부산시 금정구 일대 암석 및 토양에서 일부 환경방사성 핵종들의 분포 특성

이효민(Hyomin Lee),문기훈(Ki-Hoon Moon),김진섭(Jin-Seop Kim),안정근(Jung Keun Ahn),김현철(Hyun-Chul Kim) 한국암석학회 2008 암석학회지 Vol.17 No.3

부산 금정구일대의 암석, 토양 및 토양가스 내 주요 환경방사성 핵종들(<SUP>40</SUP>K, <SUP>228</SUP>Ac, <SUP>226</SUP>Ra, <SUP>222</SUP>Rn) 및 U의 분포 특성에 대하여 연구하였다. 연구지역의 화강암질 암석들에서 환경방사성 핵종들의 방사능은 <SUP>40</SUP>K>토륨붕괴계열>우라늄붕괴계열 순으로 낮게 나타나 화강암질 암석에서 U에 비해 Th이 상대적으로 많이 부화됨을 잘 나타내고 있다. 그러나 암석 내 U 농도 및 <SUP>226</SUP>Ra and <SUP>228</SUP>Ac 방사능은 암석의 분화단계를 잘 반영하지 못하고 있다. 잔류토양 내 환경방사성 이 핵종들의 방사능과 U의 농도는 모암에 비해 높게 나타나며, 토양가스, 토양 및 암석에서 환경방사성 핵종들의 분포는 낮은 정의 상관관계를 보인다. 이러한 사실들은, 토양가스 및 토양에서 환경방사성 핵종들의 방사능은 모암에 의한 영향보다, 암석의 풍화작용과 토양형성작용 동안 이들 핵종들과 모핵종들의 용탈 및 흡착 등의 거동 특성에 의한 영향을 더 크게 받음을 시사한다. The distribution characteristics of some major environmental radionuclides (<SUP>40</SUP>K, <SUP>228</SUP>Ac, <SUP>226</SUP>Ra, <SUP>222</SUP>Rn) and U in rocks, soils and soil gas were studied at Geumjeong-Gu, Busan, Korea. The activities of radionuclides in granitic rocks are decreased in the oder of <SUP>40</SUP>K>thorium decay series>uranium decay series. This reveals that Th was relatively more enriched in granitic rocks than U. The U content and activity of <SUP>226</SUP>Ra and <SUP>228</SUP>Ac, however, don’t reflect the fractionation sequence of granitic rocks in the study area. The activities of all these radionuclides and U content in soils are generally higher than in rocks, and their distribution in rocks, soils and soil gas show very low co-relationship. These facts indicate that the activities of radionuclides in soil and soil gas were greatly affected by leaching and adsorption properties of the radionuclides and their parents during weathering and pedogenetic process rather than their concentrations in parent rocks.

