Raman characteristics of various minerals constituting natural rocks collected from uranium deposits in Okcheon metamorphic zone in Korea are presented. Micro-Raman spectra were measured using a confocal Raman microscope (Renishaw in Via Basis). The focal length of the spectrometer was 250 mm, and a 1800 lines/mm grating was installed. The outlet of the spectrometer was equipped with a CCD (1,024256 pixel) operating at -70°C. Three objective lenses were installed, and each magnification was 10, 50, and 100 times. The diameter of the laser beam passing through the objective lens and incident on the sample surface was approximately 2 m. The laser beam power at 532 nm was 1.6 mW on the sample surface. Raman signal scattered backward from the sample surface was transmitted to the spectrometer through the same objective lens. To accurately determine the Raman peak position of the sample, a Raman peak at 520.5 cm-1 measured on a silicon wafer was used as a reference position. Since quartz, calcite, and muscovite minerals are widely distributed throughout the rock, it is easy to observe with an optical microscope, so there is no difficulty in measuring the Raman spectrum. However, it is difficult to identify the uraninite scattered in micrometer sizes only with a Raman microscope. In this case, the location of uraninite was first confirmed using SEM-EDS, and then the sample was transferred to the Raman microscope to measure the Raman spectrum. In particular, a qualitative analysis of the oxidation and lattice conditions of natural uraninite was attempted by comparing the Raman properties of a micrometer-sized natural uraninite and a laboratory-synthesized UO2 pellet. Significantly different T2g/2LO Raman intensity ratio was observed in the two samples, which indicates that there are defects in the lattice structure of natural uraninite. In addition, no uranyl mineral phases were observed due to the deterioration of natural uraninite. This result suggests that the uranium deposit is maintained in a reduced state. Rutile is also scattered in micrometer-sizes, similar to uraninite. The Raman spectrum of rutile is similar in shape to that of uraninite, making them confused. The Raman spectral differences between these two minerals were compared in detail.

Structural inversion refers to the reverse reactivation of extensional faults that influence basin shortening accommodated by contractional faults or folds. On the Korean peninsula, Miocene inversion structures have been found, but the Cretaceous rocks on Geoje Island may have undergone inversion as early as the Upper Cretaceous. To evaluate the structural inversion on Geoje Island, located on the eastern side of South Korea, and to determine the effects of preexisting weakness zones, field-based geometric and kinematic analyses of faults were performed. The lithology of Geoje Island is dominated by hornfelsified shale, siltstone, and sandstone in the Upper-Cretaceous Seongpori formation. NE and NW-oblique normal faults, conjugate strike-slip (NW-sinistral transpressional and E-W-dextral transtensional) faults, and NE-dextral transpressional faults are the most prominent structural features in Geoje Island. Structural inversion on Geoje Island was evidenced by the sinistral and dextral transpressional reactivation of the NW and NE-trending oblique normal faults respectively, under WNW-ESE/NW-SE compression, which was the orientation of the compressive stress during the Late Cretaceous to Early Cenozoic.

이 연구는 광물과 암석을 주제로 진행된 야외지질학습에 참여한 초등학생들의 학습 효과를 생소한 경험 공간 (Novelty space) 개념을 중심으로 탐색하는 것을 목적으로 한다. 방과 후 자율 동아리 활동 형식으로 서울의 한 공립 초등학교에서 진행된 본 프로그램에 6학년 학생 총 10명이 참여하였다. 학생들은 교실 학습 환경에서 광물과 암석 표 본을, 야외 학습 환경에서 노두에 노출되었거나 정원석 등으로 쓰이고 있는 광물과 암석을 각각 관찰하였다. 저자들은 각 차시별 연구 참여자들이 작성한 활동지(글, 그림), 연구자 참여 노트, 연구 참여자의 활동이 담긴 영상 및 음성 자료 와 사후 인터뷰 자료를 수집하였다. 인지적 영역에서 학생들의 학습 효과를 분석하기 위해 Remmen and Frøyland (2020)의 암석 분류를 위한 관찰 분석틀과 Oh (2020)의 암석 기술어 분석틀을 활용하였다. 또한 심리 및 지리적 영역 의 학습 효과를 탐색하기 위해 학생들의 그림과 담화 및 면담 자료를 귀납적으로 분석하였다. 연구 결과 학생들은 교 실 학습 환경에서 ‘일상적’, ‘과도기적’ 관찰 양상을 보였으며 야외 학습 환경에서(학교 운동장, 지역사회)는 ‘과도기적’ 및 ‘과학적’ 관찰 단계까지 발전하는 모습을 나타냈다. 덧붙여 과학적 관찰 단계로 갈수록 더 많은 종류의 암석 기술어 가 사용되는 것 또한 확인되었다. 심리, 지리적 측면에서 학생들은 익숙한 야외 학습 환경으로의 답사 장소 선정, 야외 지질학습에 대한 긍정적인 인식, 심미적 감상 등을 표현하였다. 끝으로 이 연구는 학생들의 학습 효과 분석을 위한 도 구로써 생소한 경험 공간 개념이 유용한 도구가 될 수 있음을 강조하며 아울러 가상야외지질학습과 같은 새로운 학습 환경을 고려하는 학술적인 접근이 필요함을 제안하는 바이다.

