전라북도 무주군에 분포하는 백악기 무주분지의 퇴적시기 및 퇴적물의 기원지를 파악하기 위해 쇄설성 저어콘 U-Pb 연대측정을 수행하였다. 시료는 설천응회암(SCT), 방이리층(BYR), 길왕리층의 고방층원(GWR-G), 서창층원(GWR-S), 북창층원(GWR-B), 적상산층(JSS)으로 총 6개가 채취되었다. 연대측정 결과 무주분지의 퇴적층은 약 105.6-90.4 Ma에 걸쳐 퇴적되었고, 지질시대로는 알바절에서 투로니아절에 해당한다. 무주분지 서쪽에 분포하는 방이리층과 길왕리층 고 방층원 시료에서 각각 약 94.4 Ma와 89.6 Ma의 단일 저어콘 최소연령이 확인되어, 기존에 길왕리층 역암을 기준(암층 서)으로 설정된 상대연령에 대해 추가연구를 통한 재확인이 필요하다. 그리고 무주분지를 채우고 있는 대부분의 퇴적물 들이 무주분지와 인접한 제한된 지역에서 공급되었을 것으로 판단된다.

한반도에 분포하는 백악기 육성퇴적층 중 경상누층군 퇴적물의 기원지 조성과 조구조 환경에 대한 연구는 활발 하게 이루어진 반면에 그 외 퇴적층에 대한 사암의 암석학적 연구는 아직 부족하다. 본 연구에서는 부산 기장군 일광 읍 신평리 해안가 일대에 분포하는 백악기 이천리층의 사암을 대상으로 암석기재학적 연구를 수행하여 기원지의 특성 에 대한 예비 해석 결과를 보고하였다. 이천리층 사암은 미성숙한 조성과 조직을 나타내며 백악기 당시 유라시아 동쪽 연변부에서 일어난 고태평양판의 섭입에 의해 융기하여 발달한 화산호로부터 단시간에 퇴적물이 생성되어 운반된 것으 로 보인다. 그리고 사암 내 부수광물로 크롬 첨정석이 다수 관찰되는데, 이는 기원지에 초고철질암이 분포하였음을 의 미한다. 향후 추가 연구를 바탕으로 크롬 첨정석 기원암의 형성 환경 뿐만 아니라 이천리층 퇴적 당시 경상분지 동남 부의 조구조 환경에 대한 해석과 경상누층군과의 층서 대비가 가능할 것으로 기대된다.

백악기 구례분지 구례층군에 대한 쇄설성 저어콘 레이저삭박 다검출기 유도결합플라즈마 질량분석기(LA-MCICP- MS) U-Pb 연대측정을 수행하였다. 구례층군은 하부로부터 수평리층, 금정리층, 토금층, 오봉산층으로 구성되며, 이 번 연구에서는 연대측정을 위해 총 5개의 시료를 채취하였다. 그 결과 구례층군의 최하부 지층인 수평리층과 최상부 지층인 오봉산층에서는 각각 선캄브리아시대와 후기 백악기 저어콘들만이 산출되어 비교적 좁은 연대 분포 범위를 보 였다. 그러나, 금정리층 상하부와 토금층에서는 선캄브리아시대부터 백악기까지의 비교적 넓은 저어콘 연대 분포를 나 타냈다. 백악기 저어콘이 산출되지 않은 수평리층을 제외한 각 퇴적층의 가장 젊은 쇄설성 저어콘 U-Pb 연령은 금정리 층 하부에서 약 107.4 Ma, 금정리층 상부에서 약 104.6 Ma, 토금층에서 약 97.7 Ma, 오봉산층에서 약 88.5 Ma로 계산 되었다. 이는 구례층군의 퇴적시기가 대략 전기 백악기 말의 알바절(Albian)에서 후기 백악기의 코냑절(Coniacian)로 제한될 수 있음을 지시한다. 또한 각 지층별 쇄설성 저어콘 연령 분포에 근거한 구례층군 퇴적물 기원지는 분지의 진화 과정 동안 인근의 영남육괴에서부터 옥천대의 일부까지 확장되어 변화했을 것으로 해석되며, 구례층군을 구성하는 퇴적 층들의 백악기 저어콘 산출 양상은 백악기 동안 고태평양판의 슬랩 퇴각 작용을 잘 반영하는 것으로 보인다.

