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자연과학 > 지질학 (2,038건)

평창-정선 일대 “행매층”의 분포와 층서적 의의
평창-정선 일대 “행매층”의 분포와 층서적 의의
김남수(Namsoo Kim);최성자(Sung-Ja Choi);송윤구(Yungoo Song);박채원(Chaewon Park);최위찬(Ueechan Chwae);이기욱(Keewook Yi)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 383-395 (13 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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행매층은 실루리아기 회동리층과 오르도비스기 정선층(정선석회암) 사이에 위치하고 있어, 행매층의 층서적 위치는 회동리층의 존재와 시층서적 논란을 해결하는데 결정적 정보를 제공할 수 있다. 2011년 이후부터 행매층 존재와 함께 암층서 단위가 될 수 있는지에 대하여 논란이 있어왔다. 따라서 본 연구에서는 비룡동-평안리 사이 지역에 대한 정밀 지질조사를 통하여 행매층 분포와 지질구조 특성을 규명하고, 생층서와 절대연령 결과를 대비하여 행매층의 암층서 및 시층서적 의의를 정의하였다. 행매층을 대표하는 암석은 괴상의 황색-황갈색 함력 탄산염암으로 사암과 같은 입상조직을 가지고 있으며 노두 표면이 매우 거칠고 기공이 많이 발달하고 있다. 구성광물의 조성, 함량 및 미세조직 특징을 근거로 볼 때, 행매층의 특성은 역질의 쇄설암으로, 역은 돌로마이트이며 기질은 자형 및 반자형의 돌로마이트와 원마도 및 분급이 좋은 미사질의 석영이 주구성광물로 이루어져있다. 행매층은 조사지역인 정선군 정선읍 용탄리(비룡동)에서 평창군 미탄면 평안리까지 측방으로 연속하여 잘 발달하고 있을 뿐만 아니라 일정한 두께를 가지고 분포하고 있다. 행매층의 층리, 태위 및 층후는 비룡동-행매동 사이 지역에서는 회동리층과 거의 비슷하게 발달하나, 행매동 남서쪽에서는 등사습곡과 충상단층에 의하여 외견상 불규칙한 분포양상을 보인다. 즉 비룡동-행매동 사이에서는 340°±10°/15°의 태위를 유지하면서 200 m 층후로 발달하지만, 평안리 백암 일대에서는 동-서 1.5 km, 남-북 2.5 km에 달하는 넓은 면적을 차지하고 있다. 행매층 내 쇄설성 저어콘 U-Pb 연령은 470–450 Ma 범위를 갖고 있어 행매층의 최대 퇴적시기는 후기 오르도비스기를 지시한다. 또한, 행매층을 구성하는 함력 탄산염암은 쇄설성 퇴적암이므로, 행매층에서 분류된 중기 오르도비스기 코노돈트 화석군은 재퇴적된 이지성을 의미한다. 이는 행매층의 지질시대가 중기 오르도스기 이후 임을 지시한다. 본 연구 결과, 행매층은 전단대일 뿐이며, 정선석회암의 일부이고, 정선석회암과 동일한 시기를 갖는다는 부정적 학설은 타당성을 잃었으며, 행매층은 국제층서위원회(ICS)에서 제시한 층서기준에 적합하게 잘 정의된 암층서 단위임이 확인되었다.
특허 정보 분석을 통한 CCUS 연구개발 동향 분석
특허 정보 분석을 통한 CCUS 연구개발 동향 분석
김정민(Jung-min Kim);김성용(Seong-Yong Kim);배준희(Junhee Bae);신영재(Young-Jae Shinn);안은영(Eunyoung Ahn);이재욱(Jae-Wook Lee)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 491-504 (14 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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지속적인 기후변화와 지구온난화로 인해 2015년 12월 프랑스 파리에서 열린 제21차 유엔기후변화협약(UNFCCC)당사국총회(COP21)에서 모든 당사국(195개국)이 온실가스 감축에 참여하는 파리협정이 체결됨에 따라 전 세계적으로 온실가스 감축에 대한 다양한 기술이 거론되고 있으며, 그 중에 CO2를 감축시키는 것이 가장 효율적이라고 분석 되었다. 이에 따라 CO2 포집/저장/활용 기술(CCUS)은 CO2 감축의 실질적인 기여를 할 수 있는 수단으로 주목받았으며, CCUS기술 분야에 대해서 많은 국가들의 연구개발 활동이 활발히 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이산화탄소 포집/저장/활용과 관련된 기술의 특허 동향 분석을 통해 CCUS 연구개발 및 전략적 지원방안 수립에 근거를 제시하고자 한다. 특허 분석은 미국, 한국, 일본, 유럽, 중국의 특허를 검색하여 총 10,137건을 수집하였고, 국가별 특허분석 결과 미국의 수가 가장 많았다. 기술별 분석에 따르면 포집에 관한 기술이 60%로 높았지만, 최근에는 활용에 관한 기술이 점점 증가하고 있는 것으로 나타난 만큼 이에 대한 기술 실증과 연구개발 및 정책적 지원이 지속적으로 이루어져야 될 것으로 보인다.
