경상분지 내 주요단층의 K-Ar 연대: 신생대 단층활동의 시·공간적 특성

송윤구,심호,홍성식,손문,Song, Yungoo,Sim, Ho,Hong, Seongsik,Son, Moon 대한자원환경지질학회 2019 자원환경지질 Vol.52 No.5

본 연구에서는 경상분지에 나타나는 주요 단층의 단층 gouge 대상으로 단층 gouge bulk 시료 및 선별시료의 $0.1{\mu}m$ 이하 입도시료를 대상으로 수행한 K-Ar 연대측정 결과를 제시하였다. 이 결과를 대상 시료의 광물학적 특성에 기초한 해석을 통해 단층의 활동시기를 해석하고, 기존의 단층 활동연대자료와 종합하여 신생대의 단층활동의 시 공간적 특성을 알아보고자 하였다. 대상시료의 광물학적 특성을 고려한 K-Ar 연대 측정값의 의미를 종합해 보면, 경상분지 주요 단층에서는 전기 신생대인 약 50 Ma 전후시기, 30 Ma 이 후 시기, 그리고 20 Ma 이 후 시기 등 최소 3차례의 단층활동이 있었던 것으로 해석할 수 있다. 양산단층은 공간적으로 단층 북단에서 단층활동 연대가 젊게 나타나는 경향을 보이고 있다. 오천단층 및 그 연계단층, 그리고 경주지역 지점 단층에서는 30 Ma 이 후 시기 및 20 Ma 이 후 시기의 단층활동이 집중되어 나타나고 있다. 이는 보다 정밀한 단층 활동연대를 결정하는 혼합연대 결정법인 illite-age-analysis(IAA)법 적용을 통해 보완될 것이다. 본 연구와 같은 경상분지 내 주요 단층에 대한 복수의 단층 활동연대 결정은 신생대 시기의 한반도 동남부 지역의 지구조 진화모델 확립에 결정적인 정보를 제공할 것이다. We present the K-Ar age-dating results of the bulk and the less than $0.1{\mu}m$ fraction of the fault gouges collected from some major faults in the Gyeongsang basin. We try to determine the timings of fault activation based on the mineralogical characteristics, and to interpret the spatio-temporal variability of the major fault events during the Cenozoic Era by considering together with the previous results. We propose at least the 3-times of major fault events at about 50 Ma, and just after 30 Ma and 20 Ma in the Gyeongsang basin, which were inferred from the combined approach of the K-Ar ages and the clay mineralogy of the bulk fault gouges and the <$0.1{\mu}m$ fractions. The fault activation timings of the Yangsan fault tend to be younger in the northern part than in the southern part. In particular, the inferred fault events just after 30 Ma and 20 Ma are mainly detected in the Ocheon fault and the related faults, and the fault in the Gyeongju area. The fault activation timings of the major faults can be revised accurately by using illite-age-analysis(IAA) method. These geochronological determinations of the multiple events of the major faults in the Gyeongsang basin are crucial to establish the tectonic evolution in the southeastern part of the Korean Peninsula during the Cenozoic Era.

Temperature-Pressure Estimation of Metasediments in Seosan Area

송윤구,문희수,이한영,Song, Yungoo,Moon, Hi-Soo,Lee, Han Yeang The Korean Society of Economic and Environmental G 1989 자원환경지질 Vol.22 No.4