Various diffusion experiments using geologic media have been carried out and it is often assumed that aqueous diffusion is the dominant transport mechanism. However, in some cases diffusive migration has been much faster than predicted in the model simulation. To explain such results surface diffusion of sorbing species was invoked. Experimental results were generally open to interpretation but possible existence of surface diffusion, whereby sorbed radionuclides could potentially migrate at much enhanced rates, necessitated investigation. The potential for surface diffusion of some sorbing nuclides on through-diffusion experiments using domestic rocks was examined. The apparent diffusion coefficients for sorbing cations were determined from their steady-state diffusion flux through rocks disks, while effective and pore diffusion coefficients were obtained with non-sorbing tracers through the same rocks. Diffusive transport models through domestic granites and granodiorites based only on pore diffusion did not often described adequately for sorbing cations. Thus, surface diffusion should be considered. Then what was the most important measure to estimate surface diffusion? As far as we examine, the sorption reversibility provides a hint of surface diffusion. The reversible sorbing species, for example, Sr, has a remarkable surface diffusion contribution, whereas surface diffusion has a relatively small contribution for irreversibly sorbing species such as Cs and Am under domestic experimental conditions.

국내에는 독자적으로 연구가 수행되어 개인적으로 보관 중인 지질 연구 자료가 다량 존재하는데, 이 자료에 대한 접근성이 떨어지기 때문에 다른 연구자들과의 공유가 용이하지 않다. 이런 자료에 대한 메타데이터를 체계적으로 구축하고 총괄적으로 관리하여 이 자료를 필요로 하는 연구자들이 효과적으로 연구를 수행할 수 있는 기회를 제공하는 것이 이 연구의 목적이다. 국내에서 연구된 약 1000여개의 지질 시료(900여개의 암석과 화석 시료, 100여개의 박편 시 료)를 수집하였고, 각 시료의 고화질 사진, 분류, 시료명, 보유기관, 산지, 좌표, 특징 등에 대한 메타데이터를 구축하였다. 암석과 화석 시료 100개에 대해 추가적으로 3D 모델링을 수행하였다. 이 연구를 통해 유실되거나 방치되는 중요한 지질 자료에 대한 연구자들의 접근성이 높아지고 자료의 공유가 가능해진다. 따라서 연구자들은 반복적인 연구 자료 수 집 작업으로 인한 시간과 비용의 낭비를 줄일 수 있고, 효율적인 연구를 수행하여 경쟁력을 갖춘 연구 결과를 획득할 수 있다. 또한 이미 확보된 시료에 대한 무분별한 반복 채집으로 인해 중요한, 그리고 피해에 취약한 자료가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 향후 전국의 대학과 연구기관에서 보관중인 다양한 암석과 박편 시료에 대한 메타데이터를 추가로 구축하면 자료의 식별 및 진전된 연구가 가능하고, 더불어 전문적인 광물학 및 암석학의 기초 지식에 대한 비교와 분석을 기대할 수 있다.