Application of Multivariate Statistics and Geostatistical Techniques to Identify the Distribution Modes of the Co, Ni, As and Au-Ag ore in the Bou Azzer-East Deposits (Central Anti-Atlas Morocco)
Application of Multivariate Statistics and Geostatistical Techniques to Identify the Distribution Modes of the Co, Ni, As and Au-Ag ore in the Bou Azzer-East Deposits (Central Anti-Atlas Morocco)
Muhammad Souiri;Mohamed Aissa;Joaquim Góis;Rachid Oulgour;Hafid Mezougane;Mohammed El Azmi;Azizi Moussaid
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 363-381 (19 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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The polymetallic Co, Ni, Cu, As, Au, and Ag deposits of Bou Azzer East are located in the western part of the Bou Azzer inlier in the Central Anti Atlas, Morocco. Six stages of emplacement of the mineralization have been identified. Precious metals (native gold and electrum) are present in all stages of this deposit except the early nickeliferous stage. From the Statistical analysis of the Co, As, Ni, Au, and Ag contents of a set of 501 samples, shows that the Pearson correlation coefficient between As-Co elements (0.966) is the highest followed by that of the Au-Ag couple (0.506). Principal component analysis (PCA) and hierarchical ascending classification (HAC) of the grades show, that Ni is associated with the pair (As-Co) and Cu is rather related to the pair (Au-Ag). The kriging maps show that the highest values of the Co, As and Ni appear in the contact of the serpentinite with other facies, as for those of Au and Ag, in addition to anomalous zones concordant with those of Co, Ni and As, they show anomalies at the extreme South and North of the study area. The development of the anomalous Au and Ag zones is mainly along the N40-50°E and N145°E directions.
Lithological and Structural Lineament Mapping from Landsat 8 OLI Images in Ras Kammouna Arid Area (Eastern Anti-Atlas, Morocco)
Lithological and Structural Lineament Mapping from Landsat 8 OLI Images in Ras Kammouna Arid Area (Eastern Anti-Atlas, Morocco)
Brahim Es-Sabbar;Mourad Essalhi;Abdelhafid Essalhi;Hicham Si Mhamdi
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 425-440 (16 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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The study area is located in the southern part of the M’aider Paleozoic basin in the Moroccan Eastern Anti-Atlas. It is an arid region, characterized by minimal vegetation cover, which can provide an ideal environment to apply remote sensing. In this study, remote sensing and field investigations were integrated for lithological and structural lineaments mapping. The Landsat 8 OLI data were processed in order to understand the role of lithology and geological structures in the distribution of mineral deposits in the study area. To achieve this purpose, the Color Composite (CC), the Principal Component Analysis (PCA) and Band Rationing transformation (BR) tests were performed. The results of remote sensing techniques coupled with field investigations have shown that the zones of high lineaments densities are highly correlated with the occurrences of barite mineralization. These findings depict a spatial relationship between structural lineaments and the mineralization distribution zones. Therefore, the barite and Iron oxides mineralization veins, which occur mainly in the Ras Kammouna district, seem to have a structural control. The methodological approach used in this study examining lithological mapping and lineament extractions can be used to explore mineral deposits in arid regions to a high degree of efficiency.
머신러닝을 사용한 단층 탐지 기술 연구 동향 분석
머신러닝을 사용한 단층 탐지 기술 연구 동향 분석
배우람(Wooram Bae);하완수(Wansoo Ha)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 479-489 (11 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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단층은 근원암에서 형성된 석유 가스 등의 탄화수소가 이동하는 통로이자 탄화수소를 가두는 덮개암의 역할을 할 수 있는 지질구조로, 탄화수소가 축적된 저류층을 찾기 위한 탄성파 탐사의 주요 대상 중 하나이다. 하지만 기존의 유사성, 응집성, 분산, 기울기, 단층가능성 등 탄성파 자료의 측면 방향 불연속성을 활용하는 단층 감지 방법들은 전문지식을 갖춘 해석자가 많은 계산 비용과 시간을 투자해야 한다는 문제가 있다. 따라서 많은 연구자들이 단층 해석에 필요한 계산 비용과 시간을 절약하기 위한 다양한 연구를 진행하고 있고, 최근에는 머신러닝 기술을 활용한 연구들이 활발히 수행되고 있다. 단층 해석에는 다양한 머신러닝 기술들 중 서포트백터머신, 다층퍼셉트론, 심층 신경망, 합성곱 신경망 등의 알고리즘이 사용되고 있다. 특히 합성곱 신경망을 활용한 연구는 독자적인 구조의 모델을 사용한 연구뿐만 아니라, 이미지 처리 분야에서 성능이 검증된 모델을 활용한 연구 및 단층의 위치와 주향, 경사 등의 정보를 함께 해석하는 연구도 활발히 진행되고 있다. 이 논문에서는 이러한 연구들을 조사하고 분석하여, 현재까지 단층 위치 및 단층 정보 해석에 가장 효과적인 기술은 영상 처리 분야에서 검증된 U-Net 구조를 바탕으로 한 합성곱 신경망인 것을 확인했다. 이러한 합성곱 신경망에 전이학습 및 데이터 증식 기법을 접목하면 앞으로 더욱 효과적인 단층감지 및 정보 해석이 가능할 것으로 기대된다.
