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.

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.

하동-산청 회장암질암의 유체-암석 상호반응에 대한 산소와 수소 동위원소 연구

박영록(Young-Rok Park),고보균(Bokyun Ko),이광식(Kwang-Sik Lee) 한국암석학회 2004 암석학회지 Vol.13 No.4

연구 지역에 분포하는 회장암체는 분포상태와 암상에 의해 북쪽의 산청회장암체와 남쪽의 하동회장암체로 구분된다. 이들 회장암체 내에 발달했던 열수시스템의 특성에 대해 알아보기 위해 산소와 수소 안정 동위원소 조성을 측정해 보았다. 연구 지역에 있는 회장암체의 δ¹?O<SUB>plagioclase</SUB> 값은 공간적인 분포에 따라 서로 다른 값을 가지는 특징을 보여준다. 즉 북쪽에 분포하는 산청회장암체 사장석의 δ¹?O 값은 맨틀기원의 신선한 회장암의 전형적인 값(6-6.5‰)보다 더 무거운 값인 7.3-8.8‰ 사이의 값으로서, 비교적 좁은 범위의 값을 갖는 특징을 보여준다. 이와는 달리 남쪽에 분포하는 하동회장암체 사장석은 -4.4-8.2‰ 사이의 넓은 범위의 δ¹?O 값을 가지며, 맨틀기원의 신선한 회장암의 전형적인 값보다 낮은 δ¹?O 값을 가진다. 연구 지역의 중간 지역에 분포하는 회장암을 구성하는 사장석은 북쪽 지역의 사장석과 남쪽 지역의 사장석이 갖는 δ¹?O 값의 중간 값을 갖는다. δ¹?O 값의 이러한 공간적인 분포는 지역에 따라 서로 다른 열수시스템이 발달되었음을 지시한다. 즉, 연구 지역의 남쪽 지역에서는 천수에 의해 발달된 열수시스템이 우세하게 발달한 반면에, 북쪽 지역에서는 마그마 기원의 유체에 의해 발달된 열수시스템이 우세하였다. 회장암의 수소 안정 동위원소 조성과 이들 전암 내에 틀어있는 물의 함량과의 관계는 정의 관계를 보여주며 이러한 결과는 회장암질암을 형성한 마그마의 분화 작용이 일어나는 동안에 용리작용(exolution)에 의해서 마그마로부터 분리된 유체가 자생변질작용을 일으킴으로써 초생 보통휘석을 각섬석으로 변화시켰음을 지시해준다. 이러한 자생변질작용이 일어난 이후에, 천수기원의 유체에 의해 형성된 열수시스템이 연구 지역의 남쪽에 발달함으로써 마그마에서 유래한 유체에 의한 열수시스템의 흔적이 지워져버렸다. 그러나 북쪽에 있는 산청회장암체는 이 열수시스템에 의한 영향을 거의 받지 않고 마그마 기원의 유체에 의해 형성되었던 열수시스템의 흔적을 잘 기록하고 있다. 연구 지역의 북쪽에 분포하는 산청암체 보다 남쪽에 분포하는 하동암체에서 견운모, 방해석, 녹니석과 같은 이차 변질광물들이 더 많이 관찰 되는 것은 이 지역에서 중첩되어 발달되었던 열수시스템과 관련이 있는 것으로 생각된다. The anorthositic rocks of the study area are divided into the northern Sancheong and southern Hadong anorthositic rocks depending on the different distribution patterns and lithologies. In order to evaluate the characteristics of the hydrothermal systems developed in the study area, oxygen and hydrogen isotopic compositions of the anorthositic rocks were measured. Oxygen isotopic values of the plagioclase exhibit an interesting spatial distribution. Plagioclase collected from the Sancheong anorthositic rocks in the northern part tends to have a relatively restricted range of δ¹?O values between 7.3 and 8.8‰, which are heavier than 'normal' δ¹?O value (6-6.5‰) typical for plagioclase of the fresh mantle-derived anorthosite, whereas plagioclase from the southern part is characterized by a wide range of δ¹?O values between -4.4 and 8.2‰ and much lighter values than 'normal' value for plagioclase of the fresh mantle-derived anorthosite. Plagioclase from the middle part has δ¹?O values heavier than the plagioclase from the southern part, but lighter than that from the northern part. The spatial distribution of δ¹?O values suggests that the decoupled hydrothermal flow systems might have been developed in the study area. Meteoric water dominated in the hydrothermal flow systems developed in the southern area, whereas magmatic fluid dominated in the northern area. The relationship between water content and hydrogen isotopic composition of anorthosites shows a positive correlation. The positive correlation indicates that fluids exsolved from magma during magmatic differentiation caused deuteric alteration of anorthositic rocks involving replacement of pyroxenes to amphiboles. After the deuteric alteration, hydrothermal system developed by meteoric water dominated the southern area, and erased record of the hydrothermal system developed by magmatic fluid at earlier stage. However, the development of meteoric hydrothermal system has been limited in the southern area only, and could not affect the Sancheong anorthositic rocks in the northern area. The abundant occurrences of secondary alteration minerals such as sericite, calcite, and chlorite in the southern Hadong anorthosite relative to the northern Sancheong anorthosite seem to be related to the overlapping of two distinct hydrothermal systems in the southern area.