경상분지 하양층군의 퇴적시기와 기원지 변화를 밝히기 위해 청송 세계지질공원의 지질명소인 백석탄(일직층), 만안자암(점곡층), 신성리(사곡층) 지역에서 쇄설성 저어콘에 대한 U-Pb 연령측정을 실시하였다. 일직층에서는 백악기 저어콘이 발견되지 않고 쥐라기와 트라이아스기의 저어콘이 대부분이며, 선캄브리아 시대의 저어콘은 드물게 산출된다. 반면 점곡층과 사곡층은 백악기와 쥐라기, 고원생대의 저어콘이 우세하며 유사한 연령분포를 보인다. 점곡층과 사곡층의 백악기 저어콘에서 각각 103.2±0.3 Ma와 104.2±0.5 Ma의 가장 젊은 가중평균연령을 구했다. 연구결과에 의하면 점곡층 및 사곡층의 퇴적시기는 앨비안에 해당된다. 쇄설성 저어콘의 연령분포는 일직층과 점곡층 사이에 기원지의 중요한 변화가 있었음을 지시한다. 일직층은 주로 주변의 관입암체에서 퇴적물이 공급된 것으로 보이지만, 점곡층과 사곡층은 일본 남서부의 쥐라기 부가대의 비교적 젊은 퇴적단위로부터 기원한 것으로 해석된다.

해양환경과 기상연구 거점으로서의 중요성에도 불구하고, 수중에 잠긴 화산섬, 이어도의 퇴적물과 해양지질학적 연구는 부족하다. 이 연구의 목적은 이어도 해저에 분포하는 퇴적물의 종류와 분포양상, 그리고 그 퇴적물의 기원지를 밝히는 것이다. 이를 위해 이어도와 그 주변에서 박스코어러를 사용하여 25점의 표층퇴적물을 획득하였으며, 퇴적물 입도분석과 XRD 점토광물 분석을 수행하였다. 이어도의 정봉은 북부에 존재하며, 남부는 파식대지가 나타난다. 따라서 화산체의 남부는 파랑에 의한 침식작용으로 사라지고, 북부에 일부만 살아남은 것으로 해석된다. 입도분석결과, 패각과 산호편을 포함하는 자갈과 모래 퇴적물은 이어도 화산체와 파식대지에 주로 분포하며, 니질 퇴적물은 이어도 주변해역의 깊은 곳에 나타난다. 점토광물은 일라이트가 대부분을 차지하며, 녹니석과 카올리나이트 순으로 풍부하다. 삼각도표에 도시한 결과, 세립질 퇴적물은 모두 양쯔강(장강) 기원 영역에 도시되었다. 결과적으로 조립질의 자갈과 모래 퇴적물은 이어도 화산체의 풍화침식의 산물과 서식 생물의 골격, 껍질로서 운반과 퇴적과정에서 파랑이 주요한 역할을 한 것으로 해석되며, 반면에 세립질 퇴적물은 여름철 장강으로부터 이어도 해역으로 유입된 것으로 보인다. 이와 같이, 이어 도의 퇴적작용은 여름철 장강 유입수와 태풍의 영향이 큰 것으로 해석된다.

본 연구는 광화문 월대로 사용된 석재를 대상으로 암석학적 연구를 활용한 석재공급지를 추정하기 위해 수행되었다. 월대는 2010년에 일부 구간이 다시 복원된 것으로 원부재인 담홍색 화강암과 신석재인 회백색 화강암이 사용되었다. 석재공급지 추정을 위해 북한산과 수락산의 지질조사를 수행하였으며 채취한 시료는 모두 담홍색 화강암과 유사한 특징을 보였다. 전암대자율은 북한산에 비해 수락산의 값이 크고 암석의 색에서 부분적인 차이를 보이지만 수락산이 상대적으로 선명한 담홍색을 띤다. 수락산은 월대에 사용된 원부재와 비슷한 암석기재적 특징, 전암대자율, 역사적 사료 그리고 야외조사 시 발견된 채석흔적 등을 통해 최종 복원용 석재공급지로 판단된다. 물성시험 결과, 월대 원부재는 풍 화로 인해 147 MPa로 다소 낮은 수치를 보이며 석재공급지로 생각되는 수락산은 244 MPa 높은 값을 보여 안정성까지 확보되어 양질의 석재로 사용 가능하다. 수락산 일대는 주거지역이 일부 포함 되어 있어 행정적인 문제, 자연파괴, 인근 주민 생활권 침해가 발생하여 채석활동은 어렵다. 또 다른 대안으로 QAP조성, 광물조직, 암색 등의 암석학적특징 및 물리적 특성까지 유사한 중-조립질 담홍색화강암의 포천 창수석과 영중석을 제안할 수 있다.

