지질 연구 자료의 관리와 활용을 위한 데이터베이스 구축: 암석, 광물의 분류와 3D 모델을 중심으로

고보균,이창욱,박성재,이기영 한국지구과학회 2020 한국지구과학회지 Vol.41 No.2

A great number of geological research data have been produced by individually conducted researchers and then personally stored in domestic universities and research institutes. However, it is difficult to share data with other researchers owing to low and limited accessibility. The purpose of this study is to systematically establish metadata for inaccessible data, to manage them collectively and to provide opportunities for utilizing the data to those who require efficient research methods. Approximately 1,000 geological specimens (900 rocks and fossils, 100 thin sections) were gathered, along with their metadata such as high-resolution photographs, classification, name, owner, address, and geographical coordinates of the sample site, to establish their features. Additionally, 3D modeling data for 100 rocks and fossils were generated. On the basis of this study, it is possible for researchers to access and share crucial geological data that have a high potential to be lost and have been neglected in restricted spaces; by avoiding the wasted time, energy, and costs caused by repetitive collection of data, researchers may perform effective research and achieve qualified and competitive research results. Moreover, vulnerable and important geological data in the field can be protected from damage caused by indiscriminate, repetitive collection of specimens that have previously been secured. Through the establishment of additional metadata concerning the diversity of rocks, fossils, and thin sections kept at other universities and research institutes, much more data can be recognized, leading to advanced research results. Furthermore, specialized comparison and analysis of basic mineralogy and petrology knowledge are anticipated, based on the use of the metadata. 국내에는 독자적으로 연구가 수행되어 개인적으로 보관 중인 지질 연구 자료가 다량 존재하는데, 이 자료에 대한 접근성이 떨어지기 때문에 다른 연구자들과의 공유가 용이하지 않다. 이런 자료에 대한 메타데이터를 체계적으로 구축하고 총괄적으로 관리하여 이 자료를 필요로 하는 연구자들이 효과적으로 연구를 수행할 수 있는 기회를 제공하는 것이 이 연구의 목적이다. 국내에서 연구된 약 1000여개의 지질 시료(900여개의 암석과 화석 시료, 100여개의 박편 시료)를 수집하였고, 각 시료의 고화질 사진, 분류, 시료명, 보유기관, 산지, 좌표, 특징 등에 대한 메타데이터를 구축하였다. 암석과 화석 시료 100개에 대해 추가적으로 3D 모델링을 수행하였다. 이 연구를 통해 유실되거나 방치되는 중요한 지질 자료에 대한 연구자들의 접근성이 높아지고 자료의 공유가 가능해진다. 따라서 연구자들은 반복적인 연구 자료 수집 작업으로 인한 시간과 비용의 낭비를 줄일 수 있고, 효율적인 연구를 수행하여 경쟁력을 갖춘 연구 결과를 획득할 수 있다. 또한 이미 확보된 시료에 대한 무분별한 반복 채집으로 인해 중요한, 그리고 피해에 취약한 자료가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 향후 전국의 대학과 연구기관에서 보관중인 다양한 암석과 박편 시료에 대한 메타데이터를 추가로 구축하면 자료의 식별 및 진전된 연구가 가능하고, 더불어 전문적인 광물학 및 암석학의 기초 지식에 대한 비교와 분석을 기대할 수 있다.

경상남도 산청 지역에 분포하는 관입암의 암석지구화학

고보균,박영록 대한지질학회 2004 대한지질학회 학술대회 Vol.2004 No.

온실가스 지중저장 적지 탐사 데이터 구축: 지질단면도 데이터를 중심으로

고보균,Park, Sungjae,이사로 (사)지오에이아이데이터학회 2023 GEO DATA Vol.5 No.3

In this study, the most basic data, underground geological structure data, that is, geological cross-section data, were established to select a candidate site for underground storage of greenhouse gases based on AI. As a target area, the Gyeongsang Basin, where a large amount of sedimentary rocks are distributed, was selected as the greenhouse gas can be stored most effectively in sedimentary rocks. To this end, the acquisition and edit step, the refinement step, and the labeling step were carried out in the order of raw data collection, source data and labeling data construction to construct the geological cross-section data. This data can be downloaded through the AI hub site (https://aihub.or.kr/aihubdata/data/view.do?curr Menu=115&topMenu=100&aihubDataSe=realm&dataSetSn=71390) operated by the Korea Institute for Intelligent Information Society Promotion.