교질상 적철석의 거동 특성
교질상 적철석의 거동 특성
이우춘(Woo-Chun Lee);이상우(Sang-Woo Lee);김순오(Soon-Oh Kim)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 347-362 (16 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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수환경 내 철 (수산)산화물은 주로 광산 활동에 의해 생성되며 주변 환경을 교란시키는 대표적인 교질물이다. 철 (수산)산화물들 중 지표에 많이 분포하고 있는 적철석은 수환경 내 다양한 환경인자들로 인해 거동 특성이 변한다. 본 연구는 배경용액의 이온 조성과 세기, pH, 자연 유기물 등의 환경적 인자가 교질상 적철석의 거동에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 특히, 적철석 교질물 입자들의 거동특성을 보다 더 명확하게 해석하고자 동적광산란분석기(dynamic light scatterer, DLS)와 단일입자 유도결합플라즈마질량분석기(single particle ICP-MS, spICP-MS)를 비교하여 분석을 수행하였다. 배경용액의 이온 조성과 세기가 변함에 따라 적철석 입자의 표면 확산이중층의 두께가 변화될 뿐만 아니라, 입자에 미치는 정전기적 힘과 van der Walls의 합력이 변하면서 입자의 응집/분산 특성이 달라지는 것으로 나타났다. 또한 수환경의 pH가 적철석 입자의 영전하점(point of zero charge, PZC)에서 멀어질수록 정전기적 반발력이 커져 입자들이 분산되는 것을 확인하였다. 수환경 내 자연 유기물이 적철석의 표면을 코팅함에 따라서 자연 유기물 표면에 존재하는 카르복실기와 페놀기 등과 같은 작용기들로 인하여 적철석 입자의 정전기적 안정화와 구조적 안정화가 증가하는 것으로 조사되었다. 이러한 안정화 효과는 자연 유기물의 농도가 작을수록 증가하지만, 상대적으로 이온포텐셜이 큰 2가 양이온이 1가 양이온보다 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들 사이에서 더 큰 가교역할을 하기 때문에 자연 유기물로 코팅된 적철석 입자들의 안정화(분산)를 방해하는 것으로 확인되었다. 결론적으로, 수환경내 교질상 적철석의 거동 특성은 이온의 조성과 세기, pH, 그리고 자연 유기물 등과 같은 환경적 인자들에 많은 영향을 받는 것을 정량적으로 확인할 수 있었는데, 그 중 자연 유기물은 수환경에서 교질물의 거동에 매우 지배적이고 주요한 제어인자임을 알 수 있었다. 한편, 적철석 입자의 거동 특성을 정량화할 수 있는 두 분석기법을 비교한 결과, DLS 분석기법은 신속성 및 편의성에서 강점을 지니는 반면 spICP-MS의 분석기법은 입자의 모양 및 응집 형태 등을 고려할 수 있는 장점이 있기 때문에 두 분석기법을 조합하여 활용하면 수환경 내 교질물의 거동 특성을 연구하는데 보다 더 효과적일 것으로 판단된다.
세종과학기지 주변 영구동토의 활동층에 대한 시간경과 전기비저항자료의 해석
세종과학기지 주변 영구동토의 활동층에 대한 시간경과 전기비저항자료의 해석
김관수(Kim Kwansoo);이주한(Lee Joohan);이응상(Lee Eungsang);주현태(Ju Hyeontae);현창욱(Hyun Chang-Uk);박상종(Park Sang-Jong);김옥선(Kim Ok-Sun);이선중(Lee Sun-Joong);김지수(Kim Ji-Soo)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 413-423 (11 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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남극 세종과학기지 주변은 넓은 지역에 눈과 얼음이 덮여있지 않은 육지가 드러나 다른 남극 지역에 비해 활동층이 비교적 두꺼우며 그 아래 동토층이 존재한다. 전기비저항탐사의 배열법 중 웨너 배열법과 쌍극자 배열법을 이용하여 세종과학기지 주변 동토 지역에 결빙기 기간 동안 시간 변화에 따른 활동층의 변화를 조사하였다. 시간 변화에 따른 전기비저항 결과는 식생 분포, 지상 온도 및 적설량의 상태에 따라 잘 일치하였다. 극 천부인 수평적인 고비저항대(>1826 Ωm)에서는 시간에 따른 두께 변화를 보여주었는데, 이는 지중 온도의 감소로 공극내 존재하던 공극수가 얼어 상대적으로 전기비저항 값이 높아지는 것으로 보인다. 적설이 발생하지 않는 식생활동이 활발한 구간은 깊이 0.5 m까지 토양 속에 혼재된 많은 자갈로 인해 비저항이 높았고 깊이 0.5~3 m 에서는 그 아래 동토층이 존재한다. 반대로, 적설량이 많은 식생이 존재하지 않는 구간에서는 전기비저항값이 약 2000 Ωm 이상의 고비저항대가 나타나는데 이곳은 연중 얼어있는 것으로 해석된다. 결빙기에 두꺼워지는 활동층은 차후 해빙기에 추가 탐사를 할 경우 이와 반대로 점차 얇아지는 두께로 보다 명확히 검증될 수 있을 것으로 보인다.