전라남도 해남군 문내면 일대에 축성된 전라우수영 성곽의 부재를 대상으로 암석학적 연구를 수행하고 산지를 추정하여 보수정비를 위한 자료를 제공하고자 한다. 연구대상인 전라우수영은 2016년에 사적 제535호로 지정되었으며 성곽의 잔존구간은 약 15% 정도로 보존관리가 필요한 실정이다. 이번 연구에서는 성곽 부재에 대한 암석기재적 특징을 바탕으로 축성에 사용된 암석을 분류하고 사용비율을 산출하였으며 동시에 전암대자율을 측정하였다. 채취한 성곽 시료의 현미경관찰로 광물 구성 및 조직 등을 파악하였으며 주변지역에 대한 지질조사를 통해 축성 재료의 가능성이 있는 주변암과 비교하였다. 연구 결과, 성곽 부재는 크게 응회암류와 기타 암석으로 구분할 수 있으나 대부분이 응회암류이며 세부적으로는 응회암, 화산력 응회암, 화산력암이다. 부재로 사용된 비율을 살펴보면 화산력 응회암이 60.3%로 가장 많이 사용되었으며 이어서 응회암(34.7%), 화산력암(2.5%) 순이다. 전암대자율 측정 결과 응회암류는 1×10−3 SI unit 이하의 낮은 값과 1-14×10−3 SI unit의 높은 값을 보이는 유형으로 구분할 수 있다. 주변암은 응회암이 우세하나 위치마다 기재면에서 차이를 보이며 그 외의 응회암류는 화원면 신덕리 일대에 분포한다. 암석기재적인 특징과 전암대자율값, 채석산지의 가능성을 고려하면 부재의 응회암은 문내면 동외리, 화산력 응회암은 화원면 신덕리 일대가 산지로 추정된다. 추가로 축성 재료의 기준 설정을 위해 성곽의 주요 부재를 대상으로 물성시험을 수행하였으며, 압축강도 면에서 응회암이 약 156 MPa의 양호한 값을 보였다. 물성시험 결과와 부재의 암종 별 사용량을 종합하면 성곽의 보수정비 시 대체석으로는 응회암이 적절할 것으로 판단된다.

함평 월산리 유적은 전라남도 함평군 학교면 월산리 답854 일대에 위치한다. 이 유적의 발굴조사는 2002년 12월부터 다음 해 3월까지 동신대학교에서 실시하였다. 이 유적에서 출토된 한국식동검은 2016년 국립나주박물관 특별전시《보존과학 우리문화재를 지키다》에 전시하기 위해 보존처리 되었다. 그 과정에 서 XRF 분석을 통해 동합금조성을 확인하고 납동위원소비 분석을 통해 산지 추정을 하여 한국식동검의 제작기술과 청동문화를 검토하고자 하였다. 2점으로 수습된 동검은 성분 조성이 유사하였다. 구리, 주석, 납의 합금으로 확인되었으며, 소지 금속 부분의 함량은 각각 50.05, 18.14, 6.78wt.%와 64.04, 18.40, 5.91wt.%로 나타났다. 제작법을 확인하기 위해『주례고공기周禮考工記』의 금지육제金之六齊와 비교한 결과, 자르는 용도에 따른 합금비를 고려하여 제작한 것으로 판단되었다. 산지 추정은 동북아시아와 한반도 남부 분포도의 선행 연구된 결과에 대입하여 비교분석하였다. 그 결과 한반도 남부의 북동부 영남육괴, 동부 태백산 분지영역에 해당하며, 이에 속하는 강원도, 경상북도 일대에서 채취된 방연석이 원료로 사용되었을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 추정된 산지와 동검이 출토 된 함평 월산리는 지리적으로 거리가 있다. 원료의 재사용 가능성도 있지만 원료 혼합 시 나타나는 분석 결과와 차이가 있어 다른 지역의 원료를 사용하여 제작되었을 가능성이 더 높은 것으로 추정된다. 이는 미량원소 분석을 통한 광물학적 및 고고학적 추가분석이 다각도에서 검토되어야 할 것이다.