서산지역의 변성퇴적암류에 대한 변성온도 및 압력 조건이 공존하는 변성광물에 대한 분석결과로부터 측정될 수 있었다. 석류석과 흑운모 지온계 (Ferry and Spear, 1978; Ganguly and Saxena, 1984)를 이용한 온도 측정 결과, 서산층에 서는 $620{\pm}40^{\circ}C$이며, 대산층에서는 $520{\pm}20^{\circ}C$인 것으로 나타났다. 석류석-사장석-$Al_2SiO_5$- 석영 지압계 (Newton and Haselton, 1981; Gangul and Saxena, 1984)을 이용한 압력 측정 결과, 두 층 모두 5-6kb로, 유사한 압력 조건을 보여주고 있다. 이같은 결과는 같은 압력 조건 아래에서 서산층이 대산층보다 상대적으로 높은 온도의 변성작용을 받았음을 제시해 준다. 서산층과 대산층에서 Fe, Mg, Mn 등 주원소에 대한 석류석의 chemical zonation은 서로 다른 양상을 보여 주는데, 아마도 두 층이 다른 열적 변성과정(thermal history)을 받아온 결과인 것같다. Peak or near-peak metamorphic temperatures and pressures for Seosan area could be estimated from major element method. Temperatures calculated from garnet-biotite geothermoneter(Ferry and Spear, 1978; Ganguly and Saxena, 1984) are $620{\pm}40^{\circ}C$ and $520{\pm}20^{\circ}C$ for Seosan and Daesan Formation respectively. Presures derived from garnet-plagiciase-$Al_2Si_O_2$-quartz geobarometer(Newton and Haselton, 1981; Ganguly and Saxena, 1984)suggest 5-6kb for both of Seosan and Daesan Formation. These results suggest that under isobaric, Seosan Formation underwent relatively high temperature metamorphism compared with Daesan Formation. Chemical zonations of garnet for major elements such as Fe, Mg, and Mn in Seosan and Dasan Formation show different patterns each other probably caused by different thermal history.

항생제-스멕타이트 복합물 유도 및 소화기계 약물전달체로의 가능성

송윤구,정동훈,송영구,최우현,Song, Yungoo,Chung, Donghoon,Song, Young Goo,Choi, Woohyun 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.3

본 연구에서는 흡수성 항생제인 Amoxicillin과 Clarithromycin, 그리고 아미노글루코사이드 (Aminoglucoside) 계열 비흡수성 항생제인 Gentamicin, Tobramycin 및 Netilmicin의 스멕타이트 층간 유도를 통해 항생제-스멕타이트 복합물을 합성하고, 이 중 Clarithromycin-스멕타이트 복합물 대상 예비 용출실험을 통해 소화기계 항생제 약물전달체로의 가능성을 확인하고자 하였다. 실험 결과, 5종의 항생제 모두 수용액 상태에서의 교환반을을 통해 스멕타이트 층간에 유도되었다. Clarithromycin에 대하여 스멕타이트 층간 최대 유도 량을 결정하기 위한 농도별 평형반응실험 결과 Langmuir isotherm을 따르며, 층간 최대유도 량은 1.811 mmole/g으로 계산되었다. Clarithromycin-스멕타이트 복합물 대상 pH=2, 3 및 4 용출용액을 이용한 예비 용출실험결과 모든 용출용액에서 지속적인 용출이 일어났으며, pH 증가에 따라 용출량은 감소하였다. In this study, we aimed to make antibiotic-intercalated smectite composites using amoxicillin and clarithromycin as hygroscopic antibiotics, and gentamicin, tobramycin and netilmicin as non-hygroscopic aminoglucosides, and to check their drug delivery potential in gastric system using preliminary in-situ column release test for clarithromycinsmectite composite. All antibiotics were successfully intercalated into the interlayer of smectite by cation-exchange reaction in the batch experiment. Equilibrium batch test showed that clarithromycin-intercalation followed Langmuir isotherm and the possible maximum amount was calculated as 1.811 mmole/g. Clarithromycin was continuously released by the solutions of pH=2, 3, and 4 and the amount was decreased with pH increase.

상천리 일대 양산단층의 재활동 연대

송윤구,박창윤,심호,최우현,손문,Song, Yungoo,Park, Changyun,Sim, Ho,Choi, Woohyun,Son, Moon,Khulganakhuu, Chuluunbaatar 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.2

본 연구에서는 한반도 남동부지역 주요단층인 양산단층대 주단층이 지나는 울산시 상천리일대 3개 단층점토 지점의 각 3개 입도분리 시료에 대한, 일라이트 폴리타입 정량분석법, K-Ar 연대측정, 일라이트 혼합연대해석법(IAA)법 적용 및 해석을 통해 단층 재활동 절대연대를 결정하였다. 연대측정 및 해석결과, 상천리지점 단층시료에서 41.5~43.5 및 50.7 Ma의 2회 천부단층 재활동연대를 결정하였다. 본 연구결과는 양산단층에 대한 최초의 단층 재활동연대를 직접적인 방법으로 결정한 것으로, 양산단층 생성시기가 이 시기 이전이었으며, 최소 2회 이상의 재활동이 있었음을 의미한다. 양산단층대의 단층점토에 대한 추가적인 연대측정이 이루어질 경우 양산단층의 재활동 시간대를 구체화할 수 있을 것으로 생각된다. Here we firstly present that a timing of reactivated event of Yangsan fault, the major fault in the southeastern Korean Peninsula, by using combined approaches of the optimized illite-polytype quantification, the K-Ar age-dating, and the recently developed illite-age-analysis (IAA) approach for the fault clays from Sangcheon-ri area of Yangsan main fault line. Two chronological record of brittle fault-activation event at about 41.5~43.5 and 50.7 Ma were determined from 3 fault gouges suggesting a crucial reactivation time-scheme. Furthermore, the regional processes that drive tectonics to form and reactivate the Yangsan fault may be explained from the chronological analysis for additional sites along the Yangsan fault.