오염 토양 정화공정에 의한 토양의 특성 변화 및 정화토의 회복기술
오염 토양 정화공정에 의한 토양의 특성 변화 및 정화토의 회복기술
이상우(Sang-Woo Lee);이우춘(Woo-Chun Lee);이상훈(Sang-Hun Lee);김순오(Soon-Oh Kim)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 441-477 (37 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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매년 다량 발생되고 있는 정화토가 적절하게 재이용 또는 재활용되지 못하고 반출 처리장에 적치되어 또 다른 환경적 이슈가 되고 있다. 이에 본 논문에서는 이러한 정화토의 재이용 및 재활용을 활성화하기 위하여 필요한 정화토의 토양 질 회복 기술에 대한 연구 및 개발 동향을 조사하였다. 이를 위해 먼저 정화기술별 토양 특성의 변화 양상을 살펴보고, 정화공정에 따른 토양 질의 열화 특성을 파악하였다. 뿐만 아니라 정화토 재이용 및 재활용을 위한 정책적 관련 사항들을 정리하고, 향후 필요한 연구들에 대하여 제안하였다. 본 논문은 국내외 관련 문헌들을 검색하여 작성하였다. 키워드 검색을 통하여 정화기술별 토양 특성의 변화와 토양 개량 및 회복 기술과 연관된 문헌을 조사하였으며, 본문에서는 주로 최근에 발표된 문헌들을 바탕으로 논의하였다. 뿐만 아니라, 제 1, 2차 토양보전기본계획을 참고하여 정화토 재이용 및 재활용과 관련된 정책적 사항들을 정리하였다. 현재까지 국내에서 가장 많이 적용된 토양경작, 토양세척, 열탈착 등을 대상으로 정화공정에 따른 토양의 특성 변화를 정리한 결과, 적용하는 정화기술에 따라서 매우 상이하게 나타나는 것으로 조사되었다. 특히 정화공정을 거치면서 토양 질이 열화되는 양상이 정화기술에 따라서 다르게 나타났다. 토양 개량 및 회복 기술은 크게 무기 개량제, 유기 개량제, 생물학적 개량제 등의 제제를 이용한 방법들로 구분할 수 있으며, 각 개량제에는 다양한 물질들이 활용되고 있고, 각 물질에 따라 개선 또는 향상되는 토양의 특성이 달랐다. 하지만, 각 정화기술별 열화되는 토양 질 회복을 위한 연구들은 현재까지 활발하게 수행되지 않은 것으로 조사되었다. 제 2차 토양보전기본계획에서는 정화토의 품질인증제, 목표관리제 등과 같은 정책적 방안이 명시되어 있음으로써 향후 정화토의 재이용 및 재활용이 촉진될 수 있을 것으로 예상된다. 정화토의 재이용 및 재활용을 위해서는 적용된 정화기술과 미래 용도를 고려한 공공활용성을 담보한 회복 기술들이 개발되어야 할 것으로 판단된다. 이와 더불어 제 2차 토양보전기본계획에서 제시한 정화토의 적극적 활용을 위해서는 이를 뒷받침할 수 있는 구체적이고 세부적인 정책 추진 방안이 마련되어야 할 것이다.
세척공법을 이용한 광산주변 수은 함유 오염물질 처리 적용성 평가
세척공법을 이용한 광산주변 수은 함유 오염물질 처리 적용성 평가
권요셉(Yo Seb Kwon);박소영(So Young Park);고일하(Il Ha Koh);지원현(Won Hyun Ji);이진수(Jin Soo Lee);고주인(Ju In Ko)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제4호 / 2020 / 337-346 (10 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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본 연구는 국내 휴·폐금속광산 주변의 수은이 함유된 광물찌꺼기 처리 또는 수은으로 오염된 고형물질(토양, 퇴적물 등)의 정화를 위한 세척공법 적용성 평가를 위해 수행되었다. 이를 위해 수은을 함유한 광물찌꺼기에 대하여 입도분석과 단계별 추출시험을 실시하여 물리·화학적 특성을 고찰하고, 세척공법 적용성 평가를 위해 염산(HCl), 질산(HNO3), 요오드화칼륨(KI) 및 티오황산나트륨(Na2S2O3) 세척액을 활용한 실험실 규모의 세척시험을 실시하였다. 광물찌꺼기 시료의 입도분포는 #40 이하로 집중되며, #200 이하의 입도가 가장 높은 비율을 차지하였다. 단계별 추출시험 결과, 광물찌꺼기에는 원소 수은이 69.12%로 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 강한 결합 형태가 15.25%, 유기결합 및 잔류 형태 형태가 11.97%의 비율을 각각 차지하고 있었다. 광물찌꺼기에 함유된 수은의 세척 적용성을 검토한 결과, 질산(HNO3)과 티오황산나트륨(Na2S2O3)의 경우, 세척공법 적용성이 낮은 것으로 분석되었다. 염산(HCl)의 경우 #200 이상의 입도에서 수은 제거가 가능한 것으로 분석되어 물리적 선별 공정이 필요한 것으로 판단되었다. 요오드화칼륨(KI)은 모든 농도와 입도에서 우수한 화학적 세척효율 보였다. 특히, 미세입자에서도 우수한 수은 제거 효율이 확인되어 세척공법 적용성이 가장 높은 것으로 평가되었다.
