고씨동굴 박쥐배설물(Bat Guano) 퇴적층에 기인된 이차 인산염 및 황산염광물 특성

전창표 ( Chang Pyo Jun ),이성주 ( Seong Joo Lee ),공달용 ( Dal Yong Kong ),강일모 ( Il Mo Kang ),송윤구 ( Yun Goo Song ) 한국광물학회 2010 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.23 No.4

고씨동굴 내에 퇴적되어 있는 박쥐배설물을 대상으로 박쥐배설물 퇴적층에 생성된 인산염 및 황산염광물상들의 동정과 광물학적 특성연구를 통해 이들 광물상들의 지화학적 생성환경을 규명하고자 하였다. 박쥐배설물 내 및 하부에 침전된 물질들은 대부분 인산염 및 황산염광물로 확인되었다. 인산염광물로는 francoanellite, taranakite, ardealite, brushite, monetite가 관찰되었으며, 황산염광물로는 석고와 중정석이 관찰되었다. 인산염광물은 하부로 갈수록 상대적으로 taranakite → francoanellite → ardealite → brushite → monetite의 변화양상을 보이는 반면, 황산염광물 석고는 단면 전반에 걸쳐 확인되며, 특히 침전물 층 상부에 농집되어 나타난다. 중정석은 박쥐배설물 내에 소량 산재되어 나타난다. 인산염광물들의 침전과 이들의 수직적 광물상 변화양상은 박쥐배설물로부터 이들이 생성된 지화학적 조건이 산성환경이며, 하부로 갈수록 수분함량이 낮아지는 상대적인 건조한 환경이었음을 지시한다. Mineralogical characterization was performed for the mineral assemblages precipitated at the boundary between limestone bedrock and bat guano deposits in the Gossi Cave, Korea. Francoanellite, taranakite, ardealite, brushite and monetite are observed as phosphate minerals and gypsum and a small amount of barite as sulfate minerals in the guano deposits. With the increase of depth, phosphates are changed as following sequence: taranakite → francoanellite → ardealite → brushite → monetite. This sequence indicates that the major parameters controlling the physico-chemical conditions under which these mineral assemblages were deposited are pH and relative humidity.

동해 후포분지 퇴적물의 입도와 광물 분석을 통한 고환경 해석

전창표 ( Chang Pyo Jun ),김창환 ( Chang Hwan Kim ),김영규 ( Yeong Kyoo Kim ),이성주 ( Seong Joo Lee ) 한국광물학회 2014 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.27 No.3

동해 후포분지의 고환경을 규명하기 위해 HB 13-2 코어를 대상으로 퇴적물의 입도 분석 및 XRD, XRF를 통한 광물 분석을 실시하였다. HB 13-2 코어 퇴적물은 0.4 mbsf를 기준으로 엽리가 미약하고 생교란작용이 나타나는 퇴적상과 생교란작용이 하부로 갈수록 강해지는 두 개의 퇴적상으로 구분된다. 0-0.82 mbsf 구간에서의 비응집성 실트(sortable silt) 함량의 갑작스러운 증가와 상부층준에서의 민감입도 요소의 변화는 대마난류의 영향이 증가하였음을 보여준다. 퇴적물의 주 구성광물은 석영, 미사장석, 정장석, 알바이트와 더불어 녹니석, 캐올리나이트, 일라이트와 같은 점토광물이 포함되어 있으며 이들은 시료의 깊이 및 입도와 크게 연관성이 없는 것으로 나타나는데 이는 코아시료의 퇴적기간 동안 수문학적 변화는 크지 않았음을 시사한다. 1.4 mbsf부터 점토광물의 결정도가 감소하고 S/I 피크가 증가하는 현상은 온난다습한 기후의 영향으로 판단된다. Holocene plaeoenvironmental changes were interpreted by grain size and mineral analyses of a piston core (HB 13-2), obtained along the western slope of the Hupo Basin, Korea. The core sediments are characterized by two discrete, sedimentary facies: upper unit (0-0.4 mbsf) dominated by bioturbation structures with weak lamination, and lower unit (0.4-3.3 mbsf) characterized by intensified bioturbation toward bottom. Analysis of sensitive grain size and sortable silt demonstrated that the inflow of the Tsushima Warm Current (TWC) into the Hupo Basin strengthen from the period of sediment deposition over 0.82 mbsf. The minerals of the core sediments are composed mainly of quartz, microcline, orthoclase, albite and clay minerals including chlorite, kaolinite and illite. No noticeable changes of the mineral percentage was observed according to the grain size and depth of the samples. The integral breadth (Δ°2θ) of clay minerals from 1.4 mbsf to top layer shows an increasing trend, which clearly means climate warming from the period of sediment deposition above 1.4 mbsf. This interval correlates with the Holocene climate optimum at Mid Holocene.

