ICP/AES에 의한 먹는물의 무기원소 분석

박계헌,신형선,한정희,Park, Kye-Hun,Shin, Hyung-Seon,Han, Cheong-Hee 대한자원환경지질학회 1996 자원환경지질 Vol.29 No.1

Inductively coupled plasma atomic emission spectrophotometer (ICP/AES) is a versatile modern instruments for the multi-element analysis, but quantitative analysis using ICP/AES with normal pneumatic nebulizer is not applicable for the measurement of elemental concentrations in water down to the drinkining water standard level except a few elements because of poor detection limits. However, the detection limit can be lowered enough to measure drinking water standard, if ultrasonic nebulizer and/or hydride vapor generator is attached. This method is tested with groundwater samples from Tajeon area. It is confirmed that the elemental concentrations in these samples are within the limit of drinking water standard for the most elements. However, uranium concentration is very high in some samples compared with the concentrations suggested by Environmental Protection Agency of U.S.A. There is no standard concentration level to this element in Korea and it should be prepared immediately.

영남육괴 중부 김천, 성주 및 안의지역 화강섬록암의 스핀 U-Pb 연대

박계헌(Kye-Hun Park),이호선(Ho-Sun Lee),정창식(Chang-Sik Cheong) 한국암석학회 2005 암석학회지 Vol.14 No.1

이 연구에서는 영남육괴 중부의 김천, 성주 및 안의 지역에 분포하는 화강섬록암들에 대하여 스핀 U-Pb 연대측정을 실시하였다. 연대측정결과는 삼첩기와 쥬라기의 경계시기와 거의 일치하는 195.7±2.4-200.8±1.9(2б) Ma의 좁은 범위를 나타낸다. 이 암체들은 서로 연결되지 않은 독립암체들이지만 주원소 조성이 매우 비슷하고, 거의 동일한 연대를 나타내는 것으로 보아 동일한 조구조 환경 및 유사한 근원물질로부터 생성된 하나의 스위트를 형성하는 암체들로 취급할 수 있다. 삼첩기~쥬라기초의 연대를 나타내는 영남육괴와 옥천대의 심성암체들의 연대와 지리적 분포를 살펴보면 이 시기의 영남육괴와 옥천대에서는 비교적 짧은 간격으로 지구조적 환경변화가 반복적으로 일어났으며 이에 따라 특징적인 심성암체들이 관입하였음을 알 수 있다. 전반적으로는 압축력이 작용하는 활동적 대륙연변부 환경이 우세하게 작용하였으나, 세부적으로 살펴보면 압축력이 작용하는 섭입환경과 인장력이 작용하는 판내부환경이 여러 차례 반복되어 나타났다. 결론적으로 영남 육괴와 옥천대는 삼첩기~하부쥬라기의 시기에 서로 상이한 지구조환경 변화를 겪었으며, 이는 한반도 지각의 시대별 진화를 밝히는데 중요한 단서가 될 수 있다고 생각한다. Sphene U-Pb ages were determined for the granodiorites from Gimcheon, Seongju and Anui areas of the middle Yeongnam massif. The determined ages were in the narrow range of 195.7±2.4-200.8 ±1.9 (2б) Ma that are approximately coincident with the boundary between Triassic and Jurassic. Even though the studed plutons are aerially separated, they reveal quite similar major element compositions and almost identical ages, suggesting that they were generated from the similar source materials under the identical tectonic environment and thus they can be considered to form a single suite. Considering the age and spatial distribution of the Triassic to Lower Jurassic plutons of the Yeongnam Massif and Okcheon Belt, it seems that there were episodic changes in tectonic environment in both areas with relatively short intervals. In general, the compressive environment of active continental margin was prevailed. However, the tensional environment of within-plate was also appeared several times intermittently. In conclusion, Yeongnam Massif and Okcheon Belt experienced distinct tectonic environments during Triassic to Lower Jurassic, providing important clue to reveal the crustal evolution of the Korean Peninsula.