대부분 니질 퇴적물로 구성된 황해 남동부 흑산니질대 퇴적물의 기원지를 밝히기 위해 퇴적물 시료에 대해 주성분 원소와 희토류 원소(REE)를 분석하였다. 표층 퇴적물 시료는 흑산니질대 내 51지점에서 피스톤식과 박스형 시료 채취기로 획득하였다. 흑산니질대의 표층퇴적물은 니 퇴적물이 우세하게 나타나며, 평균입도는 5-6φ이다. 공간적으로 북쪽지역은 실트함량이 높고, 남쪽지역으로 갈수록 점토함량이 증가한다. 흥미롭게도 주성분 원소와 희토류 원소 함량 특성은 퇴적물 기원 해석에 있어 다른 결과를 가져왔다. Fe/Al과 Mg/Al 함량 비, Al2O3와 MgO 함량 비, Al2O3와 K2O를 각각 도시한 결과, 흑산니질대 퇴적물은 한국 기원의 퇴적물이 우세한 것으로 나타났다. 하지만 희토류 원소의 특성은 중국 기원의 퇴적물이 우세함을 반영한다. 이러한 기원 불일치는 각 원소의 함량 조절요인이 다르기 때문이다. 주성분 원소는 입도와 높은 상관관계를 고려할 때 입도에 따라 그 함량이 영향을 받는 것으로 해석된다. 반면에 희토류 원소는 입도와는 상관관계가 낮으며, 중광물 함량에 의해 조절되는 것으로 사료된다. 이와 같이, 각기 다른 추적자에 따른 기원의 불일치를 해결하기 위해 추가적인 연구가 필요하다.

제주도 서부해역에 분포하는 퇴적물의 기원지를 밝히기 위해 이곳 표층퇴적물의 지화학적 조성을 분석하였으며, 그 결과를 중국의 황하와 양자강 그리고 한국의 강 퇴적물과 비교 연구하였다. 연구지역 퇴적물의 평균입도는 3.6∼8.5φ 범위의 조립질실트 퇴적상으로 구성되며 탄산염 함량은 0.92∼9.75%(평균 3.65%)범위를 갖는다. 총유기탄소와 총질소(TN)의 비율(평균 9.4)에서 연구지역의 유기물은 육성 기원보다 해양성 기원이 상대적으로 우세하였다. 주성분 원소들의 공간분포에서 Fe/Al, Mn/Al, Ti/Al의 함량비는 양자강 하구역과 가까운 남서쪽 지역에서 높은 농도를 보여 양자 기원 물질이 연구지역으로 유입되고 있음을 추론케한다. 연구지역 퇴적물의 Sc/Al 대 Cr/Th, Th/Sc 대 Nb/co, Ti/Nb 대 Th/Sc의 지화학적 구분지수는 황하와 양자강가원 퇴적물을 구분해 주는 유용한 지화학적 지시자로 제시될 수 있었다. 연구지역의 서쪽에 분포하는 대부분의 퇴적물은 황하기원 퇴적물과 유사한 특징을 보였고 양자강 하구역과 가까운 남서쪽 지역의 퇴적물은 양자강기원 퇴적물과 유사성을 보였으며, 북동쪽 지역에 분포하는 퇴적물 시료는 다른 지역 퇴적물 보다 높은 비 값을 보여, 따라서 제주도 서부해역은 복합기원 퇴적물이 집적되고 있음을 의미한다.