인제단층의 중생대 이 후 재활동 연대

송윤구,정동훈,박창윤,최성자,강일모,이기욱,Song, Yungoo,Chung, Donghoon,Park, Changyun,Choi, Sung-Ja,Kang, Il-Mo,Yi, Keewook 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.1

본 연구에서는 한반도 중부지역 주요단층 중의 하나로 선캠브리아기의 흑운모 화강편마암을 절단하는 인제단층의 단층점토에 대한 IAA법 적용 및 해석을 통해 단층 재활동 절대연대를 결정하였다. 인제단층 홍천지점에서 채취된 4개 단층시료에 대한 K-Ar 연대측정 및 IAA 해석 결과, 3회($87.0{\pm}0.12Ma$, $65.5{\pm}0.05$ 및 $66.6{\pm}1.38Ma$, $45.6{\pm}0.15Ma$)의 뚜렷한 천부 단층 재활동연대가 확인되었다. 동일한 방법으로 결정된 193~196 Ma 및 $254.3{\pm}6.96Ma$의 $2M_1$ 일라이트 연대는 상대적으로 심부의 단층활동과 연관된 것으로 보인다. 본 연구결과들은 $254.3{\pm}6.96Ma$ 시기에 인제단층이 처음 생성되었을 가능성이 있으며, 약 87 Ma 이 후로는 천부 지각에서의 단층활동이 일어났었음을 제시한다. 약 87 Ma 이 후의 천부 지각 단층활동은 동 시기를 전후로 해서 한반도에 영향을 불국사 조산운동에 기인하는 것으로 생각된다. Recently developed illite-age-analysis(IAA) approach was applied to determine the fault-reactivated events for the Inje fault that cut through Precambrian biotite granitic gneiss with NNE-SSW trend in the middle of Korean peninsula. Three distinct fault-reactivated events of shallow crustal regime were recognized using the combined approach of optimized illite-polytype quantification and K-Ar age-dating of clay fractions separated from 4 fault clay samples: $87.0{\pm}0.12Ma$, $65.5{\pm}0.05$ and $66.6{\pm}1.38Ma$, $45.6{\pm}0.15Ma$, respectively. As well, $2M_1$ illite ages of 193~196 Ma and $254.3{\pm}6.96Ma$ were discernible, which may be related to the fault-activated time in the relatively deep crust. The study results suggest that the Inje fault would be firstly formed at $254.3^{\circ}$ ${\ae}6.96Ma$ and sporadically reactivated in shallow regime since about 87 Ma. These reactivation events in shallow regime might be due to the Bulguksa orogeny that would be strongly influenced in Korean peninsula at that time.