한국암석학회 정관 외

편집부(편집자) 한국암석학회 2016 암석학회지 Vol.25 No.2

한국암석학회 제3차 정기학회발표회 발표논문 초록

편집부(편집자) 한국암석학회 1994 암석학회지 Vol.3 No.2

지리산 : 지각 깊은 곳을 들여다보는 창문

송용선(Yong-Sun Song),박계헌(Kye-Hun Park) 한국암석학회 2017 암석학회지 Vol.26 No.4

지리산은 한반도 선캠브리아 기반 육괴 중의 하나인 영남육괴의 남서부에 위치하며, 주로 고도변성의 변성암류로 구성되어 있다. 이 지역 지질은 산상과 암석기재적 특성에 의해 구분된 퇴적기원 미그마타이트질 편마암류, 화강암질 편마암, 반상변정질 편마암, 규장질 편마암으로 구분되는 화강암질 편마암류, 차노카이트 및 회장암 등의 고원생대 암석들로 주로 구성되어 있다. 이들 암석들에서 얻어진 연대는, 저어콘의 상속핵들은 조금 더 오래된 연대(>2,020Ma)를 보이지만, 대체로 약 1,876에서 1,856 Ma 사이이다. 주 변성작용의 시기도 약 1850-1840Ma이며 광물군과 지질온도압력계로부터 얻어진 변성조건은 4-6 kb, 700-750 ℃에 이른다. 이러한 결과는 이 지역이 고원생대의 조산운동기에 지각 깊은 곳에서 일어난 강렬한 화강암질 마그마작용과 변성작용을 받았음을 지시한다. 연대가 약간 젊은 차노카이트(1,856-1,865Ma)와 회장암(ca. 1,861-1,862 Ma)의 연대는 아마도 조산운동기 직후에 판내부에서 시작된 열개로 규장질 및 고철질 마그마작용이 일어났음을 지시하는 것으로 보인다. 결론적으로, 지리산의 암석들은 중 내지 하부지각에서 생성된 것들로 우리가 지각의 내부를 들여다 볼 수 있게 해주는 창문이다. Jiri Mountain lies in the southwestern portion of the Yeongnam massif, which is one of the Precambrian basement massifs of the Korean Peninsular, consisting essentially of high-grade metamorphic rocks. The geology of the area mainly consists of Paleoproterozoic metasedimentary migmatitic gneisses, granitic gneisses which are classified into granitic gneiss, (K-feldspar porphyroblastic) granitic gneiss and quartzo-feldspathic gneiss, charnockite and anorthosite based on their occurrence and petrographic characteristics. The ages obtained from these rocks mainly span a narrow range between ca. 1,876 and 1,856 Ma although inherited cores of zircons from massive granite gneiss yielded much older age spectrum (>2,029 Ma). The age of major metamorphism is ca. 1850-1840 Ma and the metamorphic condition obtained from mineral assemblages and geothermobarometers is about 4-6 kb and up to 700-750 ℃. These results indicate that in the area intense granitic magmatism and metamorphism occurred in the deep crust during Paleoproterozoic orogeny. Some younger age of charnockite (1,856-1,865Ma) and anorthosite (1,861-1,862 Ma) might indicate the beginning of intraplate rifting leading to felsic and mafic magmatism just after the orogeny. In conclusion, the rocks in the Jiri Mountain area which formed at a mid to deep crustal zone provide us windows into the deep crust.

맨틀상부에서 암석의 변형 및 광물의 격자선호방향(LPO) 형성과 지진파 비등방성과의 연계성

정해명(Haemyeong Jung) 한국암석학회 2012 암석학회지 Vol.21 No.2

감람석은 맨틀 상부의 주요 광물이고, 탄성적으로 매우 비균질하다. 맨틀암석이 고압고온에서 변형될 때, 이러한 감람석이 배열되어 격자선호방향(LPO, Lattice Preferred Orientation)이 형성된다. 감람석의 격자선호방향은 압력, 응력, 그리고 감람석 내부의 물(OH)의 양에 따라 크게 영향을 받을 수 있다. 이 논문에서는 물, 응력, 그리고 압력이 어떻게 감람석의 격자선호방향(LPO)의 형성에 영향을 주는지에 대해 그동안 발표된 논문들을 리뷰했고, 자연 맨틀암석에서 발견된 감람석의 격자선호방향들을 요약했으며, 감람석의 격자 선호방향과 맨틀상부에서 나타나는 지진파의 비등방성과의 연계성에 대해 토의하였다. 그리고 최근에 맨틀암석에서 발견된 사방휘석의 네 가지 격자선호방향들을 기술하였다. Olivine is a dominant mineral in the upper mantle and is elastically very anisotropic. When olivine is deformed under stress at high pressure and high temperature, lattice preferred orientation (LPO) is formed. It is known that the LPO of olivine is affected by water, stress, and pressure. In this paper, I reviewed the papers dealing with the effects of water, stress, and pressure on the LPO of olivine, summarized the papers on the LPOs of olivine in natural mantle rocks, and discussed its implications for seismic anisotropy in the upper mantle. In addition, I also described four types of LPOs of orthopyroxene recently found in natural spinel lherzolite.