한국 현생 화강암류의 Nd 동위원소 조성 특성과 성인적 의미

박계헌(Kye-Hun Park),이태호(Tae-Ho Lee) 한국암석학회 2014 암석학회지 Vol.23 No.3

한국의 현생 화강암류에서 분석된 Nd 동위원소 자료를 종합하여 고찰해보았다. Nd 동위원소의 변화는 추세적인 변화 또는 지역적인 변화로 설명될 수 있다. 세 차례로 나타나는 화성활동기 중에서 페름기-트라이아스기 그리고 쥬라기에 있었던 두 차례의 화성활동기에서는 초기에는 높은 ε<SUB>Nd</SUB>(t) 값을 갖는 마그마가 만들어진 이후에 점차 낮은 ε<SUB>Nd</SUB>(t) 값을 갖는 방향으로 변화한 것으로 볼 수 있다. 섭입작용의 시작과 더불어 초기에 생성된 마그마의 경우 섭입된 해양지각의 용융과 같은 결핍맨틀의 함량이 높은 마그마가 생성되고, 섭입작용의 진행과 더불어 마그마의 생성에 오래된 지각물질의 영향이 더욱 커져서 이러한 변화경향을 만들어낸 것이라고 해석할 수 있다. 그러나 백악기-고제3기의 화성활동기에서는 후기의 화성암체들이 오히려 더 높은 ε<SUB>Nd</SUB>(t) 값을 갖는, 이전의 화성활동기와는 반대되는 변화경향이 나타난다. 다른 해석으로는 페름기-트라이아스기 활동기 초기의 영덕화강암과 쥬라기 활동기 초기의 청송화강암 등 높은 ε<SUB>Nd</SUB>(t) 값의 암체들이 대부분이 경상북도 북부지역에 밀집되어 있기 때문에 이러한 변화가 단순히 지역적인 차이를 반영하는 것이라는 해석도 전적으로 배제할 수는 없다. 이 외에도 백악기-고제3기 활동기에서 높은 ε<SUB>Nd</SUB>(t) 값을 갖는 암체인 온정리 화강암 역시 영덕화강암과 인접하여 산출하며, 그 밖의 높은 ε<SUB>Nd</SUB>(t) 값을 갖는 화성암들은 주로 경상분지 내에서만 산출되는 것 역시 지역적 차이라는 가설을 지지한다고 볼 수 있다. 이 경우 높은 ε<SUB>Nd</SUB>(t) 값을 갖는 지역은 다른 지역에 비해 상대적으로 젊은 평균지각 연령을 갖는 등 구분되는 지각진화사를 가질 것으로 판단된다. 이상에서 제기한 두 가설들 사이의 선택은 추가적인 연구를 통해 판단해야 할 것으로 생각된다. Nd isotopic compositions analyzed from the Phanerozoic granitoids of Korea are integrated and discussed. Variations in Nd isotopic compositions can be explained either by temporal trend or by regional differences. Among the three active periods, first two periods during the Permian-Triassic and Jurassic seem to show variations from rather high ε<SUB>Nd</SUB>(t) values at the beginning to lower ε<SUB>Nd</SUB>(t) values during the later stages. Such trends probably reflect melting of the subducting oceanic crust and producing magma with higher proportion of depleted mantle derived materials during the early stage of subduction process, and subsequent magmas with greater proportion of old continental crust with progress of subduction. However, the Cretaceous-Paleogene period of active magmatism displays higher ε<SUB>Nd</SUB>(t) values during the advanced stage of the igneous activities, which is opposite to the previous active periods. The other explanation is that such differences in ε<SUB>Nd</SUB>(t) reflect regional differences, based on the observations that such high-ε<SUB>Nd</SUB>(t) granitoids distribute in the northeastern Gyeongbuk Province and Gyeongsang Basin. If this is the case, the regions with highr ε<SUB>Nd</SUB>(t) values may have distinct crustal evolution histories, e.g. younger average age. The choice between the two hypothesis could be made through further studies.

한반도 쥬라기 심성암의 연령분포

박계헌(Kye-Hun Park),김명정(Myong Jung Kim),양윤석(Yun Seok Yang),조경오(Kyung O Cho) 한국암석학회 2010 암석학회지 Vol.19 No.4

