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- 저자 : Bongsu Chang (검색결과 2 건)
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Comprehensive Study on Mineralogical and Geochemical Applications in Geosciences and Archaeometry
Bongsu Chang 고려대학교 대학원 2024 국내박사
본 연구는 유리 및 암석을 포함하는 지질물질을 대상으로 광물학적, 지구화학적 또는 암석학적 특성에 대한 포괄적인 분석과 해석을 수행하고, 그 자료가 지니는 지질학적 의미를 지구과학과 고고과학 분야에 적용함으로써 지질학 지식의 효용성과 확장성을 넓히는데 그 목적이 있다. 이를 위한 첫 번째 연구에서는, 화학조성의 차이에 따라 네 타입으로 분류되는 고대 유리 유물의 지리적 기원지를 확인하고, 타입별로 나타나는 독특한 지구화학적 특성이 기원지역의 기후와 지질 특성이 반영된 원료 물질의 사용에 기인한 결과라는 점을 규명하였다. 이는 향후 고대 동서 교역 네트워크 복원 연구에서 주요한 과학적 근거로 사용될 수 있다. 두 번째 연구에서는 응회암을 구성하는 광물상 조합과 화학조성 자료를 기반으로 응회암에 나타난 독특한 층상 조직이 형성된 과정을 화산 활동과 강우가 연계된 지질모델로 설명하였으며, 대상 응회암이 형성된 과정과 환경에 대한 시각화 된 통찰을 제공함으로써 향후 원료 암석을 확보하기 위한 전략 수립 과정에서 기원지 특정을 위한 지질학 및 지리학적 근거로 사용될 수 있다. 세 번째 연구는 휴대가 가능하고 현장 적용이 가능한 비파괴 분석법을 이용하여 암석의 광물학적, 지구화학적 특성을 정량적으로 파악함으로써, 조립질 화성암의 기원지를 노두 단위에서 명확하게 규명하였다. 특히, 정량 지구화학 자료를 기반으로 수십 km 범위에 걸쳐 존재하는 심성암체의 화학조성이 공간적으로 변화하는 경향성을 발견하고, 이에 근거하여 원료 암석 예상 분포지역의 범위를 제한시키는 방법론을 제시했다는 점에 의미가 있다. 마지막으로는 석탄 채굴 및 선별 과정에서 발생되는 폐기물인 석탄 맥석을 대상으로 광물학적, 이화학적 특성을 파악하고 마그네슘을 이용한 표면 개질을 통해 수용액 내 3가 비소 저감을 목적으로 하는 지질 물질의 환경 소재로의 적용성 연구를 수행하였으며, 지질학적 천연소재 물질을 환경 정화에 재활용한다는 관점에서 의의가 있다. 본 연구를 통해서, 연구 수행의 근간이 된 광물학과 지구화학에 기반한 지질학적 사고방식과 방법론이 가까운 지구과학 분야는 물론이고 환경학, 넓게는 고고학 분야에 필요로 하며, 특히 기존의 정형화된 사고체계를 변화시키거나 문제를 해결하는 새로운 관점을 제시할 수 있다는 가능성을 보였다. 앞으로, 보다 다양한 학문분야에서 지질학의 확장된 역할을 기대한다. This study investigates the mineralogical and geochemical properties of archaeological and geological materials, specifically ancient glass, stone artifacts, and coal gangue. It examines their applications in geosciences and archaeometry across four chapters. The first chapter establishes a comprehensive method for identifying the geographical origins of ancient glass by analyzing geochemical signatures and examining the impact of climatic variations on geological processes that impart unique markers on glass artifacts. The second chapter explores the mineralogy and geochemistry of stones used in arhat statuettes, offering an in-depth analysis of their provenance and the geological processes involved in their formation. The third chapter introduces a novel, non-destructive approach to trace the origins of coarse-grained igneous stone in Bodhisattva sculptures, showing how geochemical variations in plutonic rock suites can identify source materials. The final chapter investigates the mineralogical and geochemical characteristics of modified coal gangue for arsenite sequestration, providing insights into the repurposing of waste materials for environmental remediation. Collectively, this thesis significantly enhances provenance strategies in archaeology, deepens our understanding of cultural artifacts through geochemical and mineralogical analyses, and offers new perspectives on using geological waste for environmental remediation.