Sentinel-2 위성영상을 이용한 DMZ 산불 피해 면적 관측 기법 연구

이슬기,송종성,이창욱,고보균,Lee, Seulki,Song, Jong-Sung,Lee, Chang-Wook,Ko, Bokyun 대한원격탐사학회 2022 大韓遠隔探査學會誌 Vol.38 No.5

본 연구는 직접적인 접근이 어려운 demilitarized zone (DMZ)의 산불 피해 지역을 파악하기 위하여, 고해상도 위성영상 및 머신러닝 기반의 감독 분류 기법을 이용하였다. 고해상도 위성 영상은 Sentinel-2 A/B를 이용하였으며, SVM 감독분류 기법을 기반으로 토지피복도를 산출하였다. DMZ 산불 피해 지역을 분류하기 위한 최적의 조합을 찾기 위하여 SVM 내에 다양한 커널과 밴드 조합에 따른 감독 분류를 진행하고 오차 행렬을 통해 정확도를 평가하였다. 또한, 2020년, 2021년은 위성영상 자료 기반의 산불 탐지 결과와 산불 연보의 피해 지역 면적 간의 비교를 통한 검증을 수행하였다. 이후, 현재 피해 면적 자료가 없는 2022년의 산불 피해 지역을 탐지함으로써 신뢰할 만한 수준의 결과를 신속적으로 파악하고자 하였다. This study used high-resolution satellite images and supervised classification technique based on machine learning method in order to detect the areas affected by wildfires in the demilitarized zone (DMZ) where direct access is difficult. Sentinel-2 A/B was used for high-resolution satellite images. Land cover map was calculated based on the SVM supervised classification technique. In order to find the optimal combination to classify the DMZ wildfire damage area, supervised classification according to various kernel and band combinations in the SVM was performed and the accuracy was evaluated through the error matrix. Verification was performed by comparing the results of the wildfire detection based on satellite image and data by the wildfire statistical annual report in 2020 and 2021. Also, wildfire damage areas was detected for which there is no current data in 2022. This is to quickly determine reliable results.

강원도 고성지역에 분포하는 알칼리 현무암질 마그마의 상승경로

길영우(Youngwoo Kil),신홍자(Hong-Ja Shin),고보균(Bokyun Ko) 한국암석학회 2007 암석학회지 Vol.16 No.4

강원도 고성지역에는 여러 종류의 포획암과 포획결정을 내포한 마이오세 현무암들이 화산전(volcanic plug) 형태를 이루며 분포한다. 이들 화산전중에서 운봉산화산전의 근원마그마는 지하 160 ㎞ 깊이에서 형성되어 지표로 올라왔다. 전암화학분석, 구성광물의 평형온도 및 압력은 운봉산화산전을 형성한 화산암이 알칼리현무암이며, 결핍된 석류석 페리도타이트의 0.2-2%의 부분용융에 의하여 형성되었음을 지시한다. 이 마그마는 감람석, 단사휘석, 사장석을 각각 75-110 ㎞ 40-52 ㎞ 37-54 ㎞ 깊이에서 정출하였으며, 맨틀포획암인 스피넬 페리도타이트를 지하 57-67 ㎞에서 포획하여 지표에 빠른 속도로 올라왔다. Miocene basalt plugs in Goseong contain a large variety of crustal and mantle xenoliths and xenocrysts. One of basalt plugs, Unbongsan, are derived from 160 ㎞ depth. Whole-rock geochemistry and pressure and temperature conditions of mineral phases indicate that Unbongsan volcanic rocks are alkali basalts and the source magma of the alkali basalts was generated from about 0.2-2% partial melting of depleted garnet peridotite. Crystallization pressures and temperatures of mineral phases within ascending magma of Unbongsan alkali basalt indicate that olivines, clinopyroxenes, and plagioclases were crystallized at 75-110 ㎞, 40-52 ㎞, 37-54 ㎞ depth, respectively. The ascending magma of Unbongsan alkali basalts enclosed mantle xenoliths at about 57-67 ㎞ depth.

온실가스 지중저장 적지를 위한 데이터 구축

이사로(Saro Lee),이창현(Changhyun Lee),신제현(Jehyun Shin),고보균(Bokyun Ko),이창욱(Chang-Wook Lee),신영식(Yeong Shik Shin),신명호(Myeong Ho Shin),국중현(Junghyun Kook),박창현(Changheon Park) 대한지질학회 2022 대한지질학회 학술대회 Vol.2022 No.10