제주도 사라봉-별도봉-화북봉 일원의 화산층서와 화산암의 특성

고보균,원종관,이문원,손인석,Ko, Bo-kyun,Won, Chong-kwan,Lee, Moon-won,Sohn, In-seok 한국지구과학회 2001 한국지구과학회지 Vol.22 No.1

제주도 사라봉-별도봉-화북봉 일대에는 3개의 분석구와 이들로부터 분출한 화산분출물들이 복잡한 화산 층서를 형성하였다. 또한 별도봉 응회암에는 현무암과, 제주도 기반암중의 하나인 화강암의 암편이 나타난다. 그리고 비석거리 하와이아이트(hawaiite)에는 케르수타이트(kaersutite)가 특징적으로 나타나기 때문에 제주도 화산활동사를 연구하는데 중요한 대상이 된다. 이 지역의 최하부에는 신흥리 현무암과 별도봉 응회암이 분포한다 별도봉 응회암에는 반상 현무암과 이 지역의 기반암인 화강암의 암편을 함유한다. 그 위에 화북봉 화산활동에 의해 각섬석류의 한 종류인 케르수타이트를 다량 함유한 비석거리 하와이아이트가 피복하고 그 다음에 화북봉 분석구가 형성되었다. 그 후에 사라봉 화산활동에 의해 사장석과 감람석이 많은 건입동 하와이아이트가 분출하였고 마지막으로 사라봉 분석구가 형성되었다. 별도봉 응회암내에 포획된 현무암은 신흥리 현무암과는 암상이 다른 반정질 현무암으로, 신흥리 현무암과 기반암 사이에 또 다른 현무암층이 존재할 것으로 추정된다. 이 지역의 기반암인 화강암의 암편은 미르메카이트 조직(myrmekitic texture)과 미사장석을 보이며 K-Ar법에 의한 절대연령이 172.4Ma인 쥬라기 화강암이다. There are three scoria cones and their eruptive materials in Sarabong-Byeoldobong-Hwabukbong area Cheju Island. And they made complicated volcanic stratigraphy. In Byeoldobong tuff, basalt and granite xenoliths are present. It is presumed that the granite is a kind of basement of Cheju island. And Biseokgeori hawaiite has many kaersutite phenocrysts. Therefore, this area is very important for the study about history of volcanic activity of Cheju island. The lowest beds are Shinheung basalt and Byeoldobong tuff. Byeoldobong tuff has xenoliths of granite and phenocrystalline basalt. After the formation of these rocks, the Hwabukbong volcanism commenced. First of all this volcanism formed Biseokgeori hawaiite that has lots of kaersutite, a member of amphibole group, characteristically. Over this rock, Hwabukbong scoria cone was formed. The next Sarabong volcanism effused Keonipdong hawaiite that has lots of plagioclase and olivine phenocrysts and then Sarabong scoria cone was made up. Basalt xenolith in Byeoldobong tuff is different from Shinheungri basalt with regard to petrography, therefore this offers suggestion about existence of another basalt between basement and Shinheungri basalt. Granite xenolith derived from the basement of this area has features of the Jurassic granite in the Korea Peninsula, for example a lot of myrmekitic texture, microcline, and absolute age (172.4 Ma) by K-Ar method.