경상분지 북동부의 제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열의 분포특성

박덕원(Deok Won Park),이창범(Chang Bum Lee) 한국암석학회 2009 암석학회지 Vol.18 No.4

경상분지 북동부 일대의 제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열의 빈도수, 길이 및 밀도에 대한 분포특성을 도출하였다. 포항시 흥해읍 지역에서 채취한 3개 암석시료의 수평면 상에서 발달하는 134조의 미세균열은 박편의 확대사진을 통하여 구별하였다. 채취지점의 고도를 달리하는 3개 암석시료에 대한 미세균열의 길이-빈도 히스토그램에 대한 형태의 변화성을 도출하였다. 히스토그램들의 분포형태는 암석시료의 고도와 비례하여 음의 지수함수의 분포형에서 대수-정규의 분포형으로 점변한다. 다른 암석시료보다 고도가 낮은 암석시료 1의 분포형태는 넓은 길이분포를 보여주며, 다른 암석시료에 비하여 평균길이와 중앙값, 그리고 표준편차가 높은 것이 특징이다. 한편 이와 같은 분포특성은 하부 경상누층군의 퇴적암에서 발달하는 절리의 길이분포와 부합한다. N0~10°W의 방향을 중심으로 하여 NW 및 NE의 양쪽 방향으로 갈수록 보다 길이가 짧은 미세균열의 출현빈도수는 증가하며, N80~90°W 및 N80~90oE의 방향에서 각각 우세하다. 이러한 분포특성은 미세균열 조들 사이의 생성시기의 상대적인 차이 그리고 보다 짧은 미세균열의 신규 발생을 의미한다. 한편 N60~70°W(최대길이:1.18 ㎜) 및 N0~10°W(최대길이:0.80 ㎜)의 방향에서는 길이가 가장 긴 미세균열을 볼 수 있으며, 이러한 유형의 미세균열은 빈도수에 비하여 숫적으로 매우 제한적이다. 방향각(θ)-빈도수(N), 총길이(L<SUB>t</SUB>), 평균길이(L<SUB>m</SUB>) 및 밀도(ρ)의 종합 분포도의 전 영역은 상관곡선의 형태에 의거, 5개의 구간으로 분류할 수가 있다. 분포도에서 밀도곡선은 서북서-동남동(N70~80°W), 남-북~북북동-남남서(N0~10°W/N10~20°E), 동북동-서남서(N50~60°E) 그리고 거의 동-서(N80~90°E)의 방향에서 각각 5개의 뚜렷한 정점을 보여준다. 특히 단층의 주방향은 밀도가 높은 방향각과 부합한다. 결과적으로 밀도곡선의 이러한 분포형태는 기존의 연구에서 시사한 대표적인 최대 주응력 방향을 반영한다. We have studied the orientational characteristics of microcrack frequency, it's length and density in Tertiary crystalline tuff from the northeastern part of the Gyeongsang Basin. 134 sets of microcracks on horizontal surfaces of 3 rock samples from Heunghae-eup were distinguished by enlarged photomicrographs of the thin sections. The variability in patterns among microcrack length-frequency histograms for three rock samples from different altitudes were derived. The pattern of histograms changes progressively from negative exponential form to log-normal form in proportion to altitude. The distribution pattern for rock sample no.1 from lower altitude shows the broad length distribution characterized by higher mean and median, and higher standard deviation. Meanwhile, this distribution pattern corresponds with characteristics of joint length distribution in sedimentary rocks of the lower part of the Gyeongsang Supergroup. The occurrence frequency of shorter microcracks increases toward both NW and NE directions from the N0~10°W, with the dominant direction of N80~90°W and N80~90°E, respectively. This distribution pattern represents the relative differences in formation timing among microcrack sets and the result of the new initiation of shorter microcracks. Meanwhile, the longest microcracks within N60~70°W(L<SUB>max</SUB>:1.18 ㎜) and N0~10°W(L<SUB>max</SUB>:0.80 ㎜) directions are seen, but this kind of microcracks are very limited in number. Whole domain of the directional angle(θ)-frequency(N), length(L) and density(ρ) chart can be divided into five sections in terms of phases of the distribution of related curves. From the distribution chart, density curve shows five distinct peaks in the WNW-ESE(N70~80°W), NS~NNE-SSW(N0~10°W, N10~20°E), ENE-WSW(N50~60°E), and nearly EW(N80~90°E) directions, respectively. Especially, main directions of faults correspond with the directional angle showing high density. Consequently, these distribution patterns of density curve reflect the representative maximum principal stress orientations suggested in previous studies.