자연정화 기반의 현장 파일럿 실험을 통한 광산배수 구리 정화효율 평가
자연정화 기반의 현장 파일럿 실험을 통한 광산배수 구리 정화효율 평가
오연수(Youn Soo Oh);박현성(Hyun Sung Park);김동관(Dong Kwan Kim);이진수(Jin Soo Lee);지원현(Won Hyun Ji)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 235-244 (10 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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폐광산 지역에서 발생하는 광산배수의 오염원소중 하나인 구리(Cu)는 낮은 농도에서도 독성을 지니고 있어 수계환경에 노출되기 전에 처리되어야 한다. 본 연구에서는 경남 고성군 S광산의 갱내수 정화시설의 Cu 제거효율을 개선하기 위해 석회석과 폐상퇴비를 혼합한 자연정화 기반의 반응조를 이용하여 약 9개월 동안 현장 파일럿실험을 수행하였다. 반응조별 유입수 대비 pH 증가량과 Cu 제거효율은 Successive Alkalinity Producing System (SAPS) >Reducing and Alkalinity Producing System (RAPS) > 석회석반응조 순으로 나타났다. SAPS조와 RAPS조에서는 석회석의 영향과 동시에 유기물의 분해로 인한 알칼리도의 부과로 석회석반응조보다 높은 pH 환경을 조성하였다. pH가 증가할수록 Cu 제거효율이 높아지는 결과를 통해 pH 상승이 Cu를 처리하는 주된 기작임을 확인할 수 있었다. 또한 황산염환원박테리아(Sulfate Reduction Bacteria, SRB)가 SAPS조에서 가장 많이 활성화 된 것을 확인 할 수 있어, 황산염환원반응도 Cu를 제거시키는 기작에 관여함을 판단할 수 있었다. 본 연구는 S광산에서 발생하는 광산배수의 특성에 알맞은 맞춤형 정화공정을 도출하기 위해 현장 그대로의 조건에서 실험을 수행한 것에 의의가 있으며, 향후 정화시설의 개선에 있어 공법 선정에 도움을 줄 수 있을 것이다.
레드머드 내 철 자원 회수 가능성 고찰
레드머드 내 철 자원 회수 가능성 고찰
김봉주(Bong-Ju Kim);권장순(Jang-Soon Kwon);고용권(Yong-Kwon Koh);박천영(Cheon-Young Park)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 297-306 (10 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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보오크사이트로부터 알루미나를 생산하는 Bayer 공정 부산물인 레드머드는 높은 pH와 나트륨(Na)의 함량으로 폐기물로 분류되어, 발생량을 줄이거나 재활용하는 공정의 개발은 환경적으로 중요한 이슈이다. 본 연구에서는 레드머드 내 다량 함유된 철(Fe)을 자원가치를 갖는 품위(56wt.%) 이상으로 향상시키고자 레드머드에 활성탄과 황을 혼합하여 마이크로웨이브 가열 시험을 수행하였다. 가열 소성과정에서 레드머드 혼합물 분말시료는 유리화된 다공성 구조의 결합체로 변화되었으며, X-선 회절분석을 통하여 산출물은 침철석, 영가철(Fe0, iron), 자류철석(Fe1-xS) 및 황철석(FeS2) 등으로 구성됨을 확인하였다. 가열 소성 결과물은 왕수분해를 통하여 Fe을 용해시키고, NaCl을 첨가하여 Fe을 침전 회수하였다. 레드머드 내 Fe의 회수는 시험 조건별로 상이하게 나타났으며, 단순히 레드머드를 마이크로웨이브 가열한 시료 내 Fe은 그 함량이 49.0wt.% 였다. 그러나, 활성탄을 첨가한 시료 및 활성탄과 황을 첨가한 레드머드 시료의 가열 소성 결과물 내 Fe의 함량은 각각 58.0wt.%, 59.5wt.% 로서 철 자원가치 품위인 56wt.%를 초과하였다.
일본의 지진방재·대응 시스템 분석을 통한 효과적인 우리나라 지진 R&D 전략 제언
일본의 지진방재·대응 시스템 분석을 통한 효과적인 우리나라 지진 R&D 전략 제언
김성용(Seong-Yong Kim);이재욱(Jae-Wook Lee)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 321-336 (16 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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일본 지진방재 컨트롤타워는 지진조사연구추진본부이며, 산하의 정책위원회는 국가 종합기본시책과 조사관측계획을 수립하고 지진조사위원회는 각 지진방재 전문기관의 조사관측데이터와 연구성과를 취합하여 종합 검토평가를 한다. 일본의 지진방재·대응 시스템의 벤치마킹을 통한 우리나라에의 바람직한 시사점으로는 지진관련 지오-리질리언스 연구전략 구축이다. 지오-리질리언스 개념은 연구성과 실용화와 지질자원분야의 타 과학기술·인문사회분야와의 융합에 의한 재해복원능력 향상 역량을 의미하며, 주요 범위로는 국가 중장기 로드맵 전략연구, 지진예측연구, 지진재해 예측·경감기술개발, Geo-ICT 융합기술개발, Geo-사이버물리시스템 구현, 지구모방 기술개발 등과 지진발생지역 주민의 물리적, 심리적 치유관련 지질자원기술 관점 연구개발 등이다. 이를 통해, 국책전문연구기관은 재해발생 예측기술개발과 선제적 대응능력 강화, 지오데이터와 연구결과에 대한 지역사회의 신뢰도 제고와 차세대 인력양성, 관련 지진방재 인프라 확충 등이 가능할 것이다.
