연구지역의 조구조 위치는 북부 천산지괴 남단의 이식쿨 미세지각 연변부 봉합선 북부에 위치한다. 지구조적으로는 카지흐 만곡조산대에 속한다. 암층은 알타이드 조산복합대 이전의 대륙지각이나 대륙호 및 화산호에 발달되는 고 지각 (Paleo- continent) 조각들과 지각 퇴적물의 부가복합체(Accretionary complex)등으로 구성되어 있다. 이들은 대부분 후기 원생대 및 고생대층으로 구성되어 있다. 중앙아시아 조산대의 마그마 활동은 고 생대 초부터 화강암류가 관입하기 시작하여 고기-테티스 해양(Paleo-Tethys ocean)의 소멸과 함께 시베리아 지괴 (Siberia- Kazakhstan 미세대륙)와 타림-북중국 지괴의 대륙 충돌기(期)인 후기 데본기에서 전기 석탄가까지의 기간 동안 가장 활발하게 진행되었다. 이 기간에 키르기즈스탄의 광화작용이 집중적으로 일어났는데 주로 조산운동과 관련된 금광화작용(Orogenic gold deposit)과 섭입작용과 관련된 반암 동광화작용 및 스카론 광화작용이다. 촌아슈에 분포하는 화강암류의 암석지화학 특징은 전술한 섭입작용과 관련된 도호(Island arc)나 화산호(Volcanic arc)의 화학적 특정을 갖는 영역에 해당한다. 이들은 대부분 과알루미나(per -aluminous) 내지 메타알루미나(metaluminous) 계열의 암체들로서 동시 혹은 후 충돌 마그마호에서 유래된 특정을 보이고 있다. 촌아슈 광구지역의 지질은 캠브리아기에서 오도뷔스기의 해양 분지에서 형성된 육성 화산퇴적물로 구성된 Sokolot suite, Ashuairyk suite 층과 석회석, 이질암 등으로 구성된 캠브리아기의 Turgenaksuu suite 및 오도뷔스기의 Tashtambektan suite로 형성되었다. Pangea 육괴와 Angarida 대륙 충돌 단계인 중기 고생대에는 내해(內海) 퇴적층인 석탄기의 투룩층군(Turuk Stratum)이 형성되었다. 사암과 이질암은 해양 도호(島弧)나 활동성 대륙 연변부 환경에서 퇴적된 층으로 분류된다. 이 지역의 동 광화대 모암이 되고 있는 관입암체로는 석영섬록암-몬조섬록암-섬록암과 토날라이트-화강섬록암 계열의 암석이 있다. 촌아슈 광구에는 주로 적철석으로 되어 있는 철산화대가 광범위하게 발달하고 있다. 이 철산화대는 타쉬탐백토르스크 섬록암 복합체와 상부 리피안기와 캠브리아기의 변성 및 퇴적암 층군의 NE와 NW의 공액구조나 산포상으로 분포한다. 동 광화작용은 철 광화작용 이후 섬록암의 카리 변질작용과 규화작용 및 탄산염화 작용을 수반하면서 전기 타쉬탐백토르스크 섬록암 복합체 및 상부 리피안기와 캠브리아기의 변성 및 퇴적암 층군에 망상 또는 산포상의 열수 세맥군으로 배태된다.
A welded tuff with a near-vertical parataxitic fabric crops out as an elliptical shape($500{\times}350m$) in horizontal section, the Geumseongsan volcanic field. It intrudes the Cretaceous sedimentary rocks of the upper Hayang Group, surge tuff and rhyolite of the Geumseongsan volcanic complex. Generally it displays an ubiquitous, steeply inward-dipping welding foliation, subparallel to the margins of the intrusion, and a subvertically inward-inclined lineation defined by extremely stretched fiammes on the welding foliation plane. These fabrics suggest its overall form may be of an inverted cone-shaped plug representing a flared vent that served as a feeder for extrusive welded ash-flow tuff sheets.
The purpose of this study was to investigate the characteristics and proprieties of the granite observing results in the 4th grades elementary students' scientific inquiry activities. For this, the 4th, 94 students participated in granite observing activity which had objects to collecting applicable scientific facts for the distinguishing granite among the volcanic rocks. Following are the study results. First, the 829s of total results (879s) were admitted as the facts, but the rest, 50s were not the facts but the inference results. Second, the 542s results which were related to the shape, weigh, size, smell, sound, and touch (feeling) containing glittering of the rock specimen were the useless for the inquiry objects. And only the 85s results were the scientific facts which were deserved the admitting propriety for the inquiry objects. Third, the 185s results which were targeting to the particles (minerals) on the rock specimen were the admitting facts, but the 163s facts which were related to color, size and shape of the particles were deserved as admitting propriety for the inquiry objects. Consequently, the focusing on the proprieties of the granite observing results in the elementary students' scientific inquiry activities, only the 248 results (28.2%) of the total 879s were the admitting proprieties as the meaningful scientific facts in the scientific inquiry activities.
