\circ}C$.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.231-234
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• 2003

제주대학교 시험부지에 토양수채수기를 설치하고 2002년 11월부터 2003년 6월까지 토양수의 산소와 수소 동위원소 조성을 관측하였다. 토양수의 산소와 수소 동위원소 조성은 이 지역에 내리는 강수의 동위원소 조성을 반영하고 있음이 확인되었다. 중수소과잉값(d-값)으로 볼 때 연구지역에서 지하 30cm 깊이 토양까지 강수가 도달되는데 약 2개월 그리고 60cm 깊이까지 도달되는데 약 4개월의 겉보기체류시간이 소요되는 것으로 관찰되었다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.517-523
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• 2017

물의 두 안정동위원소인 산소와 수소의 선형관계는 물의 순환을 이해하는 데에 가장 기본으로 사용되는 방법이다. 선형관계의 기울기 및 절편은 물이 각 계를 이동하면서 어떠한 물리적 과정이 일어났는가를 지시할 수 있다. 선형관계를 파악하기 위하여 보통최소자승법(ordinary least squares method, OLS)이 사용되어 왔으나, 산소와 수소동위원소 모두 불확정성을 포함하고 있기 때문에 완전최소자승법(total least squares method, TLS)이 더 정확한 기울기와 절편을 제시할 수 있다. 본 연구에서는 남극 세종기지 주변의 눈과 융설의 안정동위원소 분석값과 Lee et al., (2013)에서 관찰된 국내 서해안의 수증기의 산소와 수소의 안정동위원소값을 이용하여 OLS와 TLS를 비교하였다. 남극 세종기지 눈 안정동위원소의 선형관계에서 기울기는 7.00(OLS), 7.16(TLS)이었으며, 수증기동위원소의 선형관계의 기울기는 7.75(OLS), 7.87(TLS)로 계산되었다. 세종기지 눈 안정동위원소값은 대부분의 눈 시료가 용융이 일어났음을 의미하여, 수증기동위원소 값은 해양에서 기원한 수증기가 직접 이동하였음을 알 수 있다. 두 방법으로 계산된 기울기 값은 물리적인 과정을 해석하는 데에는 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 하지만, 지하수의 혼합과정을 이해하는 연구처럼 기울기의 절대값을 이용하는 연구에서는 기울기 값의 차이가 연구결과에 어떻게 영향을 미치는 가에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.567-577
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• 2018

우리나라에서 수막재배가 주로 이루어지는 수변지역에서는 수막재배 성수기 말기에 지하수위 하강이 심하게 나타나는 문제점이 있으며, 이러한 지하수위 하강과 지하수 자원 고갈의 문제는 인근 하천수와의 연계 특성을 고려할 때 효율적으로 해결할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 수막재배지에서의 지하수와 하천수와의 연계성 및 지하수 대수층에 미치는 하천수의 영향 범위를 논의하기 위해, 지하수의 토출온도, 지하수와 하천수의 산소 수소 안정동위원소 조성 변화 특성을 검토하였다. 연구지역은 딸기 수막재배지로 잘 알려진 논산시 광석면 왕전리 지역이며, 지하수와 하천수의 시료 채취는 2010년 2월부터 2011년 6월까지 실시되었다. 지하수의 수온 분포 패턴에 의하면, 하천수의 영향은 주로 수막재배지의 우측 부분에서 넓은 범위에 걸쳐 나타났으며, 좌측 부분은 하천 인근에서만 좁은 범위의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 수막재배지 내에서 산출되는 지하수의 산소 수소 안정동위원소 조성에서도 유사한 양상으로 나타났다.

• Ocean and Polar Research
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• 제37권4호
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• pp.327-332
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• 2015

Isotopic compositions of ice and meltwater play a very crucial role in paleoclimate studies based on ice cores and water resources research conducted in alpine hydrogeology. Better understanding of variations in the stable isotopic compositions of water is required since changes from ice to liquid water are gaining more attention due to recent climate change. In this work, a melting experiment was designed and conducted to investigate how the isotopic compositions of ice vary with time by heat sources, such as solar radiation. We conducted the melting experiment for 22 hours. The discharge rate rose to a maximum value after 258 minutes and gradually declined because we fixed the heat source. The isotopic compositions of meltwater increased linearly or to a second degree polynomial. The linear relationship between oxygen and hydrogen has a slope of 6.8, which is less than that of the Global Meteoric Water Line (8) and higher than a theoretical value (6.3). The deuterium excess decreased when ${\delta}D$ or ${\delta}^{18}O$ increases or vise versa since the slope of the relationship for ice-liquid exchange is less than 8. These findings and the apparatus of the melting experiments will make a helpful contribution to the studies of stable isotopes and the melting process in temperate and polar regions.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.329-338
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• 2003

이 연구는 무주군 적상산 부근에 위치하는 소유역(100$Km^2$)에서 지표수와 천부 지하수의 안정동위원소 조성의 시공간적 변화를 조사하기 위해서 실시되었다. 시료채취는 2001년 8월(여름)과 10월(가을), 2002년 4월(봄), 3회에 걸쳐 실시되었다. 지표수의 동위원소 조성은 계절에 따라 뚜렷이 구분되어 도시되지만 천부 지하수에서는 이러한 변화가 줄어든 것이 관찰되었다. 하지만 지표수와 지하수의 안정동위원소 조성의 변화 폭은 계절별로 서로 유사하게 나타나고 있다. 이것은 이 지역에서 강수, 지표수 및 지하수 사이의 상호작용이 매우 활발하며 지속적으로 일어나고 있음을 의미한다. 무주지역 지표수의 안정동위원소 조성은 남쪽에 위치하는 섬진강의 조성보다는 가벼운 “위도효과”를 나타내고 있다. 또한 하천수에는 동위원소 조성의 계절변화와 아울러 강수의 “고도효과”와 “우량효과”가 잘 반영되어 있음이 관찰되었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제37권2호
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• pp.141-147
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• 2015