한국광물학회ㆍ한국암석학회 공동학술발표회 및 총회 일정

편집부(편집자) 한국암석학회 2003 한국암석학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-

음식 용기로 사용하는 각섬암의 암석-광물학적 특성

김형수(Hyeong Soo Kim),최호정(Ho-Jeong Choi) 한국암석학회 2008 암석학회지 Vol.17 No.3

우리나라에서 암석의 사회적 이용측면에서 대중화된 것 중 하나가 음식점에서 흔히 사용하는 돌그릇이다. 이 돌그릇은 대부분이 Mg과 Ca 함량이 높은 각섬암으로 제작되었으며, 주구성광물은 각섬석, 양기석, 투각섬석, 사장석, 투휘석이다. 각섬석은 대부분 주상으로 산출되며, Mg-각섬석 내지는 쳐마카이트의 광물조성을 보인다. 양기석과 투각섬석은 단경/장경 비가 0.10~0.13인 침상의 조직을 보이며, Mg/(Mg+Fe) 비가 약 0.65-0.90의 범위를 보인다. 이런 침상의 양기석과 투각섬석은 비석면형에 속한다. 이 광물들을 함유한 암석을 음식 용기로 사용하기 위해서는 구성광물의 종류와 결정형태와 같은 암석학적 또는 광물학적 자료를 바탕으로 그 안정성과 효용성에 대한 품질기준이 필요하다고 판단된다. 또한 음식용기 제작에 사용되는 원석과 상업적으로 유통되고 있는 곱돌의 산출상태와 암석-광물 화학성분의 상이성은 현재 유통되고 있는 대부분의 곱돌 음식 용기들이 원석 채취지역이 불분명한 암석으로 제작되었음을 지시한다. 이것은 음식용기로 부적합한 각섬암이 음식 용기로 사용될 잠재적 위험성이 있으며, 따라서 인간의 생활/건강과 밀접하게 연관되어 사용하는 암석의 지질학-생물학적인 연구와 체계적인 관리와 조사가 요구된다. Rock bowls and pots used in restaurants are one of the popular usages of natural rocks in Korea. Most rock bowls and pots are made of Mg- and Ca-rich amphibolite composed of hornblende, actinolite, tremolite, diopside, plagioclase. Hornblende occurs as prismatic crystal habit, and belongs to Mg-hornblende to tschermakite. Actinolite and tremolite occur as acicular form (aspect ratio 0.1~0.13), and ranges 0.65 to 0.90 in Mg/(Mg+Fe) ratio. These acicular actinolite and tremolite are non-asbestos minerals. However to use of rocks containing these minerals as tableware it is needed to regulatory guidelines for stability and utility based on petrological and mineralogical characteristics. Discrepancy of rock occurrence and mineral chemistry between commercial rock bowls and original rocks indicate that most rock bowls are made of uncertain amphibolite in original location. Consequently, there is a potential risk to use inappropriate amphibolites as tableware. Therefore, it is needed to systematically research on geology and biology, and manage commercial rock bowls and pots used in Korean restaurants.

철원분지 백악기 화성암류의 암석조구조적 위치와 암석성인

황상구(Sang Koo Hwang),김세현(Se Hyeon Kim),황재하(Jae Ha Hwang),기원서(Won Seo Kee) 한국암석학회 2010 암석학회지 Vol.19 No.1