Geochemical and Sr-Nd isotopic compositions and K-Ar ages are analyzed in volcanic rocks from Weno Island, Caroline Islands. Seven Weno lava samples of alkali basalt and basaltic trachyandesite are aphyric or sparsely phyric comprising olivine, plagioclase, and clinopyroxene phenocrysts. Whole-rock geochemical variation of Weno lavas reflects main fractional crystallization of olivine and Cr-spinel phenocrysts. Newly determined K-Ar ages of Weno lavas range from 6.7 to 11.3 Ma (late Miocene), indicating their formation during primary volcanic stage of Chuuk Islands. Trace element compositions of Weno lavas are very similar to those of typical ocean island basalts (OIBs), suggesting their formation during intra-plate mantle plume activity. The plume composition is isotopically very similar to that of Hawaiian hot spot. However, the age span of Chuuk volcanism is longer than that of the other individual volcanoes in the Pacific.
강원도 고성 뒤배재 현무암은 산출상태, 구성광물, 주성분원소 및 미량원소의 특징에 의해 하부 현무암과 상부 현무암으로 구분된다. 하부 현무암은 집괴암의 특징을 보이고, 맨틀 및 지각기원의 포획암과 감람석, 휘석, 사장석 포획광물이 있다. 상부 현무암은 주상절리로 산출되며, 맨틀 포획암이 상대적으로 더 많고, 포획광물로는 감람석이 우세하다. 현무암의 주성분원소 및 미량원소 분석 결과 상부 현무암은 하부 현무암에 비하여 초생 마그마에 가까운 조성을 보인다. 원시맨틀로 표준화한 미량원소 및 희토류원소의 부화 및 결핍 패턴은 두 현무암이 매우 유사하나, 하부 현무암이 상부 현무암 보다 LREE의 부화 정도가 더 크다. 뒤배재 화산체의 하부 현무암은 약 0.8-1.2%, 상부 현무암은 약 3.7-4.0%의 동일한 맨틀 물질인 석류석 페리도타이트의 배취 용융으로 형성되었다. 그리고 하부 현무암내의 포획된 화강암, 포획광물의 반응연 및 사장석, 석영 등의 포획광물은 하부 현무암을 형성한 마그마와 지각물질과의 동화 가능성을 지시한다.
암석 분류에 필요한 인적, 시간적 소모를 최소화하기 위해 최근 인공지능을 활용한 암석 분류 연구가 대두되었다. 이에 본 연구에서는 편광현미경 박편 이미지를 활용하여 염기성 화산암을 세분류하고자 하였다. 분류에 사용된 인공지능 모델은 Tensorflow, Keras 라이브러리를 기반으로 합성곱 신경망 모델을 자체 제작하였다. Olivine basalt, basaltic andesite, olivine tholeiite, trachytic olivine basalt 기준시료 박편을 개방 니콜, 직교 니콜, 그리고 gypsum plate를 장착하고 촬영한 이미지 총 720장을 인공지능 모델에 training : test = 7 : 3 비율로 학습시켰다. 학습결과, 80~90%이상의 분류 정확도를 보였다. 각각의 인공지능 모델의 분류 정확도를 확인하였을 때, 본 모델의 암석분류 방식이 지질학자의 암석 분류 프로세스와 크게 다르지 않을 것으로 예상된다. 나아가 본 모델 뿐 아니라 보다 다양한 암석종을 세분시키는 모델을 제작하여 통합한다면, 데이터 분류의 신속성과 비전문가의 접근성 모두를 만족시키는 인공지능 모델을 개발할 수 있으며, 이를 통해 암석학 기초연구의 새로운 틀을 마련할 수 있을 것으로 생각된다.
2007년 11월에 천연기념물 제487호로 지정된 화순군 서유리의 백악기 화석산지는 수각류 발자국 보행렬, 식물화석, 건열, 연흔, 수평층리 등 고환경을 연구하는데 중요한 자료들을 포함한다. 이 백악기 퇴적층은 하부에 직경 5-40 cm의 다양한 성분의 화산암역을 함유하며, 후기의 화순안산암에 의해 덮인다. 백악기 퇴적층과 동시퇴적된 6시료의 화산암역과 이 지층을 덮는 화순안산암 2시료를 대상으로 전암을 이용한 K-Ar법 절대연대측정을 실시하였으며, 그 결과 백악기말의 투로니안(90-70 Ma)에서 신생대 초기인 플라이오세($63.4{\pm}1.2$, $62.1{\pm}1.2$ Ma)에 해당한다. 연대측정 결과 백악기 퇴적층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기에 대한 최대지질연대는 약 70 Ma이다. 이 연대는 여수 사도지역에서 공룡발자국을 포함하는 백악기층의 퇴적시기(71-66 Ma)와 서로 대비될 가능성을 시사한다.