황해와 북동중국해에는 중국의 황하와 양쯔강 그리고 한국의 강들로부터 많은 양의 부유물질이 공급되어 대륙붕 해역에 여러 개의 니질 퇴적체가 발달하고 있으나, 이들 퇴적체에서 두 기원을 설명할 수 있는 퇴적-지화학적 요인은 아직까지 명확하게 제시되고 있지 않다. 본 논문에서는 한국과 중국 기원 강 퇴적물의 주성분 원소의 함량 특성을 비교 연구하고, 그 결과를 토대로 황해와 북동중국해 퇴적물에 적용 가능한 기원지 추적자를 제시하였다. 본 연구를 위해 총 102개의 강과 연안 퇴적물에 대한 주성분 원소(Al, Fe, Mg, K, Ca, Na, Ti)들의 함량을 유도결합플라즈마 분석기를 이용하여 분석하였으며, 이와 함께 입도효과를 최소화하기위해 원시료를 실트(60∼20μm)와 점토 구간(<20μm)으로 분리하여 주성분 원소 함량과 스트론튬 동위원소 비(87Sr/86Sr)를 분석하였다. 연구결과, 새로운 방법의 입도보정을 통한 Fe/Al과 Mg/Al 함량 비는 매우 유용한 잠재적 추적자로 제시되며, 이러한 결과는 입자 분리된 실트와 점토 퇴적물에서 더욱 뚜렷하다. 또한 실트 구간의 퇴적물에서 한국 기원의 87Sr/86Sr 비는 0.7229∼0.7253(평균 0.7243) 범위로 중국 기원 퇴적물(0.7169∼0.7189, 평균 0.7179)과 뚜렷한 차이를 보여, 황해와 북동중국해에서 한국과 중국 기원의 퇴적물을 구분할 수 있는 중요한 지화학적 성분으로 평가된다. 이러한 잠재적 추적자들에 근거할 때, 한국 서남해에 발달하고 있는 니질 퇴적대의 전퇴적물은 한국과 중국의 혼합 기원으로 해석되나, 실트와 점토 구간의 퇴적물로 나누어 볼 때 그기원이 각각 다르게 나타났다. 즉, 점토 퇴적물은 한국과 중국의 혼합 기원으로, 실트 퇴적물은 한국 기원이 우세한 것으로 해석된다.

황해 남동해역의 제주도 연안에 분포하고 있는 퇴적물의 근원지를 조사하기 위해 표층 퇴적물의 입자조직, 지화학 성분 그리고 점토광물 분석이 이루어졌다. 본 연구에서 Ti/AI, Nb/Al 그리고 Rb/Al 비 등을 포함한 특징적인 원소성분도(geochemical discrimination diagram)와 희토류 원소들의 함량 특성은 퇴적물의 근원지를 판단하는데 매우 유용한 지시자들로 제시된다. 이들 결과에 의하면, 연구해역의 세립질 퇴적물은 대부분 증국의 양자강으로부터 기원 · 운반 퇴적되었으며, 조질질 퇴적물은 주변 화산암의 풍화 잔류물인 것으로 해석된다. 창해와 동중국해에서 치근 조사된 해수의 순환 패턴과 물리-화학적 특성은 양자강으로부터 기원된 세립 퇴적물이 연구해역을 포함한 한반도 남해(황해 남동해역) 연안역까지 운반 퇴적될 수 있음을 보여준다.

기후 변화에 민감하게 반응하는 북극해는 지구 기후 변화의 흔적을 고스란히 간직하고 있으므로, 북 극해 퇴적물 연구는 지구 기후 변화를 연구하는 데 매우 중요하다. 2016년에 수행된 아라온호의 ARA07C 북 극해 탐사를 통하여 동시베리아해 연변부에서 획득한 ARA07C-St02B 중력 코어를 이용하여 퇴적학적, 광물 학적, 지화학적 특성을 연구하고 이를 이용하여 기원지를 추정하였다. 코어 퇴적물은 색, 입도와 빙운쇄설물 의 함량에 의하여 4개의 유닛으로 구분하였는데, 갈색층을 포함하는 유닛 1과 3은 회색층으로 구성된 유닛 2 와 4보다 모래와 빙운쇄설물의 함량이 다소 높다. ARA07C-St02B 코어 주변에서 연구된 ARA03B-27 코어 와 비교를 통하여 이들은 MIS (Marine Isotope Stage) 1부터 4시기에 퇴적된 것으로 여겨진다. 갈색층을 포 함하는 유닛들과 회색층으로 이루어진 유닛 사이에는 벌크 광물 조성, 점토광물 조성, 지화학 조성에서 차이 가 난다. 벌크 광물과 점토광물 특성은 조립질 퇴적물과 세립질 퇴적물 사이에 기원지가 다를 수 있음을 시 사한다. 조립질 퇴적물은 대부분 랍테프해와 동시베리아해로부터 동시베리아 연안류나 추크치해로부터 보퍼트 환류를 따라 운반된 것으로 여겨지지만, 세립질 퇴적물은 대부분 동시베리아해, 추크치해, 보퍼트해로부터 해 류에 의하여 운반된 것으로 추정된다. 유닛 1의 일부 조립질 퇴적물과 유닛 3의 세립질 퇴적물은 보퍼트해와 캐나다 북극 군도로부터 해류, 빙산 또는 해빙에 의하여 연구 지역에 퇴적된 것으로 판단된다. 잠재적인 근 원지의 지화학 조성에 관한 자료를 획득하게 되면, 연구 지역의 코어 퇴적물의 기원지와 공급 방법에 대하여 좀 더 자세하게 규명될 수 있을 것으로 판단된다.