Snow albedo can be decreased if there are any impurities on the snow surface other than the snow itself. Due to the decrease of snow albedo, melting rates of surface snow can increase, which is very crucial in climate change and hydrogeology in many parts of the world. Anthropogenic black carbons caused by the incomplete combustion of fossil fuel affect snow and tephra particles generated by geologic volcanic activities reduce snow albedo. In this study, we investigated isotopic compositions for snow covered by tephra particles and compared with this with clean snow. Isotopic compositions of snow with tephra statistically show more enriched than those of clean snow (p<0.02). This can be explained by the fact that snow becomes enriched in $^{18}O$ or D relative to meltwater as melting rates are increased. In addition, the slopes of the linear regression between oxygen and hydrogen for snow with tephra and clean snow are 6.7 and 8, respectively, and the latter is similar to that of the global meteoric water line of 8. Therefore, we can conclude that snow impurities control the isotopic compositions of snow, which is very crucial in the study of climate change and hydrogeology. To quantitatively explain these observations, melting experiments and numerical approaches are required.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.408-412
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• 2004

A total of 23 springs distributed in the southern and northern sides of Mt. Hala in Jeju Island were seasonally sampled and analyzed for their major ion chemistry and oxygen and hydrogen isotope compositions to investigate their hydrogeochemical and isotopic characteristics. Dissolved ion concentrations of the south-side springs slightly increase with decreasing altitude. This indicates that dissolved ion concentrations of groundwater recharged at higher altitudes increase by water-rock interaction during the downgradient migration of groundwater through highly permeable volcanic aquifer. Dissolved ion concentrations of the north-side springs also slightly increase with decreasing altitude, but dramatically increase at ～300 m.a.s.l. This may indicate a sudden input of contaminants to the north-side groundwater system around ～300 m.a.s.l. Springs located in areas above ～300 m.a.s.l. have very low concentrations of dissolved ions, showing little seasonal variations. Whereas springs located in areas below ～300 m.a.s.l. show a big seasonal variation in the concentration of dissolved ions. Seasonal variation of oxygen isotope compositions of springs is ～3$\textperthousand$ for high-altitude springs (～1700 m.a.s.l.) and is ～2$\textperthousand$ near shore, indicating an attenuation of the variation through mixing with other groundwater bodies during migration.

• 자원환경지질
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• 제27권4호
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• pp.345-361
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• 1994

Lens shaped titanomagnetite ore bodies in the Soyeonpyeong iron mine are embedded in amphibolites, which were intruded into Precambrian metasediments such as garnet-mica schist, marble, mica schist, and quartz schist. Mineral chemistry, K-Ar dating and hydrogen and oxygen stable isotopic analysis for the amphibolites and titanomagnetite ores were conducted to interpret petrogenesis of amphibolite and ore genesis of titanomagnetite iron ore deposits. Amphibolites of igneous origin have unusually high content of $TiO_2$, ranging from 0.94 to 6.39 wt.% with an average value of 4.05 wt.%. REE patterns of the different lithology of the amphibolite show the similar trend with an enrichment of LREE. Amphiboles of amphibolites are consist mainly of calcic amphiboles such as ferro-hornblende, tschermakite, ferroan pargasite, and ferroan pargasitic hornblende. K-Ar ages of hornblende from amphibolite and gneissic amphibolite were determined as $440.04{\pm}6.39Ma$ and $351.03{\pm}5.21Ma$, respectively. This indicates two metamorphic events of Paleozoic age in the Korean peninsula which are correlated with Altin orogeny in China. The titanomagnetite mineralization seems to have occurred before Cambrian age based on occurrence of orebodies and ages of host amphibolites. The Soyeonpyeong iron ores are composed mainly of titanomagnetite, ilmenite, and secondary minerals such as ilmenite and hercynite exsolved in titanomagnetite. The temperature and the oxygen fugacity estimated by the titanomagnetite-ilmenite geothermometer are $500{\sim}600^{\circ}C$ (ave. $550^{\circ}C$) and about $2{\pm}10^{-23}bar$, respectively. Hornblendes from ores and amphibolites which responsible for magnetite ore mineralization, have a relatively homogeneous isotopic composition ranging from +0.8 to +3.9 ‰ in ${\delta}^{18}O$ and from -87.8 to -113.3 ‰ in ${\delta}D$. The calculated oxygen and hydrogen isotopic compositions of the fluids which were in equilibrium with hornblende at $550^{\circ}C$, range from 2.8 to 5.9‰ in ${\delta}^{18}O_{H2O}$ and from -60.41 to -81.31 ‰ in ${\delta}D_{H2O}$. The ${\delta}^{18}O_{H2O}$ value of magnetite ore fluids are in between +6.4 to + 7.9 ‰. All of these values fall in the range of primary magmatic water. A slight oxygen shift means that $^{18}O$-depleted meteoric water be acted with basic fluids during immiscible processes between silicate and titaniferous oxide melt. Mineral chemistry, isotopic compositions, and occurences of amphibolites and orebodies, suggest that the titanomagnetite melt be separated immisciblely from the titaniferous basic magma.