일라이트 폴리타입: 그 특성과 단층 활동연대 결정에의 활용

송윤구,Song, Yun-Goo 대한자원환경지질학회 2012 자원환경지질 Vol.45 No.2

일라이트에서 적층방식을 달리하여 나타나는 폴리타입은 대부분 1M과 $2M_1$이며, 적층 Disordering에 따른 $1M_d$ 또한 흔히 관찰된다. 본 해설에서는 일라이트의 폴리타입을 구분하고 정량적으로 해석할 수 있는 광물학적 이론적 근거와 방법을 소개하고, 소규모 열수환경에 준하는 단층대 내 생성시기 및 조건을 달리하는 일라이트 폴리타입 혼합물에의 적용을 통한 단층 활동 및 재활동연대 결정에의 활용 가능성을 검토하였다. 단층연대해석의 정확도와 신빙도를 높이기 위해서는 단층암 대상시료 내 일라이트 폴리타입의 생성환경에 대한 정보, 동정 및 광물학적 특성에 대한 규명이 이루어져야 한다. 또한 WILDFIRE(C)시뮬레이션을 이용한 정량분석에서, $1M_d$ 폴리타입의 Disordering 정도 및 I/S 광물의 팽창도에 기인한 (hkl) 회절선들의 Broadening 효과 등 일라이트 폴리타입 정량분석법의 오차요인을 최소화시키는 하기 방법을 고려해야 할 것이다. The 1M and $2M_1$ stacking sequences are the most frequently encountered in the illite species among the possible 6 polytypes. The $1M_d$, derived from the 1M polytype which exhibits a variable degree of disorder in the stacking sequence, is also observed in illite samples. In this paper, the author introduces and reviews the theoretical background of the quantitative analysis method of illite polytypes, and considers the possibility to determine the fault age and its reactivation age using K/Ar age-dating based on the quantification of illite polytypes in the fault system. For the increase of the accuracy and precision of the illite age analysis method, the occurrence, identification, and mineralogical characterization of illite polytypes should be defined in detail. The broadening effect of (hkl) reflections, due to disordering of 1M polytype and the presence of I/S minerals with expandability, are also considered as the main parameters controlling the quantification of illite polytypes using the WILDFIRE(C)simulation.

Aluminogermanate Precursor의 자기조합(Self-assembly)을 통한 단일 벽을 갖는 나노-볼형 및 나노-튜브형 광물 유도

송윤구,이영부,Song, Yun-Goo,Bac, Bui Hoang,Lee, Young-Boo 대한자원환경지질학회 2009 자원환경지질 Vol.42 No.5

본 연구에서는 단일 벽(Single-wall) 구조를 갖는 나노크기의 속이 빈(hollow) 볼(Ball)형(NBs; Nano-balls), 짧은 길이 튜브(S-NTs; Short-fiber Nano-tubes)형 및 긴 길이 튜브(L-NTs; Long-fiber Nano-tubes) 물질을 동일한 조성 Al/Ge=1.33을 갖는 Aluminogermanate(ALGE) Precursor 최초 혼합용액의 단순한 pH 조절 과정에서 자기조합(Self-assembly)을 통해 성공적으로 합성하였다. 먼저 pH=13으로의 염기성화(Na/Al=28~30) 및 최종 pH=9 조건에서 5 nm의 균질한 크기를 갖으며, 화학조성인 Al/Ge=1.5~1.6인 속이 빈 구조의 NBs가 합성되었다. pH=13으로의 염기성화 및 최종 pH=4 조건에서는 3.3 nm 지름, 길이 15~20 nm, Al/Ge=2.6~2.8의 S-NTs가 합성되었다. 그러나 pH=9로 염기성화(Na/Al=3.8) 시킨 후 최종 pH=4조건에서는 나노-튜브의 길이가 100 nm 이상인 L-NTs가 처음으로 합성되었다. 이러한 결과는 ALGE Precursor로부터 -Ge-OH 표면에서의 $H^+$-dissociation 정도 차이, 즉, $Na^+$ 양 및 최종 pH 조건을 달리함으로써 의도하는 형태의 ALGE 나노물질 유도가 가능함을 시사한다. Ordered single-walled hollow aluminogermanate (ALGE) nano-balls(NBs) and nano-tubes(NTs) have been self-assembled from the ALGE precursors having an Al/Ge ratio of 1.33 using simple pH-control. The hollow ALGE NBs with average monodisperse diameters of 5 nm and chemistry of Al/Ge=1.5~1.6 were formed through structural assembly in the ALGE solution (Al/Ge=1.33) highly basified to pH=13(Na/Al=28~30) and followed by immediate acidification to pH=9. When the basified solution(pH=13) were acidified to pH=4, ALGE S-NTs (Short-fiber nano-tubes) with diameters of 3.3 nm, 15~20 nm in length, and chemistry of Al/Ge=2.6~2.8 were successfully synthesized. Whereas the solution was basified to pH=9, and subsequently acidified to pH=4, L-NTs(Long-fiber nano-tubes) with >100 nm in length were synthesized for the first time. The self-assembly of the hollow NBs, S-NTs, and L-NTs form the ALGE precursors can be explained by the degree of $H^+$-dissociation of the -Ge-OH inner surfaces, which was controlled by amount of $Na^+$ and pH conditions of ALGE precursor solutions. This results indicate that target forms of ALGE nanomaterials can be synthesized by simple pH controls.