북극해는 기후 변화에 따라 북극의 해빙과 빙상의 분포가 달라지며 쇄설성 퇴적물 내 광물의 특성이 변화한다. 따라서 해빙이나 빙산에 의해 운송된 해양 퇴적물을 연구하는 것은 지구 기후 변화를 이해하는 데에 매우 중요하다. 본 연구에서는 척치해저고원의 아라온 마운드에서 채취한 4개의 중력코어와 아라온 마운드 사이 사면에서 채취한 1개의 중력코어를 사용하여, 벌크광물조성, 점토광물조성, 빙운쇄설물 연구를 통해 쇄설성 퇴적물의 기원지를 알아보고 이를 바탕으로 서북극해의 고환경 변화를 재구성하였다. 코어 퇴적물들은 갈색, 회색, 녹회색을 띠며 서북극해에서 나타나는 간빙기/빙기 순환에 따른 퇴적물색의 특성을 잘 나 타내고 있다. 척치해저고원에서 획득한 코어 퇴적물을 광물 특성과 주변에서 수행된 기존 연구와 비교하여 총 3개의 유닛으로 구분하였다. 최후빙기극대기에 퇴적된 유닛 3 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강과 인디기르카 강 퇴적물들이 동시베리아해 대륙붕에 퇴적된 후, 해빙이나 해류에 의해 유입된 것으로 보인다. 퇴빙기에 해당하는 유닛 2 퇴적물은 동시베리아해로 유입되는 콜리마 강, 인디기르카 강, 보퍼트해로 유 입되는 맥켄지강과 캐나다 군도로부터 함께 공급된 것으로 보이며, 로렌타이드 빙상의 융해에 의하여 다량의 빙운쇄설물들이 유입되었다. 간빙기 퇴적물인 유닛 1의 경우, 세립질 퇴적물들은 캐나다 북부와 동시베리아해로부터 해빙과 해류에 의해 공급되었으며, 조립질 퇴적물들은 캐나다 군도로부터 해빙에 의해 유입된 것으로 여겨진다.

남해 섬진강 하구유역에 발달되어 있는 남해중앙니질대는 흑산머드벨트의 퇴적물들과 섬진강의 퇴적물들을 공급받는 것으로 알려져 있다. 그러나 니질 퇴적체를 형성하기 위해서는 위 지역에서 공급되는 퇴적물보다 더 많은 양의 퇴적물이 공급되어야하기 때문에, 추가적인 퇴적물 공급원에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 남해중앙니질대 퇴적물의 기원지 및 퇴적물 유입경로의 변화를 알아보기 위해, 16PCT-GC01 및 16PCT-GC03 코어에 대해 점토광물 및 주성분원소 분석을 수행하였다. 황하 퇴적물은 스멕타이트의 함량이 높고, 양쯔강 퇴적물은 일라이트의 함량이 높으며, 한국 강 퇴적물들은 카올리나이트와 녹니석의 함량이 높다. 또한 한국 강 퇴적물은 Al, Fe, K가 풍부하고, 중국 강 퇴적물은 Ca, Mg, Na 등이 풍부하다. 따라서 점토광물과 주성분원소를 이용해 퇴적물의 기원지를 추적할 수 있다. 연구 결과, 남해중앙니질대의 코어 퇴적층은 총 3개의 퇴적 단위(sediment unit)로 구분 할 수 있다. 해수면이 가장 낮은 저수위기(lowstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 3은 황하로부터 공급된 퇴적물이 연안류 혹은 조석 작용에 의해 연구지역으로 공급된 것으로 해석되고, 해수면이 빠르게 상승하는 해침기(transgressive stage)에 해당되는 퇴적 단위 2는 황하의 영향이 약해지고 양쯔강과 한국 강들의 영향이 강해지는 것으로 해석된다. 현재와 같은 해수면과 해류의 순환이 형성된 고수위기 (highstand stage)에 해당되는 퇴적 단위 1은 양쯔강과 한국 강으로부터 퇴적물이 해류를 통해 연구지역으로 공급된 것으로 해석된다.