최적의 지하댐 입지 선정을 위한 효율적 평가 방법 개발
최적의 지하댐 입지 선정을 위한 효율적 평가 방법 개발
정진아(Jina Jeong);박은규(Eungyu Park)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 245-258 (14 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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본 연구에서는 다양한 지하댐 입지조건에 대한 수치 모사 결과에 인공신경망 기반 반응 표면법을 적용함으로써 지하댐 건설에 따른 지하수 저류 가능량을 객관적으로 비교 및 평가할 수 있는 예측 모델을 구축하였다. 입지조건으로 기반암 및 충적층의 수리전도도, 하도의 깊이, 하도의 지하수 유동 방향으로의 경사가 고려되었다. 다양한 시나리오를 이용한 몬테카를로 기반 수치 모사 결과를 종합한 결과, 암반층 수리전도도 및 하도의 깊이가 지하댐 저유 효율에 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며, 하도의 지하수 유동 방향으로의 경사도가 가장 미약한 영향력을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 수치 모사 결과를 기반으로 설정된 입지조건과 이의 결과를 입력 및 출력으로 하는 인공신경망 기반 예측 모델을 구축하였다. 인공신경망 기반 예측 모델의 성능 평가 결과, 모델을 통해 예측된 저유량과 실제 수치 모사를 통해 산정된 저유량 간의 상관성이 0.9 이상의 높은 수치를 보임을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해 개발된 비선형 예측 모델이 지하댐 개발 대상 지역에 대한 수치 모사 수행 없이 지하댐 건설에 따른 저유량을 즉각적으로 산정하는 데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 개발된 예측 모델은 서로 다른 지역의 저유 가능량을 보다 객관적이고 효율적으로 비교하는데 이용될 수 있다. 따라서 개발된 모델은 국내 전 지역에 대하여 지하댐 개발 최적 입지를 선정하기 위한 효율적 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
인공 화재 실험을 통한 광해방지 응급조치용 우레탄 폼 재료 특성 및 적정 복토에 관한 연구
인공 화재 실험을 통한 광해방지 응급조치용 우레탄 폼 재료 특성 및 적정 복토에 관한 연구
김수로(Soo Lo Kim);박제현(Jay Hyun Park);이진수(Jin Soo Lee);양인재(In Jae Yang)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 287-296 (10 pages)
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광해방지사업은 광산 개발로 인해 국민건강 생활에 미치는 위해요인을 분석, 제거 및 예방을 통해 지속가능한 녹색생활권 보장 및 친환경적 광산개발을 도모를 목표로 수행되고 있다. 일제강점기 및 광산개발 활황기에 개발되어 전국에 산재된 광산은 아직도 복구되지 않은 상태로 방치되고 있으며, 이런 산재된 위험으로 부터 국민안전은 물러설수 없는 최우선의 가치가 되고 있다. 광해방지사업에서 국민안전과 밀접한 사업은 응급조치이며, 이중 가장 광범위하게 사용되고 있는 공법은 지반침하방지사업과 유사하게 충전공법이다. 위험한 광산 공동 및 터널이 산악에 위치한 경우, 기존 재료로 충전 공법이 불가능하거나, 불합리한 경우가 발생가능하며, 새로운 공법의 기술개발이 필요하다. 위험한 광산 채굴지가 인접한 등산로에서 국민의 소중한 인명피해가 발생하지 않도록 응급조치사업은 안전하고 효율적으로 시행되어야 한다. 이러한 현장여건에서 우레탄 폼 재료는 하나의 대안이 될수 있다. 본 연구는 우레탄 폼 재료의 해외 광업분야 적용사례를 살펴보고, 실규모 화재 실험을 통해 광해방지사업의 응급조치을 위한 우레탄폼 재료와 복토심도에 적용성을 실험하였다. 실험결과를 통해 약 15cm의 복토(추천 20cm 이상)로 산림화재로부터 폼 재료의 기능유지에 적정하다는 결과를 얻었다.
태안 마도해역 출수 도자기의 소성온도 및 원재료의 유사성 해석
태안 마도해역 출수 도자기의 소성온도 및 원재료의 유사성 해석
이규혜(Gyu Hye Lee);이찬희(Chan Hee Lee)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 307-320 (14 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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이 연구에서는 중요한 수중발굴지의 하나인 충남 태안 마도해역에서 출수된 도자기를 대상으로 물리적, 광물학적 및 지구화학적 특성을 분석하여 태토의 동질성과 소성온도를 검토하였다. 연구대상 도자기는 청자, 분청사기 및 백자로 다양하나 전반적으로 거의 유사한 물리적 특성을 보인다. 모든 도자기의 태토에서 뮬라이트와 석영이 주요 광물로 확인되며, 일부 백자에서만 크리스토발라이트가 동정되었다. 또한 청자와 분청사기 태토는 동질한 조성과 점토화도 및 원소의 거동양상을 보이는 반면, 백자는 이와 상이하며 미량 및 불호정원소를 중심으로 다양한 특징을 보인다. 따라서 백자는 청자 및 분청사기 제작에 사용한 태토와 성인이 다른 점토로 제작되었으며, 이 중에서도 낮은 Th 함량을 갖는 일부 백자는 또다른 상이한 환경에서 형성된 점토를 활용한 것으로 추정된다. 한편 도자기의 소성온도는 대부분 1,200에서 1,300oC로 보이며 일부 청자는 1,150oC에서 1,200oC, 일부 백자는 1,500oC 정도의 과소성을 경험하였을 가능성이 있는 것으로 해석된다.