쥬라기 동안 한반도에 관입한 심성암체들에 대한 최근의 정밀한 연대측정결과들을 종합해보면 남쪽에 위치한 영남육괴에서는 삼첩기와 쥬라기의 경계시기인 약 200 Ma 무렵부터 가장 먼저 화성활동이 시작 되었으며 점차 북쪽으로 화성활동의 범위가 확대된 것으로 나타난다. 옥천대 및 그 주변지역에서의 화성활동은 영남육괴에서의 화성활동이 거의 종료된 약 180 Ma무렵부터 화성활동이 시작되었고, 더 북쪽의 경기육괴 및 그 주변지역에서의 주된 쥬라기 화성활동의 시작은 옥천대지역보다는 조금 더 후기인 약 170 Ma경부터이다. 쥬라기 화성활동이 종료된 시점도 옥천대 및 그 주변지역이 경기육괴 지역보다는 조금 일찍 종료되었다. 이와 같은 한반도에서의 쥬라기 화성활동 시기가 위치에 따른 차이를 보이는 것은 해구까지의 거리와 섭입 각도 및 섭입판의 침강각과 같은 요소들이 변화하였기 때문으로 생각된다. 따라서 한반도에서 확인된 정밀한 연령에 따른 화성활동의 변화는 당시의 동북아시아 고지리 및 지구조환경을 세밀하게 복원하는데도 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다. The compiled recent precise age data for the plutonic intrusions of Korean peninsula display that the Jurassic igneous activities occurred on the Yeongnam massif since ca. 200 Ma close to the boundary between Triassic and Jurassic. Since then the igneous activities propagated toward further north through time. The Jurassic igneous activities over the Okcheon belt and its vicinity areas began at about 180 Ma when igneous activities of the Yeongnarn massif had been almost over. The igneous activities within the Gyeonggi massif located further north started at somewhat later period ca. 170 Ma. Jurassic igneous activities over the Okcheon belt and its vicinity areas ended a little earlier than the Gyeonggi massif area. Such timing differences upon geographic positions within the Korean peninsula seem to reflect variations in distance to the trench, in the direction of subduction, and/or in subduction angle. Therefore precise understanding of the variations in emplacement ages of Jurassic plutons within Korean peninsula can be a important clue to reconstruct the paleogeography and tectonic environment of the northeast Asia during the Jurassic.

평택-아산 알칼리 현무암의 Sr, Nd 및 Pb 동위원소 조성

박계헌(Kye-Hun Park),정창식(Chang-Sik Cheong),정연중(Youn-Joong Jeong) 한국암석학회 2008 암석학회지 Vol.17 No.3

평택-아산 지역에 분포하는 신생대 현무암질 암석의 Sr, Nd, Pb 동위원소 조성은 한국의 다른 신생대 현무암들과 마찬가지로 중앙해령 현무암에 비해 상당히 부화된 값을 보여준다. 평택-아산 지역을 포함하는 한국의 신생대 현무암질 암석들 대부분은 제주도의 현무암들과는 달리 비교적 낮은 ²??Pb/²?⁴Pb 성분을 갖는 부화맨틀과 결핍맨틀 사이의 혼합으로 설명될 수 있다. 반면에 제주도의 경우는 보다 높은 ²??Pb/²?⁴Pb 성분을 갖는 부화맨틀과 결핍맨틀 사이의 혼합으로 설명된다. 이러한 경향성은 북동 중국과 남동중국의 신생대 현무암들에서도 유사한 부화맨틀 단성분의 차이가 발견되는 것과 연관지어 해석할 때는 한국의 중부지역과 남부지역 아래의 대륙암권 맨틀이 각각 북중국지괴 및 남중국지괴의 동측 연장부일 가능성을 나타낸다. 제주도 아래에 남중국 지괴와 같은 종류의 대륙암권맨틀의 성분이 나타나는 것은 중국의 대륙충돌대 위치와 관련한 만입모델로는 설명할 수 없다. 오히려 맨틀의 조성에서 뚜렷한 차이를 보이는 두 대륙의 봉합대가 한반도의 중부와 남부지역의 사이로 지나가며 그 위치는 평택-아산 지역보다 더 남쪽임을 시사한다. 대륙충돌대 경계의 위치가 과거의 연구에서 주로 주장되던 임진강대의 위치와는 상당히 다른 것은 맨틀 경계가 지각의 경계와 다를 가능성을 배제할 수 없다. Sr, Nd, Pb isotopic compositions of the Cenozoic basaltic rocks distributed in Pyeongtaek-Asan area display significantly enriched values compared with mid-ocean ridge basalts just like other Cenozoic basalts of Korea. The isotopic compositions of most of the Cenozoic basaltic rocks of Korea including those from Pyeongtaek-Asan area can be explained as mixing between enriched mantle component with relatively low ²??Pb/²?⁴Pb ratios and depleted mantle component. In contrast, Jejudo basalts can be explained as mixing between enriched mantle component with realtively higher ²??Pb/²?⁴Pb ratios and depleted mantle componsnt. Combined with that very similar division of enriched mantle components is applied to the Cenozoic basalts of northeast China and southeast China, it is suggested that subcontinental lithospheric mantle of central and southern parts of Korea represents eastern extension of North China Block and South China Block respectively. The indentation model for the late Paleozoic to early Mesozoic continental collision of China contradicts to such an interpretation, because it cannot explain occurrence of subcontinental lithospheric mantle component of South China Block-affinity under the Jejudo area. Instead, it is more probable that suture zone of the two continental blocks crosses between central and southern Korea and its location is further south from the Pyeongtaek-Asan area. Such distinct location compared with Imjingal belt, supposedly collisional boundary suggested before, suggests that mantle boundary may not be coincide with crustal boundary for the continental collision.