하동-산청 회장암체에 대한 암석화학적 연구

고보균,박영록 한국암석학회 2006 한국암석학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-

학술 발표 논문 초록 / 지구과학내용분야 1 : 제주도 사라봉 - 별도봉 - 화북봉 일원의 화산층서 및 화산암의 특성

고보균,원종관,이문원,손인석 한국지구과학회 2000 정기총회 및 추계학술발표 논문요약집 Vol.2000 No.-

제주도 단성화산의 분화량 계산과 화산재해 평가에 대한 예비연구

고보균(Bokyun Ko),윤성효(Sung-Hyo Yun) 한국암석학회 2016 암석학회지 Vol.25 No.2

제주도의 화산활동 규모를 파악하고 화산재해를 평가하기 위해 가장 최근에 분화한 단성화산 3개를 선택하여 화산 분화량을 계산하였다. 선택된 단성화산은 송악산 응회환, 비양도 분석구, 일출봉 응회구이며, 뉴질랜드의 오클랜드 화산지대에 적용된 모델을 사용하여 계산한 분화량은 각각 24,987,557 ㎥, 9,652,025 ㎥, 11,911,534 ㎥이다. 이 분화량은 화구충진물, 응회환(응회구), 분석구, 그리고 용암류의 부피로 구성된다. 분화 량을 토대로 추정되는 화산폭발지수는 각각 3, 2, 3이며, 분화유형은 스트롬볼리식(Strombolian) 내지 써제이식(Surtseyan)이고, 화산폭발지수와 화산이산화황지수의 상관관계를 이용한 이산화황 분출량은 2-8×10³ kt/y로 추정된다. 제주도에 대한 최근 연대측정자료는 제주도에서 1만년 이내에 화산활동이 수차례 있었음을 보여주며 앞으로의 화산활동 가능성을 지시하고 있다. 따라서 제주도의 분화 가능성을 고려한 연구가 충분히 수행되어야 하고, 이를 토대로 화산재해를 평가하고 대비하는 시스템의 구축이 요구된다. Eruptive volumes of three monogenetic volcanoes (Songaksan tuff ring, Biyangdo scoria cone, and Ilchulbong tuff cone) with the youngest eruption age are calculated using the model, applied to Auckland Volcanic Field in New Zealand, to investigate the volcanic eruption scale and to evaluate volcanic hazard of Jeju Island. Calculated eruptive volumes of the volcanoes are 24,987,557 ㎥, 9,652,025 ㎥, and 11,911,534 ㎥, respectively, and the volumes include crater infill, tuff ring (tuff cone), scoria cone, and lava flow. Volcanic explosivity indices of Songaksan tuff ring, Biyangdo scoria cone, and Ilchulbong tuff cone are estimated based on the eruptive volumes to be 3, 2, and 3 respectively, and eruption type is Strombolian to Surtseyan. It is assumed that the amount of emitted sulfur dioxide gas is 2-8×10³ kt/y according to the correlation between volcanic explosivity index and volcanic sulfur dioxide index. Recent age dating researches reveal evidences of several volcanic activities during the last 10,000 years indicating the possible volcanic eruption in Jeju Island in the near future. Therefore, it is necessary for appropriate researches regarding volcanic eruption of the island to be accomplished. In addition, establishment of the evaluation and preparation system for volcanic hazard based on the researches is required.

백운석 및 방해석의 분광특성 분석 연구: 강원도 강릉시 옥계면 지역

엄진아,고보균,박성재,선승대,이창욱 대한원격탐사학회 2019 大韓遠隔探査學會誌 Vol.35 No.6

In case of Korea, limestone is very useful in various industries. These limestones are mainly produced in Gangwon-do. The study area, which is located in Okgye-myeon, Gangneung-si, Gangwondo, is Okcheon metamorphic belt where abundant limestone, dolomite stone, and high-grade limestone are produced. The purpose of this study is to distinguish between calcite and dolomite among the limestone which is one of the representative carbonate rocks using the spectral characteristics. For this study, spectral characteristics were measured in the field and laboratory using FieldSpec®3 spectrometer equipment from Analytical Spectral Device Inc. (ASD). In the field, the reflectance was measured below 50 cm from rock surface, and in the laboratory, the reflectance was measured in the rock surface, the polished surface, and the rock powder. As a result, absorption wavelengths of calcite and dolomite were significantly different around 2,330 nm. In particular, the absorption wavelength band position of dolomite appeared before 2,330 nm wavelength compared to calcite. The study could be used as a basis data for analysis of high-grade calcite limestone. 국내 강원도에서 많이 산출되는 석회암은 다양한 분야에서 활용도가 매우 높다. 이러한 석회암 광상 개발을 위해서는 석회암에 대한 특징 파악이 중요하다. 따라서 이 연구에서는 대표적 탄산염암인 석회암 성분중 방해석과 백운석의 분광 특성을 측정하여 두 광물을 구분하고자 한다. 연구지역은 강원도 강릉시 옥계면은옥천변성대 지역으로 석회암, 백운암, 고품위 석회암이 많이 산출되는 지역이다. 분광 특성 측정은 ASD사(Analytical Spectral Device Inc.)의 FieldSpec® 3 스펙트로미터 장비를 사용하였으며 현장 및 실내에서 분광 특성을 측정하였다. 현장에서는 암석 표면을 측정하였으며 실내에서는 암석 표면, 연마면 및 파우더 상태에서반사도를 측정하였다. 그 결과 2,330 nm를 전후로 방해석과 백운석의 흡수대 위치가 확연히 차이가 나는 것을확인하였다. 특히 방해석에 비하여 백운석의 흡수 파장대 위치가 2,330 nm 파장 이전에 나타나는 것을 알 수있었다. 이 연구는 향후 고품위의 방해석 산출에 기초 자료로 활용이 가능할 것이다.