절리의 기하학적 속성이 절리성 암반의 이방적 변형 특성에 미치는 영향
절리의 기하학적 속성이 절리성 암반의 이방적 변형 특성에 미치는 영향
류성진(Seongjin Ryu);엄정기(Jeong-Gi Um)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 271-285 (15 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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본 연구는 절리의 기하학적 속성이 절리성 암반의 변형 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 삼차원 불연속절리망(DFN; discrete fracture network) 시스템에 대한 개별요소법 기반의 응력-변형 해석과 관련된 수치실험을 수행하였다. 1~2 개의 확정적 방향성을 갖는 절리군을 사용하여 절리의 빈도와 길이분포를 달리하며 추계론적으로 생성한 총 12개의 1000m3 정육면체 DFN 블록에 대하여 삼차원 직교좌표계의 축 방향에 따른 변형계수가 산정되었다. 또한, 일부 DFN 블록은 삼차원상에서 매 30° 간격의 선주향 및 선경사 방향을 축차응력 방향으로 설정하고 변형계수를 산정하였다. 절리의 길이가 증가할수록 DFN 블록의 변형계수는 더욱 저감되는 것으로 평가되었다. 절리의 빈도 증가는 절리의 길이가 짧아서 상대적으로 암교 효과가 큰 경우 DFN 블록의 변형계수 저감에 유의미한 영향을 미치지 못 할 가능성도 있지만 절리길이가 길수록 절리빈도의 증가가 DFN의 이방적 변형계수에 지대한 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 절리의 길이와 빈도 변화에 따른 이방적 변형계수의 변화는 DFN에 분포하는 절리군의 개수 및 방향성에 크게 좌우된다. DFN 블록의 변형 특성은 삼차원상의 방향에 따라 다르게 발현되는 것으로 평가되었다. 마지막으로 본 연구는 절리의 기하학적 속성이 고려된 응력-변형 해석을 위한 수치해석 절차를 제시하였으며 현장규모의 실무 적용을 위한 방법론에 대하여 토의하였다.
해남 모이산 금-은 광상의 유체포유물 및 황화물 지구화학 연구
해남 모이산 금-은 광상의 유체포유물 및 황화물 지구화학 연구
박솔(Sol Park);서정훈(Jung Hun Seo);김창성(Chang Seong Kim);양윤석(Yoon-Seok Yang);오지혜(Jihye Oh);김종욱(Jonguk Kim)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 221-234 (14 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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금-은 천열수 광상의 유체 환경의 재구성을 위하여, 해남 일대에 위치한 모이산 광상에서 획득한 심도별 맥상 시료에 대하여, 변질-조직 양상, 유체포유물 microthermometry, 그리고 황철석 LA-ICP-MS 분석을 실시하였다. 맥상 시료에서 모암은 규화 및 석영-일라이트 변질양상이 확인되며, 석영맥은 모암으로부터 초기의 옥수-미립 석영-황철석에서 후기 맥중심의 자형 석영으로 발달된다. 일부 시료에서는 황철석과 함께 텔루라이드 광물이 함께 나타난다. 유체포유물은 염도가 0.18-2.24wt% 가량의 액상 수용액 포유물들이 주로 발견되며 일부 기체상 포유물 또한 발견된다. 유체포유물의 균질화 온도는 141-384oC 범위에서 나타나며, 대체로 깊어질수록 균질화온도가 높아진다. 특히 금-은 침전이 집중된 고품위 구간에서는 얕아질수록 유체의 염도 및 균질화 온도가 낮아지며 또한 범위가 넓어지는 것을 볼 수 있다. 이를 통하여 함 금-은 유체의 압력하강으로 인한 열수의 비등 그리고 천수와의 혼합이 금-은 침전과 함께 이루어진 것으로 생각된다. 황철석의 LA-ICP-MS 분석을 통하여, 황철석 광물 내의 금-은 치환은 이루어지지 않음을 발견하였다. 하지만, 황철석 내의 금-은은 대부분 텔루라이드 혹은 에렉트럼 등 함 금은 광물의 포유물에 저장이 됨을 알 수 있었다. 깊이별 황철석 내 포획된 함 금-은 광물은 차이가 없었고, 포유물의 금-은 비율 또한 차이가 없음을 확인하였다.