철원분지 화산암류와 관입암류에 대해 암석기재와 화학분석을 하여 층서에 따른 조성변화, 이들의 조구적 위치와 암석성인을 고찰하였다. 화산암류는 궁평층 현무암, 금학산안산암, 유문암질 암층(동막골응회암, 유문암, 지장봉응회암) 순으로 놓이고, 관입암류는 보장산안산암, 화강반암과 산성암맥으로 구성된다. 이 화산암류와 관입암류는 칼크알칼리 계열에 속하는 medium-K 내지 high-K 의 현무암, 안산암 및 유문암 계열을 나타낸다. 이들은 주원소와 미량원소가 하커도에서 SiO₂의 증가에 따라 대개 직선적인 조성변화를 보여준다. 거미도 패턴과 REE 패턴에서 불호정성원소와 희토류원소가 MORB보다 부화되며 후기층으로 가면서 LREE/HREE의 기울기가 커지고 Eu 부이상이 커지는 화산호의 화학적 특징을 보여준다. 조구조 판별도에서도 이들은 파괴성 판연변부의 조산대 즉 화산호 중에서 대륙호에 속한다. 이들에 의하면 최하부 현무암은 해양판이 대륙지각 아래의 맨틀 속으로 침강하는 섭입대에서 상부 맨틀이 함수유체를 공급받음으로써 부분용융되어 생성된 현무암질 칼크알칼리 마그마로부터 유래되었을 것으로 생각된다. 상부의 안산암과 유문암은 현무암질 마그마로부터 분별결정작용과 약간의 지각물질 혼염에 의해 안산암질 마그마를 거쳐 유문암질 마그마로 진화되었음을 암시한다. 각 화산암은 분화된 마그마가 밀도에 따라 천부 레벨로 순차적으로 상승한 챔버로부터 분출되었을 것이다. This article deal with petrotectonic setting and petrogenesis from petrography and chemical analyses of the Cretaceous volcanic and intrusive rocks in the Cheolwon basin. The volcanic rocks are composed of basalts in Gungpyeong Formation, Geumhaksan Andesite, and rhyolitic rocks (Dongmakgol Tuff, Rhyolite and Jijangbong Tuff), and intrusive rocks, Bojangsan Andesite, granite porphyry and dikes. According to petrochemistry, these rocks represent medium-K to high-K basalt, andesite and rhyolite series that belong to calc-alkaline series, and generally show linear compositional variations of major and trace elements with increase in SiO₂ contents, on many Harker diagrams. The incompatible and rare earth elements are characterized by high enrichments than MORB, and gradually high LREE/HREE fractionation and sharp Eu negative anomaly with late strata, on spider diagram and REE pattern. Some trace elements exhibit a continental arc of various volcanic arcs or orogenic suites among destructive plate margins on tectonic discriminant diagrams. These petrochemical data suggest that the basalts may have originated from basaltic calc-alkaline magma of continental arc that produced from a partial melt of upper mantle by supplying some aqueous fluids from a oceanic crust slab under the subduction environment. The andesites and rhyolites may have been evolved from the basaltic magma with fractional crystallization with contamination of some crustal materials. Each volcanic rock may have been respectively erupted from the chamber that differentiated magmas rose sequentially into shallower levels equivalenced at their densities.