Holocene environmental reconstruction of Pyeongtaek blanket wetland inferred from palynological assemblages

전창표(Chang Pyo Jun),이상헌(Sangheon Yi),이성주(Seong-Joo Lee) 대한지질학회 2009 지질학회지 Vol.45 No.4

독도 인근 해저퇴적물과 유기 퇴적물 분포 특성

전창표 ( Chang Pyo Jun ),김창환 ( Chang Hwan Kim ),이성주 ( Seong Joo Lee ) 한국광물학회 2013 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.26 No.2

독도로부터의 거리 및 수심에 따라 채취된 표층 퇴적물에 대하여 입도분석, 광물분석, 유기물 분석 및 미화석 분석 결과를 이용하여 독도 인근 해저의 퇴적 기작 및 유기 퇴적물의 분포를 규명하였다. 독도 인근 해저 퇴적물은 자갈 및 사질이 우세하며, 끌림에 의한 퇴적 작용이 주를 이루는 반면에 독도와 거리가 멀어짐에 따라 실트와 머드의 비율이 증가하며 점토광물과 장석 등의 광물 성분의 변화를 보이고 뜬짐에 의한 퇴적이 우세해지는 경향을 보인다, 퇴적물에서는 해양 기원의 유기 퇴적물이, 심해 퇴적물에서는 육상 기원의 유기 퇴적물이 우점한다. 이러한 유기 퇴적물의 군집 변화는 퇴적물의 입도에 큰 영향을 받는 것으로 밝혀졌으며 유기 퇴적물 중 높은 화분 농집도는 심해 퇴적물의 유기탄소 함량을 증가시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. Sediment transport mechanism and distribution of organic sediments are elucidated by the study of particle size, mineralogy, organic matters and microfossils of the surface samples collected from seafloor adjacent Dokdo island. Shallow marine sediments are dominated by coarse- grained sediments including gravel and sand, and their sedimentation has mainly been controlled by traction. While the samples collected from oceanic zone are characterized by high contents of fine- grained sediments such as silt and mud in bulk sediments, and the changes of mineral compositions including clay minerals and feldspar, and the fine sediments have been deposited mainly by suspension. The change of organic sedimentary communities is detected between neritic and oceanic zone. Although marine organic matter is predominant in neritic zone terrestrial organic matter is monopolized according to increasing water depth. This trend is associated with grain size of sediments. The results also suggest that high pollen concentrations in whole organic matters may played an important role in excessive organic carbon in sediment.

동해 울릉분지와 후포분지 해양 퇴적물 코어의 광물학적 특성

이수지 ( Su Ji Lee ),김창환 ( Chang Hwan Kim ),전창표 ( Chang Pyo Jun ),이성주 ( Seong Joo Lee ),김영규 ( Yeong Kyoo Kim ) 한국광물학회 2015 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.28 No.1