Contribution of Geophysics to the Study of Barite Mineralization in the Paleozoic Formations of Asdaf Tinejdad (Eastern Anti Atlas Morocco)
Contribution of Geophysics to the Study of Barite Mineralization in the Paleozoic Formations of Asdaf Tinejdad (Eastern Anti Atlas Morocco)
Dakir Ibrahim;Benamara Ahmed;Aassoumi Habiba;Ouallali Abdessalam;Ait Bahammou Youssef
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제3호 / 2020 / 259-269 (11 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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The use of the geophysical method in mining prospecting has been studied in the Asdaf region (South-East of Morocco). The objective of the study is to examine the aptitude of the electrical technique, in this case induced polarization (IP) and electric tomography, combined with the electromagnetic method (VLF), in the exploration of barite . The result obtained by the pseudo-sections of electrical tomography and that of KH filtration highlighted anomalies of resistant contact (greater than 400Ω.m) and of high charge chargeability (5mV / V). These contacts are hosted in less resistant Devonian age shale and sandstone. The resistivity response obtained at their level is characteristic of the venous structures associated with barite mineralization. The direction of the mineralized veins is parallel to the direction of the fractured zones (NE-SW), which indicates that the mineralization in place is due to the tectonic movements of the Hercynian orogeny (from Devonian to Permian). These veins are aligned with the locations of abandoned mine shafts and with surface mining areas. Geophysical technique therefore seems to play a key role in barite mining exploration.
단층각력 함량에 따른 전단강도의 분류
단층각력 함량에 따른 전단강도의 분류
윤현석(Hyun-Seok Yun);문성우(Seong-Woo Moon);서용석(Yong-Seok Seo)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제2호 / 2020 / 167-181 (15 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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본 연구에서는 단층핵의 각력(≥4.75 mm) 함량에 따라 각각 5 wt.% (Case-I), 10 wt.% (Case-II) 및 15 wt.%(Case-III) 단위로 전단강도(최대 전단강도)에 대한 모집단을 분류한 후, 각 Case에 대한 분산분석(ANOVA, analysis of variance)과 다중비교분석(multiple comparison analysis)을 수행하였다. 각 수직응력(54 kPa, 108 kPa, 162 kPa)에서 모집단별로 전단강도의 평균과 표준편차를 계산하고, 전단강도의 분산에 통계적으로 유사한 영향을 미치는 각력 함량을 그룹화함으로써 각력 함량과 전단강도 사이의 관계를 정량적으로 분류하였다. 분석 결과, 전단강도는 각력 함량을 15 wt.% 단위로 범주화한 Case-III에서 집단 1(각력 함량 0~15 wt.%)과 집단 2,3(각력 함량 15~30 wt.%와 30 wt.% 이상)으로 명확하게 분류되었다. Case-III의 각력 함량 15 wt.%에서 분류 기준이 되는 전단강도를 산정한 결과, 수직응력별(54 kPa, 108 kPa, 162 kPa)로 각각 43.6 kPa, 77.6 kPa, 118.6 kPa로 산정되었다. 이 결과를 바탕으로 점착력과 내부마찰각의 분포 범위를 산정한 결과, 점착력의 분포 범위는 각력 함량 15 wt.% 이하에서 0~43.6 kPa, 15 wt.% 이상에서 0~70.0 kPa이며, 내부마찰각의 분포 범위는 각력 함량 15 wt.% 이하에서 0~45.7°, 15 wt.% 이상에서 16.7~57.5°로 산정되었다.
결정질 암반내 지하연구시설에서 수행한 현장수리시험법 적용성 연구
결정질 암반내 지하연구시설에서 수행한 현장수리시험법 적용성 연구
박경우(Kyung-Woo Park);고낙열(Nak-Yeol Ko);지성훈(Sung-Hoon Ji)
대한자원환경지질학회 / 자원환경지질 제53권 제2호 / 2020 / 121-131 (11 pages)
자연과학>지질학 / KDC : 순수과학 > 지학 / KCI : 자연과학 > 지질학
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본 논문에서는 지하연구시설에서 결정질 암반의 수리지질특성을 도출하기 위해 일반적으로 수행하는 수리시험법의 적용 가능성 및 신뢰성을 평가할 목적으로, 펄스시험, 슬러그시험과 정압시험을 이용하여 각 시험 결과로부터 도출되는 투수량계수를 서로 비교해 보았다. 펄스시험과 슬러그시험의 결과를 비교해 볼 때, 매질의 투수성이 낮은 시험 구간에서는 투수량계수가 매우 유사하게 도출되었지만, 투수성이 비교적 큰 구간에서는 다소 차이를 보였다. 그리고 투수성이 큰 구간에서 정압시험 결과에 비해 순간수위변화시험의 결과가 다소 크게 나타났다. 이러한 투수성의 차이는 각 수리시험에서 적용되는 수리 영향 반경의 상이함에 기인한 것으로 판단된다. 비록 각각의 현장수리시험에서 도출되는 결과가 매질의 투수성을 동일하게 반영한다고 할 수는 없지만, 단열의 불균질한 분포가 투수성에 영향을 주는 결정질 암반에서의 수리지질특성을 도출할 때 수리영향반경이 큰 정압시험이나 정률시험뿐만 아니라 비교적 빠른 시간에 수리지질특성을 파악할 수 있는 슬러그시험과 펄스시험을 통해서도 매질의 수리지질특성을 설명할 수 있는 것으로 사료된다.