남극 벨링스하우젠 해(Bellingshausen Sea)의 동쪽 대륙붕과 대륙대에 위치한 중력코어(BS17-GC15, BS17-GC04)를 2017년 ANA07D 탐사 동안 획득하였다. 두 코어를 이용하여 벨링스하우젠 해의 해양 퇴적물 내 빙기-간빙기에 따른 점토광물의 분포와 성인을 조사하였다. 두 코어에 대해 퇴적상의 특성을 기술하고, 입도 분석, X선 회절 분석을 실시하여 점토광물의 조성 변화를 관찰하였다. 퇴적학적 특성에 따라 BS17-GC15 코어는 세 개의 퇴적상들로 구분되며 이들은 마지막 빙하기, 전이퇴적상, 간빙기 시기의 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 보인다. BS17-GC04 코어는 하부에 빙하기저부 기원의 저탁류의 조합으로 퇴적되는 저탁류 퇴적층과 니질층이 관찰되고, 위쪽으로 올라갈수록 실트질 엽층이 나타나며 상부에서는 생물교란 흔적이 포함된 반원양성 니질층이 나타난다. 퇴적상이 변함에 따라 점토광물의 함량비도 다르게 나타난다. BS17-GC15 코어는 시기에 따라 일라이트가 평균 28.4~44.5 %로 가장 큰 변화를 보이고, 스멕타이트는 빙하기 때 평균 31.1 %에서 20 %로 감소하였다가 간빙기 때 25.1 %로 다시 증가하는 양상을 보였다. 녹니석과 카올리나이트의 합은 빙하기 때 평균 40.5 %에서 간빙기 때 30.4 %로 감소하였다. 빙하기 동안 퇴적물이 남극 반도로부터 유입되기 때문에 높은 일라이트와 녹니석 함량을 보인다. 반면, 대륙대에 위치한 BS17-GC04 코어는 빙하기 때 스멕타이트의 함량이 평균 47.2 %에서 상부로 갈수록 평균 20.6 %까지 감소하고 일라이트는 하부에서 평균 21.3 %에서 43.2 %로 증가한다. 빙하기 동안의 높은 스멕타이트 함량은 근처의 스멕타이트가 풍부한 퇴적물인 피터 1세 섬에서 퇴적물이 남극순환류에 의해 운반되었을 것으로 예상되고, 그 이후 간빙기에는 상대적으로 서쪽으로 흐르는 등수심 해류의 영향으로 동쪽의 벨링스하우젠 해의 대륙붕 퇴적물로부터 일라이트와 클로라이트가 풍부한 퇴적물이 운반되었을 것이라 예상된다.

동중국해는 황하(Huanghe), 장강(Changjiang) 및 한국의 여러 강들로부터 많은 양의 퇴적물을 공급받는 것으로 알려져 있으며, 각 강들의 영향 및 퇴적과정을 밝혀내기 위해 많은 연구가 수행되었으나, 의견일치가 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 동중국해 퇴적물의 기원지 및 퇴적 환경 유추를 위해, 99MAP-P63 코어 퇴적물에 대해 입도, 점토광물 및 희토류원소 분석을 수행하였다. 점토광물 분석 결과, 일라이트(illite)의 함량이 가장 높고, 카올리나이트(kaolinite) 및 녹니석(chlorite), 스멕타이트(smectite)의 순으로 풍부하며, 점토광물을 이용한 99MAP-P63 퇴적물의 기원지는 깊이에 관계 이 모두 장강인 것으로 판단된다. 희토류원소 분석 결과, 99MAP-P63 퇴적물들은 중국 강 퇴적물의 희토류원소 함량과 매우 유사하다. 따라서 99MAP-P63 퇴적물들의 기원지는 장강이며, 한국 강의 영향은 미미하거나 없을 것으로 판단된다. 99MAP-P63 퇴적물은 대체로 사질 실트로 구분되지만, 코어의 최상부는 모래의 함량이 85 %인 사질로 구분된다. 주변 코어들과 비교한 결과, 사질 실트는 해수면이 낮았던 저수위기(lowstand stage)에 해당되며, 장강의 고수로를 통해 퇴적물들이 직접 공급되었을 것으로 판단된다. 코어 최상부의 사질 퇴적물은 해침기(transgressive stage)에 해당되며 해수면 상승으로 인해 강 하구와의 거리는 멀어졌지만, 현재보다 높은 해저면의 응력으로 인해 조립질 퇴적물들이 공급될 수 있었으며, 인근에 퇴적되었던 고 장강(paleo-Changjiang) 퇴적물들이 재동된 것으로 해석된다.