울릉분지와 후포분지의 퇴적물 코어 시료(각 분지에서 하나씩 03GHP-02와 HB13-2)를 대상으로 광물학적 연구를 수행하였다. 광물조성, 점토광물 성분, 그리고 총 인 성분 및 인의 연속추출법 연구 결과, 두 시료들은 각 값에 대하여 또한 깊이에 따라 어느 정도 차이가 있음을 보이고 있다. 두 시료 모두 광물 종에는 차이를 보이지 않았으며 주로 석영, 미사장성, 장석, 방해석, 오팔A, 황철석, 그리고 점토광물(일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트)로 구성되어 있었다. 후포분지의 경우 울릉분지에 비하여 오팔A 함량이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 두 시료 모두, 특히 후포분지 시료에서 기존에 동해에서 보고된 것보다 더 많은 스멕타이트가 동정되었는데 이는 고황하강의 영향과 한반도의 제3기 지층 암석에 영향을 받은 것으로 사료된다. 울릉분지 시료의 경우 약 0.7-3.5 m 깊이에 오팔A의 함량 감소 그리고 일라이트 결정도 지수도 낮게 나오며 이는 빙하시대의 추운 기후에 해당된다. 이 깊이의 시료에서는 인의 함량도 상대적으로 낮게 나오고 있다. 이는 이 기간 동안 동해는 해수면의 하강으로 외부 해역과 단절되었고 해협 및 하천을 통한 퇴적물의 유입도 적었기 때문으로 판단된다. 후포분지 시료의 경우 울릉분지에 비하여 깊이에 따른 점토광물 변화와 인의 성분 변화는 크게 관찰되지 않는다. 이러한 경향은 울릉분지에 비하여 비교적 짧은 기간에 퇴적되었거나 퇴적환경의 변화가 별로 없는 환경에서 퇴적되었기 때문으로 해석된다. 점토광물의 결정도 지수는 울릉분지에 비하여 약간 높아 퇴적되었을 당시 비교적 온난한 환경이었을 것으로 추측되며 인의 연구 결과로 미루어 볼때 비록 어느 정도 변화는 있지만 또한 온난한 환경을 지시한다. This study was carried out in order to investigate the mineralogical characteristics of the core sediments (03GHP-02 and HB13-2), obtained from the Ulleung Basin and Hupo Basin, Korea. The results on mineral compositions, clay mineral compositions, and the total contents and sequential extraction of different fractions of the phosphorus in core samples showed that those values are different in two cores and also at different depths. In both samples, mineral compositions were the same, composed mainly of quartz, microcline, albite, calcite, opal A, pyrite, and clay minerals (illite, chlorite, kaolinite, and smectite). However, the sample from Hupo Basin contains more opal A. Both samples, especially the ones from Hupo Basin contains more smectite than those reported from East Sea, indicating the influence of paleo-Hwangwei River and the Tertiary Formation of Korea Peninsula. For the samples from Uleung Basin, at 0.7-3.5 m range in depth, the low content of opal A and the low illite crystallinity index can be inferred to indicate the relatively cool climate, corresponding to the ice age. Also, the content of total phosphorus was low in those samples. It was reported that East Sea at that time was isolated from the neighboring seas due to the decrease of the sea level, and as a result, the influx of sediments was supposed to be little through the strait and rivers. For the samples from Hupo Basin, there is no significant changes in clay mineral composition and the distribution of phosphorus with increasing depth. This little change can be interpreted to indicate that the sediments comprising the core might be deposited in a relatively short period of time or deposited in sedimentary environment in which there``s no significant changes in sediment supplies. The values of crystallinity index of clay minerals are high in those samples, indicating that it was relatively warm during that time. Although the increase of fluctuation pattern can be observed, showing that the climate of this period often changed, it is supposed that it was generally warm.

Pollen-based quantitative paleoclimate reconstruction: Brief methodological introduction and case study

이재영(Jaeyoung Lee),전창표(Chang-Pyo Jun),이상헌(Sangheon Yi),김동욱(Dongwook Kim) 대한지질학회 2020 지질학회지 Vol.56 No.5

한반도 남부의 화분-기후 관계와 화분 기반의 홀로세 중기 정량적 고기후 복원

이재영(Jaeyoung Lee),이상헌(Sangheon Yi),전창표(Chang-Pyo Jun),김용미(Yongmi Kim),이은미(Eunmi Lee),김동욱(Dongwook Kim) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

1980년대 이후로 현생 화분 기반(modern pollen analogue)의 화석 화분 기록을 이용한 정량적인 고기후 복원 방법이 널리 사용되고 있다. 그러나 한반도에서 현생 화분을 이용한 고기후의 정량적인 복원 연구는 매우 미흡한 상태이다. 따라서 화분 기반의 정량적인 한반도 고기후 복원을 위해서는 통계적으로 충분한 현생 화분 자료가 필요하다. 이를 위해서 한반도 남부의 37개 산에서 198개의 토양 표층 시료로부터 현생 화분 자료를 획득하였다. 각 표층 시료 지역의 기후 정보와 현생 화분 자료를 이용하여 화분–기후의 관계를 파악한 후, 고기후를 정량적으로 복원하였다. Redundancy analysis (RDA)와 variation partition을 실시한 결과, 한반도 남부에서 화분 산출에 중요한 기후 변수는 Tann (Annual mean temperature)인 것으로 나타났다. 화분-기후의 관계는 RDA, Huisman–Olff-Fresco 모델 (eHOF)에 의해 추론되었다. AP (arboreal pollen) 분류군들은 기후 자료와 유의미한 상관관계를 보여주었다. 특히 화분 화석 중 기후 지시자로 사용된 분류군들은 기후 자료와 강한 상관관계를 보여주었으며, 기후 지시자로서의 역할과 현재 기후와의 관계가 대체로 일치하였다. 하지만 NAP (non-arboreal pollen) 분류군들은 기후 자료와 유의미한 상관관계를 보여주지 않았다. 우수한 전달 함수를 생성하기 위해 Weighted Averaging- Partial Least Squares (WA–PLS)와 Modern Analogue Techniques (MAT)를 실시하였으며, MAT가 더 우수한 성능을 보여주었다. 한반도 남부(고흥 지역)에서 복원된 Pann (Annual precipitation)은 홀로세 중기 동안 1,340–1,500 mm로 약 160 mm의 변동이 있으며 평균은 약 1,400 mm이다. Pann 변동은 ENSO 활동에 의한 태풍에 크게 영향을 받는 것으로 추정된다. 복원된 Tann은 홀로세 중기 동안 8.5–12.5℃로 약 4℃의 변동이 있으며 평균은 약 11.4℃이다. Tann은 쿠로시오 해류의 세기에 따라 7500–5100년 BP에는 대마 난류의 영향을 받았으며, 그 이후에는 동아시아 겨울 몬순의 영향을 받은 것으로 추정된다. 이번 연구를 통해 한반도 남부에서 현생 화분을 이용한 고기후 정량 복원의 전달 함수는 충분히 신뢰할 수 있음이 증명되었으며, 향후 한반도의 정량적 고기후 복원에 기여할 것으로 기대된다.