The environmental tracers tritium/helium-3 (3H/3He) and chlorofluorocarbons (CFCs) were investigated in ground water from Jeju Island, Korea, a basaltic volcanic island. The apparent 3H/3He and CFC-12 ages were in relatively good agreement in samples with low concentrations of terrigenic He. Ground water mixing was evaluated by comparing 3H and CFC-12 concentrations with mixing models, which distinguished old water with negligible 3H and CFC-12, young water with piston flow, and binary mixtures of the two end members. The ground water CFC-12 age is much older in water from wells completed in confined zones of the hydro-volcanic Seoguipo formation in coastal areas than in water from the basaltic aquifer. Comparison of major element concentrations in ground water with the CFC-12 age shows that nitrate contamination processes contribute more solutes in young water than are derived from water-rock interactions in non-contaminated old water. Chemical evolution of ground water resulting from silicate weathering in basaltic rocks reaches the zeolite-smectite phase boundary. The calcite saturation state of ground water increased with the CFC-12 apparent (piston flow) age. In agricultural areas, the temporal trend of nitrate concentration in ground water was consistent with the known history of chemical fertilizer use on Jeju Island, but the response of nitrate concentration in ground water to nitrogen inputs follows an approximate 10-year delay. Based on mass balance calculations, it was estimated that about 40% of the nitrogen applied by fertilizers reached the water table and contaminated ground water resources when the fertilizer use was at the highest level.
이 연구에서는 화강암 내에 산출되는‘엔클레이브’를 ‘포유암’으로 번역할 것을 제안한다. 그리고 경상분지 화강암 내에 산출되는 심성암, 화산암, 퇴적암의 포획암과 염기성 미립 포유암의 암석기재학적 연구를 통하여 포유암의 종류를 쉽게 구별할 수 있는 수단을 제공하고자 한다. 염기성 미립 포유암의 색깔은 짙은 회록색-암회색으로 입자크기는 세립의 등립질이며, 외형은 대체로 타원형이 우세하고, 분포는 화강암체의 전반에 분포하며, 접촉변성작용의 흔적이 관찰되지 않는다. 그러나 포획암은 각진 형태가 보편적이며, 주변에 포획암의 모암이 존재하고, 관입접촉부에 집중적으로 분포하며, 접촉변성작용을 받았을 가능성이 있다. 심성암의 포획암인 경우에는 야외에서 각진 외형, 조립의 입자크기 등에서 염기성 미립 포유암과 뚜렷한 차이를 보이고 있었으며, 경하관찰에 의하면 접촉변성 작용의 흔적이 관찰되지 않는다. 그리고 응회암의 포획암인 경우에도 야외에서 각진 외형과 반상조직을 보이고, 경하에서 화산쇄설암의 조직을 그대로 유지하고 있었다. 한편, 퇴적암의 포획암인 경우에는, 포획암의 크기가 큰 경우에는 화강암이 층리면을 따라 주입되어 층리가 남아 있는 경우가 많으나, 크기가 작은 경우에는 염기성 미립 포유암과 구별이 어려운 경우가 많다. 그러나 경하관찰에 의하면, 접촉변성작용에 의한 변성광물의 출현과 더불어 퇴적암의 조직이 날아 있는 경우가 많다. 따라서 포획암은 일반적으로 색깔, 외형, 입자크기, 구조 등으로부터 야외에서 염기성 미립 포유암과 쉽게 구별이 가능하며, 작은 크기의 퇴적암인 경우에는 변성광물 조합과 조직의 현미경관찰로 염기성 미립 포유암과 구별이 가능하다.
암반 지하수의 개발이 현재 국내에서 활발히 진행되고 있으나, 이들 심부 지하수를 배태하고 있는 각종 암류에 대한 그 수리 지질학적인 산출상태를 규명키 위한 연구가 전무한 상태였다. 대체적으로 심부 지하수는 지하 심부에서 발원 형성된 지질학적인 일 및 이차 공극내에 저유된 것으로 그 산출상태가 가장 양호한 암류는 화산암류, 퇴적암류, 변성퇴적암 및 편암, 안산암류, 편마암류 및 화강암의 순이다. 특히 규모가 큰 단층, 파쇄대와 같은 이차 공극이 잘 발달되어 있는 저지대에서의 암반, 지하수의 산출상태는 규모가 적은 절리, 층리와 같은 일 및 이차 공극이 발달된 고지대보다 그 산출상태가 각 암류별로 310% 이상 높다. 특히 결정질암에 대한 적정정호 심도를 구해 본 결과 그 심도는 80m이였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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