본 연구에서는 채색문화재에 사용된 녹색안료 석록을 국내 산출 석록원광 및 수입산 석록원광과 비교하여 석록의 산지에 대한 단서를 찾고자 하였다. 이를 위해 채색문화재의 화학적, 광물학적 특성을 휴대용 X선형광(p-XRF), 미소부 X선회절과(micro XRD) 주사전자현미경/에너지분산스펙트로메터(SEM/EDS) 분석으로 규명하였다. 석록에 함유되어 있는 납을 열이온화질량분석기로 분석하여 납동위원소비를 구하였다. 채색문화재 중 단청의 석록에서는 atacamite (or botallackite)와 소량의 brochantite, 불화에서는 이외에 malachite가 동정되었다. 종류를 불문하고 채색문화재에 사용된 석록은 Cu와 Cl로 이루어진 atacamite가 대부분이다. 납동위원소비 분석에서는 채색문화재 내 석록이 Mabuchi가 제안한 동북아에 대한 지역별 구분에서 한국남부지역보다 한국북부지역과 중국북부지역 그리고 일본 것과 유사하다. 국내 산출 녹색광물의 납동위원소비는 채색문화재 내 석록의 분포 안에 속하나 수입산 공작석은 큰 차이를 보였다. 채색문화재 내 석록의 주광물인 atacamite가 한반도 남쪽 광산에서는 매우 드물게 산출되는 것과 납동위원소비 결과를 종합할 때 우리나라 채색문화재에 사용 된 석록이 한반도 이남에서 산출되었을 가능성은 적다.

익산 미륵사지 석탑의 사리공 내에서 출토된 납유리 9점의 납동위원소비를 분석하여 납 원료의 산지를 추정하고, 이를 왕궁리 출토 납유리의 연구결과와 비교하여 상관관계를 알아보고자 하였다. 납유리는 주화학성분 분석결과, PbO가 약 70 wt.%, SiO2가 약 30 wt.% 함유된 전형적인 PbO-SiO2계의 유리였다. 납동위원소비를 이용한 납유리의 원료산지 추정결과, 기존 동북아시아 납동위원소비 분포도로는 대부분이 한국북부의 방연석 광산에 속하는 것으로 나타났다. 반면, 한반도 납동위원소비 분포도로는 한국남부의 방연석 광산이 납유리의 주요 원료 산지로 추정할 수 있어 두 분포도의 결과가 상이하게 나타났다. 또한 동일지역, 동시대에 조성된 것으로 알려진 왕궁리 출토 납유리의 기존 연구데이터와 비교한 결과, 납 원료의 산지가 서로 유사한 것으로 판단된다.

본 연구는 국내 방연석 광산의 방연석에 대한 납동위원소비 분석 자료를 응용하여 청해진에서 출토되는 청동기에 사용된 납 원료의 산지를 알아보고자 하였다. 또한 부산물로 산출되는 미량원소의 종류와 함량이 산지추정의 보조지표로 이용할 수 있는지의 가능성도 검토하고자 하였다. 장도 청해진에서 출토된 청동기의 납동위원소비를 기존에 일본에서 사용하던 동북아시아 납동위원소비 분포도에 적용하면, 청해진 출토 청동기는 중국산 납을 사용한 것으로 추정된다. 그러나 이를 한반도 납동위원소비 분포도에 적용하면 대상시료 대부분이 한반도 남부 옥천변성대와 영남육괴 지역의 방연석을 사용한 것으로 추정되었다. 또한 미량원소 중에서 은(Ag)이나 안티몬(Sb)의 함량은 동일 지역(zone)의 납동위원소비가 비슷한 서로 다른 광상을 분리하는데 유용한 보조지표로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.