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Paleointensity and rock magnetic studies for the late cretaceous basalts in Yeoncheon, Korea
장봉수 Graduate School, Korea University 2011 국내석사
Researches of paleointensity and rock magnetism have been carried out to characterize geomagnetic field variation for the Late Cretaceous (~73.1 Ma). A total of 504 basalt samples (337 samples from six successive lava flows, and 167 samples from massive basalts), which collected from Jeon-gok Volcanic Complex (JVC) in Yeoncheon, Korea were used in this study. Paleomagnetic results show that large dispersion of paleomagnetic direction is due to the frequent eruption of lava flows, and then followed by overprinting effects within a site. For determining paleointensity, Thellier-type IZZI method with systematic alteration checks was used for 314 samples. Among of the total samples for paleointensity, 107 samples were satisfied with conventional reliable criteria (~34% for the rate of the success). Most of the accepted samples (104 out of 107 samples) belong to the lava flows. Additional rock magnetic experiments revealed that single-domain magnetite with partial contribution of superparamagnetic particles are dominant in samples from the lava flows, while two different magnetic particles, hematite and magnetite are prevailing in the massive basalts. Temporally, the estimated paleointensities (2.71~55.67 μT) displayed distinctive half-sinusoidal fluctuation. The corresponding virtual axial dipole moments are shown with a wide range from 20.08 to 52.65 ZAm^2 (Z = 10^21). Such unstable paleointensity variation with extremely low intensity suggests the period of the geomagnetic field transition or excursion in the Late Cretaceous, Korea. In addition, the calculated mean VADM from the entire accepted samples is 36.59±11.41 (1σ) ZAm^2, ~55% lower than the present geomagnetic dipole moment (~80 ZAm^2). This indicates that notably lower paleointensity would be maintained during (or prior to) the eruption of lava flows in the study area. 과거 지구자기장의 강도변화 자료는 지구의 진화과정을 이해하는데 기본적인 정보를 제공해 왔다. 이러한 강도 자료는 주로 화산암을 대상으로 하여 보고되고 있으나, 시료 내 주자성광물이 약 1 μm 이하의 미세한 자철석이어야 하고, 암석형성 이후 변질이 없어야하는 조건으로 인해 실험 성공률이 매우 낮다. 따라서, 성공적인 강도 실험을 위해서는 사전에 암석자기학적 연구를 통해 자성광물의 종류, 크기 및 이차적인 변질에 대한 정보를 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 국내에 분포하고 있는 화산암 중, 연천지역의 후기 백악기 현무암(약 73.1 Ma)을 대상으로 지구자기장 강도 및 암석자기 연구를 수행하였다. 총 11개 지점에서 504개의 정향시료를 채취하였으며, 이 중 337개의 시료는 6매의 용암류를 대상으로 연속적으로 채취하였으며, 나머지 167개의 시료는 괴상현무암으로 부터 채취되었다. 등온잔류자화, 3축-등온잔류자화 열소자 실험 및 큐리온도 측정 실험결과, 일부 괴상의 시료는 자철석과 적철석이 함께 존재하는 반면, 용암류에서 채취된 시료의 경우 자철석이 유일한 자성광물로 나타났다. 특히, 용암류 시료를 대상으로 자기이력곡선 측정결과, 자철석은 1 μm 미만의 크기분포를 보였으며, 50 nm 미만의 크기를 보이는 입자도 일부 공존하고 있음을 확인하였다. 열 및 교류소자 실험결과 추출된 각각의 시료에 대한 특성잔류자화 성분은 단일하였으나, 각 지점 단위의 특성잔류자화는 매우 이산적인 분포를 보였으며, 이러한 현상은 용암류가 연속적으로 겹쳐서 형성되었음을 지시한다. 지구자기장 강도 실험은 IZZI 방식을 사용하여 수행되었으며, 총 314개의 시료 중, 107개의 시료에서 신뢰 가능한 강도자료를 추출하였고, 이들은 최소 2.71 μT에서 55.67 μT까지의 변화를 보였다. 특히, 시간에 따른 과거 지구자기장 세기변화는 거의 사인곡선 형태를 보였으며, 이러한 매우 낮은 지구자기장 세기와 더불어 불안정한 지구자기장 강도변화는 본 연구대상 시기가 지구자기장 천이기였을 가능성을 제시한다. 한편, 지구자기장 강도 실험결과를 통해 계산된 후기 백악기의 가상 축 쌍극자 모멘트(36.59±11.41 (1σ) ZAm^2)은 현재 지구자기장의 쌍극자 모멘트(~80 ZAm^2)의 약 45%에 해당하며, 이는 연구지역의 용암류가 분출한 시기가 현재보다 외핵의 유동이 상대적으로 약한 즉, 작은 지자기 쌍극자 모멘트가 유지된 시기였음을 지시한다.
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