한반도 쥬라기 심성암의 연령분포

박계헌(Kye-Hun Park),김명정(Myong Jung Kim),양윤석(Yun Seok Yang),조경오(Kyung O Cho) 한국암석학회 2007 암석학회지 Vol.19 No.4

쥬라기 동안 한반도에 관입한 심성암체들에 대한 최근의 정밀한 연대측정결과들을 종합해보면 남쪽에 위치한 영남육괴에서는 삼첩기와 쥬라기의 경계시기인 약 200 Ma 무렵부터 가장 먼저 화성활동이 시작되었으며 점차 북쪽으로 화성활동의 범위가 확대된 것으로 나타난다. 옥천대 및 그 주변지역에서의 화성활동은 영남육괴에서의 화성활동이 거의 종료된 약 180 Ma무렵부터 화성활동이 시작되었고, 더 북쪽의 경기육괴 및 그 주변지역에서의 주된 쥬라기 화성활동의 시작은 옥천대지역보다는 조금 더 후기인 약 170 Ma경부터이다. 쥬라기 화성활동이 종료된 시점도 옥천대 및 그 주변지역이 경기육괴 지역보다는 조금 일찍 종료되었다. 이와 같은 한반도에서의 쥬라기 화성활동 시기가 위치에 따른 차이를 보이는 것은 해구까지의 거리와 섭입각도 및 섭입판의 침강각과 같은 요소들이 변화하였기 때문으로 생각된다. 따라서 한반도에서 확인된 정밀한 연령에 따른 화성활동의 변화는 당시의 동북아시아 고지리 및 지구조환경을 세밀하게 복원하는데도 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다. The compiled recent precise age data for the plutonic intrusions of Korean peninsula display that the Jurassic igneous activities occurred on the Yeongnam massif since ca. 200 Ma close to the boundary between Triassic and Jurassic. Since then the igneous activities propagated toward further north through time. The Jurassic igneous activities over the Okcheon belt and its vicinity areas began at about 180 Mawhen igneous activities of the Yeongnam massif had been almost over. The igneous activities within the Gyeonggi massif located further north started at somewhat later period ca. 170 Ma. Jurassic igneousactivities over the Okcheon belt and its vicinity areas ended a little earlier than the Gyeonggi massif area. Such timing differences upon geographic positions within the Korean peninsula seem to reflect variationsin distance to the trench, in the direction of subduction, and/or in subduction angle. Therefore preciseunderstanding of the variations in emplacement ages of Jurassic plutons within Korean peninsula can be a important clue to reconstruct the paleogeography and tectonic environment of the northeast Asia during the Jurassic.

영남육괴 남서부 산청 동부지역에 분포하는 트라이아스기 변형 화강암의 U-Pb 연대측정과 그 함의

박계헌(Kye-Hun Park),송용선(Yong-Sun Song),서재현(Jaehyeon Seo) 한국암석학회 2018 암석학회지 Vol.27 No.4

영남육괴 남서부인 지리산 지역의 북동부에 위치한 산청지역에 분포하는 변형 화강암에 대해 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대측정을 수행하였다. 이 암체는 선캠브리아기 또는 시대미상의 고기 화성암류로 알려져 있었으나 2개의 시료에서 구한 U-Pb 일치연령은 각각 237.8±4.0Ma와 230.2±3.4Ma로 초기-중기 트라이아스기에 정치되었음을 보여준다. 이러한 결과는 이 변형 화강암이 약 238~230 Ma에 정치되었음을 지시한다. 연구지역 변형 화강암은 현저한 엽리와 안구상 구조, 선구조들이 발달된 전단변형의 특성을 보인다. 변형 화강암이 섬장암에 의해 관입된 포획암체로 산출되고 있음이 관찰되며, 이는 변형시기가 섬장암의 관입시기인 약 220Ma보다 이전임을 지시해준다. 이 지역 변형 화강암의 정치 및 변형 시기는 중부 영남육괴인 김천과 안동지역에 분포된 페름기-트라이아스기의 화강편마암류와 유사하다. 종합적으로 살펴볼 때 중부에서 남서부에 걸치는 영남육괴의 동쪽에는 화강암류를 관입시킨 화성활동이 약 260-230Ma에 그리고 뒤 이은 변성-변형 작용이 약 230-220Ma에 일어났다. In this study, SHRIMP zircon U-Pb dating was performed on deformed granitic rocks in the Sancheong area in the northeastern part of the Jirisan area, southwest of Yeongnam Massif. Until now, these have been known as Precambrian or age-unknown old igneous rocks, but the U-Pb concordant ages obtained from two samples are 237.8±4.0Ma and 230.2±3.4Ma, respectively, showing their emplacements in Early to Middle Triassic. These results indicate that the deformed granite was emplaced at about 238~230 Ma. The study area shows the characteristics of ductile deformation with prominent development of foliation, augen structure, and lineation. It is observed that the deformed granites occur as xenoliths within the syenite, indicating that the time of deformation is earlier than the intrusion of the syenite of about 220 Ma. The emplacement and deformation periods of the deformed granite is similar to that of Permo-Triassic granite gneisses distributed in the Gimcheon and Andong areas of the Yeongnam Massif. Taken together, the eastern part of the Yeongnam Massif, extending from the central part to the southwestern part, granite intrusions occurred at about 260-230 Ma, followed by metamorphismdeformation of about 230-220Ma.