동중국과 한반도 경상분지의 백악기초기 화성활동의 성인 고찰

최성희(Sung Hi Choi) 한국암석학회 2016 암석학회지 Vol.25 No.1

동중국과 우리나라 경상분지에 분포하는 백악기초기 화성활동의 지구화학적 특징을 고찰하였다. 동중국에 분포하는 암상은 피크라이트-현무암-안산암-조면암-유문암 및 황반암의 분출암과 반려암-섬록암-몬조니암-섬장암-화강암 및 휘록암의 관입암체로 다양하다. 이들은 고-칼륨 칼크-알칼리 내지는 쇼쇼나이트 계열에 속한다. 경상분지의 하양층군 속에 협재되어 있는 화산암은 같은 계열의 현무암질 조면안산암이다. 미량원소(Zr, Nb, Y)를 이용한 현무암류의 생성 지구조환경 분류도에서, 이들은 대개 판내부환경 현무암류의 범주에 도시된다. Sr-Nd 동위원소상관도에서 북중국지괴와 북·남중국지괴의 충돌대에 분포하는 현무암류는 대개 맨틀배열 보다 매우 부화된 동위원소비를 가진다. 남중국지괴 현무암류의 <SUP>87</SUP>Sr/<SUP>86</SUP>Sr 비는 북중국지괴의 범위와 유사하나 ε<SUB>Nd</SUB> 값은 북중국지괴에 비하여 상대적으로 높은 편이다. 북중국지괴와 충돌대의 현무암류들은 대개 낮은 <SUP>206</SUP>Pb/<SUP>204</SUP>Pb(t) 비를 가지는 것이 특징이며, <SUP>207</SUP>Pb/<SUP>204</SUP>Pb(t)-<SUP>206</SUP>Pb/<SUP>204</SUP>Pb(t) 상관도에서 지오크론의 왼쪽에 도시된다. 남중국지괴 현무암류는 지오크론의 오른쪽에 도시되며, 상대적으로 높은 방사기원 Pb 동위원소비를 가진다. 하양층군 현무암류는 Sr-Nd과 Pb-Pb 동위원소 상관도에서 북중국지괴 현무암류의 범주 내에 도시된다. 오랜 기간 동안 변성교대작용에 의해 지구화학적으로 부화된 암석권맨틀이 위 현무암류를 생성한 근원물질로 추정된다. 백악기초기의 확장응력장에서 발생한 연약권의 용승이 열원이 되어 암석권맨틀의 부분용융이 가능하였을 것이다. 암석권맨틀을 부화시킨 매체로는 엽렬되어 침몰된 하부지각이 재활성화되어 생성된 액, 섭입된 양쯔지괴 대륙지각 기원 액 내지는 섭입된 고태평양판 기원의 유체/액 등을 들 수 있다. Geochemical characteristics of the Early Cretaceous igneous rocks from eastern China and the Gyeongsang Basin, Korean Peninsula has been summarized. They have wide range of lithological variation with extrusive picrite-basalt-andesite-trachyte-rhyolite and lamprophyre, and intrusive gabbro-dioritemonzonite-syenite-granite and diabase in eastern China, mostly belonging to the high-K calc-alkaline or shoshonitic series. The volcanic rocks intercalated with the Hayang Group sedimentary assemblages in the Gyeongsang basin are high-K to shoshonitic basaltic trachyandesites. The Early Cretaceous basaltic rocks studied mostly fall within the field of within-plate basalts on the Zr/Y-Zr and Nb-Zr-Y tectonic discrimination diagrams. On a Sr-Nd isotope correlation diagram, basaltic rocks from the North China block (NCB) and the continent-continent collision zone (CZ) between the North and South China blocks plot into the enriched lower right quadrant along the extension of the mantle array. The initial <SUP>87</SUP>Sr/<SUP>86</SUP>Sr ratios of basaltic rocks from the South China block (SCB) are indistinguishable from those of the NCB and CZ basaltic rocks, but their ε<SUB>Nd</SUB> (t) values are relatively more elevated, plotting in right side of the mantle array. Basaltic rocks from the NCB and CZ are characterized by low <SUP>206</SUP>Pb/<SUP>204</SUP>Pb(t) ratios, lying to the left of the Geochron on the <SUP>207</SUP>Pb/<SUP>204</SUP>Pb(t) vs. <SUP>206</SUP>Pb/<SUP>204</SUP>Pb(t) correlation. Meanwhile, the SCB basaltic rocks have relatively radiogenic Pb isotopic compositions compared with those of the NCB and CZ basaltic rocks. Basaltic rocks from the Hayang Group plot within the field of the NCB basaltic rocks in Sr-Nd and Pb-Pb isotope spaces. Metasomatically enriched subcontinental lithospheric mantle (SCLM) is likely to have been the dominant source for the early Cretaceous magmatism. Asthenospheric upwelling under an early Cretaceous extensional tectonic setting in eastern China and the Korean Peninsula might be a heat source for melting of the enriched SCLM. Metasomatic agents proposed include partial melts of lower continental crust delaminated and foundered into the mantle or subducted Yangtze continental crust, or fluid/melt derived from the subducted paleo-Pacific plate.