Oxygen and Hydrogen Isotopic Compositions of the Hwacheon Granite

박영록,고보균,Park Young-Rok,Ko Bokyun Petrological Society of Korea 2004 암석학회지 Vol.13 No.4

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. Oxygen and hydrogen isotopic compositions of the Jurassic peraluminous Hwacheon granite were measured, and compared with those of other Jurassic peraluminous Daebo granite in Korea. $\delta$$\^$18/O values for quartz and feldspar of the Hwacheon granite range from 8.2 to 10.6 and 5.8 to 9.0$\textperthousand$, respectively. Whole rock $\delta$$\^$18/O values for banded biotite gneiss country rocks surrounding the Hwacheon granites range from 8.1 to 9.4$\textperthousand$. Whole rock and biotite $\delta$D Values for Hwacheon granite range from -84 to -113 and -107 to -113$\textperthousand$, respectively. Whole rock $\delta$D values for banded biotite gneiss country rocks range from -76 to -100$\textperthousand$. Both $\delta$$\^$18/O and $\delta$D values of the Hwacheon granite are characterized by low values compared to the 'normal' values for the fresh peraluminous granitic rocks. Low $\delta$$\^$18/O values of the Hwacheon granite resulted from fluid-rock interaction for a long period. Isotopic modelling result renders that a relatively low-$\delta$$\^$18/O fluid below -1$\textperthousand$ was involved in subsolidus isotopic exchange under a relatively high fluid/rock ratio (<-6). The fluid of meteoric origin has experienced a modification of oxygen isotopic composition as a result of fluid-rock interaction with the Hwacheon granite and surrounding metapelitic country rocks.

Landsat 영상 및 인공 신경망 기법을 활용한 춘천 소양호 면적 및 가뭄 모니터링

엄진아,박성재,고보균,이창욱 한국지구과학회 2020 韓國地球科學會誌 Vol.41 No.2

가뭄은 일반적으로 장기간에 걸쳐 물 공급이 부족하여 나타나는 환경 재앙 중 하나로 대부분 넓은 지역에 걸쳐 나타난다. 원격탐사 자료는 이러한 넓은 지역에서 나타나는 가뭄 모니터링에 적합한 방법이다. 따라서 이 연구에서는 강원도 소양호 지역의 Landsat 위성 영상 자료를 활용하여 약 30년(1985-2015) 동안의 소양호 면적을 산출하고 이를 가뭄 패턴과 분석하였다. 특히 ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망을 활용하여 Landsat 영상을 분류하여 소양호 면적을 산출하였다. 또한 가뭄 패턴을 분석하기 위하여 산출된 호수 면적과 소양호 지역의 강수량을 활용한 표준강수지수(Standardized Precipitation Index: SPI)와의 상관관계를 분석하였다. 영상 분류 연구 결과, ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망 방법 중에서 호수 면적 산출의 최적의 방법은 인공신경망 방법임을 알 수 있었다. 또한, 인공신경망 방법을 적용하여 산출한 호수 면적과 SPI와의 상관관계 분석 결과 R2 값이 0.52를 가진다. 즉, SPI 지수가 낮을 때 호수 면적이 감소하는 것을 알 수 있었다. 즉 호수 면적 변화를 통하여 소양호 지역의 가뭄 상태 감지 및 모니터링이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 이 연구는 향후 지역 가뭄 모니터링 프로그램 개발 등에 사용이 가능할 것이다. Drought is an environmental disaster typically defined as an unusual deficiency of water supply over an extended period. Satellite remote sensing provides an alternative approach to monitoring drought over large areas. In this study, we monitored drought patterns over about 30 years (1985-2015), using satellite imagery of Lake Soyang, Gangwon�do, South Korea. Landsat images were classified using ISODATA, maximum likelihood analysis, and an artificial neural network to derive the lake area. In addition, the relationship between areas of Lake Soyang and the Standardized Precipitation Index (SPI) was analyzed. The results showed that the artificial neural network was a better method for determining the area of the lake. Based on the relationship between the SPI value and changes in area, the R2 value was 0.52. This means that the area of the lake varied depending on SPI value. This study was able to detect and monitor drought conditions in the Lake Soyang area. The results of this study are used in the development of a regional drought monitoring program.