선캠브리아 경기육괴 중 대리암의 연대측정에 대한 예비연구

박계헌(Kye-Hun Park),정창식(Chang-Sik Cheong) 한국암석학회 1993 암석학회지 Vol.2 No.2

무주지역 대리암의 Ph-Ph 연대

박계헌(Kye-Hun Park) 한국암석학회 1996 암석학회지 Vol.5 No.1

한반도 대륙암권맨틀의 진화 : 부분적 손실과 그 시기

박계헌(Kye-Hun Park) 한국암석학회 2010 암석학회지 Vol.19 No.3

한반도 중부지역의 백령도, 간성, 아산-평택, 보은 조곡리와 한반도 남부의 제주도 등지의 한반도 여러 곳에 분포하는 신생대 알칼리 현무암에 포함된 초고철질 맨틀 포획암은 대부분 스피넬 러졸라이트이며 이보다 더 깊은 곳에서 안정한 석류석 러졸라이트는 아직 보고된바 없다. 이는 한반도의 암권맨틀 두께가 석류석 러졸라이트가 안정할만한 깊이까지 도달하지는 않음을 시사한다. 한반도 지각의 일부는 시생대로부터 형성된 것으로 볼 수 있기 때문에 약 150 ㎞ 이상의 암권 두께를 갖는 것이 정상이지만 맨틀포획암들로부터 보고된 최대 포획깊이는 60-90 ㎞에 불과하다. 정상적인 한반도 암권의 두께에 비하여 현재의 암권두께가 현저하게 얇은 것은 시생대로부터의 지각진화사를 보임에도 불구하고 평균 80 ㎞내외의 암권 두께를 보이는 북중국 크레이톤의 경우와 매우 비슷하다. 따라서 북중국에서 주장된 것처럼 한반도 역시 지질시대를 통해 수십 ㎞에 달하는 암권맨틀의 하부가 떨어져 나갔을 가능성이 제기된다. 암권맨틀의 상당한 손실을 야기한 주요한 지질사건은 한반도의 여러 지역의 선캠브리아 지각들이 공통적으로 나타내는 19-20억년의 고원생대 화성 및 변성작용과 최근에 활발하고 보고되고 있는 중생대초의 대륙충돌 사건을 감안 할 때 북중국 동부지역과 마찬가지로 고원생대와 중생대초의 대륙충돌일 가능성이 매우 높다. The Cenozoic alkali basalts are distributed over Korea, both on central part as Bangnyeongdo, Ganseong, Pyeongtaek-Asan and Jogongni and also on southernmost part Jejudo. The ultramafic mantle xenoliths carried by Korean alkali basalts are spinel lherzolites. Garnet lherzolite that is more stable at the deeper level has not been reported so far, indicating that the lithospheric thickness under Korea does not reach deep enough to the stable zone of garnet lherzolite. The crustal evolution history of the Korean peninsula, at least some part of it, seemingly started since the Archean, it normally should have lithospheric thickness greater than 150 ㎞. However, the mantle xenoliths carried by the Cenozoic alkali basalts indicate the maximum depth of origination in the much shallower range of 60-90 ㎞. Such significantly thinner lithospheric thickness of the Korean peninsula than expected is quite similar to the case of North China Craton having lithospheric thickness of ca. 80 ㎞ in average, suggesting thinning of the lithospheric mantle in a depth scale of a few tens of kilometers during the past geologic time. The main causal events for such significant thinning of the lithospheric mantle can be continental collisional events of Paleoproterozoic and early Mesozoic similar to the case of North China Craton, which are also supported by Paleoproterozoic igneous and metamorphic events during the 1.9-2.0 Ga occurring all over the Korean peninsula and also early Mesozoic continental collisional event which has been discussed on lively arguments.