국내 석회동굴(고씨동굴, 백룡동굴, 성류동굴)에 분포하는 박쥐 구아노의 광물학적 특성

공달용 ( Dal Yong Kong ),이성주 ( Seong Joo Lee ),전창표 ( Chang Pyo Jun ),김영규 ( Yeong Kyoo Kim ) 한국광물학회 2012 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.25 No.3

동굴 속에서 박쥐 배설물에 의하여 형성된 구아노에는 쇄설성 광물과 더불어 배설물 내의 성분과 주변 암석과의 반응 등을 통하여 생성된 다양한 황산염 및 인산염 광물들이 존재한다. 따라서 이러한 광물들의 연구는 광물형성에 영향을 미치는 동굴 내 지구화학적 환경에 대한 기본적인 정보를 제공한다. 본 연구는 국내의 대표적인 세 석회동굴에서 구아노의 시료를 채취하여 이들에 대한 광물학적 특성과 화학 성분 비교를 통하여 동굴 내 구아노를 구성하는 기본적인 광물 성분을 밝히고 이들의 특성에 영향을 미치는 인자를 도출하고자 실시되었다. 연구 결과 고씨동굴의 경우 채취된 시료에서 운모, 석영, 장석과 같은 쇄설성 광물과 더불어 많은 양의 석고가 함께 산출되었다. 석고의 양은 하부로 갈수록 증가하며 이것은 백룡동굴과 석류동굴과는 다른 특징이다. 백룡동굴의 시료는 쇄설성 광물로 카올리나이트를 추가적으로 포함하며 상대적으로 매우 적은 양의 석고를 포함한다. 성류동굴 시료의 경우 쇄설성 광물의 성분은 고씨동굴과 같으나 석고 대신 바사나이트가 미량으로 관찰된다. 이러한 광물의 분포는 구아노 시료의 화학분석 결과와 일치한다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때 고씨동굴에서는 많은 양의 박쥐 배설물로부터 상대적으로 습도가 높거나 홍수가 자주 일어나는 환경에서 이차광물이 형성되었음을 의미한다. 또한 성류동굴의 경우는 비교적 건조한 환경에서 생성되는 바사나이트의 존재로 미루어 볼 때 다른 동굴에 비하여 상대적으로 건조한 환경에서 생성되었음을 지시한다. The guano formed from the bat excrement in a cave contains various sulfate and phosphate minerals formed from the reaction of bat excrement with surrounding rocks and clastic minerals. Therefore, the mineral compositions in the guano provide basic informations on the geochemical environments affecting mineral formation in a cave. This study was conducted to study the mineral compositions of guano and the factors affecting those compositions by comparing mineralogical and chemical compositions in three different limestone caves in Korea. The guano samples in Gossi Cave contain detrital minerals such as illite, quartz and feldspar and relatively large amount of gypsum. The contents of gypsum increase with increasing depth, which is different from the samples collected in other caves. The samples collected from Baekryong Cave have the similar mineral compositions to those in Gossi Cave, but they also contain additional kaolinite and very small amount of gypsum. The samples in Sungryu Cave have similar mineralogical compositions to those in Gossi Cave, but contian bassanite instead of gypsum. The mineralogical compositions are well correlated with the chemical compositions of guano. The mineral compositions indicate that, in Gossi Cave, the minerals were formed by the reaction of large amount of bat excrement with surrounding rocks in high humidity condition or in the condition of frequent floods. In the case of Sungryu Cave, bassanite which can be formed in a dry condition indicates that minerals were formed in a relatively low humidity condition.