Supergene Chloritization and Vermiculitization in Hornblende Gneiss, the Cheongyang Area, Korea

송윤구,문희수,Song, Yungoo,Moon, Hi-Soo The Korean Society of Economic and Environmental G 1991 자원환경지질 Vol.24 No.3

청양지역의 각섬석편마암을 구성하는 흑운모는 심한 변질작용을 받아 녹니석화 및 질석화되어있다. 흑운모와 변질작용의 산물들에 대한 체계적인 전자현미분석은 이들 변질작용의 진행과정에서의 화학적 변화양상에 대한 중요한 정보를 제공해 준다. K와 Ti의 이탈작용은 두 변질작용에서 모두 나타나는 공통된 현상이지만, 흑운모의 사변체화 팔면체에서의 치환양상은 두 작용에서 전혀 다르게 나타난다. 그러나, 두 작용은 모두 층간의 전기적 균형을 이루려는 치환양상을 보이고 있다. 녹니석화 작용에서는 사면체내의 Si수가 일정하게 유지되며, 팔면체내에서의 Fe 및 Mg에 대한 Al의 치환양상이 두드러지게 나타난다. 이와는 달리, 질석화작용의 경우, 초기에는 일반적인 변질작용의 경향과 일치하는 dioctahedral화 되는 치환작용, 즉, Al의 팔면체에 대한 치환도가 증가하는 경향을 보이지만, 후기에서는 Al의 사면체로의 치환과 Fe의 팔면체 치환이 두드러지게 나타나는데, 이는 Fe의 양의 증가와 산화작용에 의한 결과로 생각된다. 두 변질작용은 모두 하나의 흑운모 구조가 곧바로 하나의 녹니석 및 질석으로 변화하는 과정과 두개의 흑운모 구조가 하나의 녹니석 및 질석으로 변화하는 과정이 제시되어 있는데, 현미경관찰 결과 및 화학적인 변화양상 등을 고려하여 볼 때, 녹니석화작용의 경우는 후자의 변화과정이 우세하였을 가능성이 높으며, 이 작용에 의해 변질과정이 요구되는 Al의 자체공급도 가능할 수 있다. 반면에 질석화 작용은 전자의 변화과정이 우세하였을 것으로 보이는데, 후기의 치환작용에서 요구되는 Fe의 증가는 보다 드물게 병행된 두개의 흑운모층이 하나의 질석으로 되는 작용의 결과로 생각할 수 있다. 질석화작용은 Fe의 전하상태가 매우 중요한 역할을 하는 것으로 보이는데, 이에 대한 해석을 위하여 몇가지 가정하에서 구조식을 재계산하여 보았다. 그 결과 질석에 적절한 구조식이 되기 위해서는 상당량의 Fe의 산화를 요구하게 되는 것으로 나타났다. 산화작용의 시기는 확실하지는 않지만, 치환작용변화가 일어난 질석화작용의 후기일 가능성이 높다. A biotite that substantially altered to chlorite and vermiculite in hornblende gneiss from Cheonyang, Korea, has been investigated with electron microprobe analysis. The data show the general variational trends of Ti and K-leaching with increased weathering. However, the chloritization is characterized by Si- conservative reaction and relatively dramatic increase of Al-for-(Fe+Mg) octahedral substitution, whereas the vermiculitization is characterized by total Mg-conservative and Ca-enriching exchange reaction. In the initiating stage the vermiculitization proceeded in a continuous decrease of the Al-for-Si tetrahedral substitution and an increase of the Al-for-(Fe+Mg) octahedral substitution, supporting the currently accepted weathering process. But it differs in the late stage, in which AI(IV) and Fe increase significantly. Recalculations of the structural formular for vermiculite on the basis of several assumptions indicate that the oxidation of Fe is necessary for vermiculite to form the reasonable strutural formular. The relative timing of the oxidation of Fe probably occurs in the late stage, supported by the substantial increase of the Al-for-Si tetrahedral substitution.

사문석화된 초염기성압체의 함니켈 이차변질광물들의 산출상태

송윤구,문희수 한국광물학회 1993 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.6 No.1

질석의 광물학적 특성과 질석화 과정의 층전하 변화

송윤구 한국광물학회 1995 광물과산업 Vol.8 No.2