이 논문은 남중국해의 바위섬들에 관한 상설중재재판소가 내린 판결에서 남 중국해에 산재해 있는 암석들은 해양법 협약 제121조 제3항의 내용을 갖춘 주 민이 거주하며 독자적 경제생활을 유지시켜나갈 수 있는 지형적 능력을 가지지 못하고 있다고 판단한 것을 보고 독도가 이러한 섬으로서 요건을 갖추지 못하 고 있다는 점에서 향후 이에 대한 입장을 살펴본 것이다. 중재재판소는 이 조 항에 관한 해석기준으로 각 국가들이 일관성 있는 기준의 관행이 성립하지 아 니한 상태에서 향후 국가관행은 이 상설중재재판소의 기준에 따르는 새로운 추세가 나올 것으로 생각하고 있다. 이러한 판례의 입장에서 살펴보면 독도와 그 인접 바위섬은 독자적인 경제생활을 유지시켜나갈 수 있거나 인간이 거주할 수 있는 생활터전으로서 주거가 가능하다고 단정할 역사적 증거도 쉽지 않은 점은 솔직히 인정할 수밖에 없을 것이다. 그럼에도 불구하고 독도에 대한 기존 의 인식을 쉽게 바꾸기는 더욱더 어려운 실정임도 사실이다. 기존의 일관된 독 도에 대한 인식은 역사적으로 일관되게 우리나라의 울릉도 제도의 일부를 구성 하고 있고 역사적으로도 우리나라의 고유영토이며 국가권력의 행사로서 실효 적으로 지배하고 있는 우리영토에 속한다는 것이다. 이러한 기존의 입장을 고 수해 나가기 위해서는 독도가 해양법협약 제121조 제3항의 내용을 충족하도록 인간이 거주할 수 있는 암석 또는 독자적인 경제생활을 유지할 수 있는 바위섬 이라는 입증을 해 나가야 한다. 이 사건을 통해서 본 결론은 역사적 증거(historic evidence)로써 독도 지형에 서 농경이 가능하고 식량과 자연적 식수원이 있어 사람이 거주할 수 있다는 거 주시설이 갖추어졌을 때 독도를 기점으로 한 해양수역을 가질 수 있다는 방향 을 제시하고 있다고 생각한다.

Dok island comprises Pliocene volcanic products such as a series of volcanoclastic rocks and lavas ranging in composition from alkali basalts, and trachyandesites to trachytes. Compositional variation of the basaltic rocks can be attributed to fractional crystallization of olivine, clinopyroxene, plagioclase, and magnetite. Chemical variations among the trachyandesites are caused by fractionation of clinopyroxene, plagioclase, and magnetite with minor amphibole, while trachytes are controlled mainly by feldspar fractionation. Incompatible element abundance ratios and chondrite normalized LREE/HREE ratios (e.g., (La/Yb)c: 24.8 to 32.8 for basalts, 15.6 to 31.2 for trachyandesites) suggest that the origins of the basalts and trachyandesites involve both different degrees of partial melting and subsequent fractional crystallization processes. Trace element ratios of the basalts from Dok island are characterized by high Ba/Nb, La/Nb, Ba/Th and Th/U and isotopic ratios (Tasumoto and Nakamura, 1991) that are similar to the EM 1 type of oceanic island basalts such as Gough and Tristan da Cunha basalts.

구례지역에서 공룡알과 공룡뼈가 보고된 백악기 토금층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기를 밝히기 위하여 그 층의 하부와 상부에 해당하는 화산암류에 대하여 K-Ar법 절대연대측정 연구를 수행했다. 토금층의 하부에 분포하는 금정리역암층에 포함된 화산암역을 대상으로 6개의 시료에 대하여 K-Ar 전암연대 측정을 실시하였으며, 그 결과 전기 백악기의 앞티안(118.3±2.3Ma), 알비안(103.6±2.0, 102.5±2.0, 99.9±1.9Ma)에 속한다. 토금층을 덮는 안산암과 반상안산암에 대하여 동일 조건으로 절대연대를 측정하였으며 그 결과는 후기 백악기의 캄파니안(83.9±1.6, 74.2±1.5Ma)에 속한다. 야외증거와 절대연대측정 결과를 근거로 토금층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기는 84-100 Ma 사이이다. 이 결과는 공룡알을 포함하는 보성 선소층의 퇴적시기(81 Ma)와 공룡, 익룡 및 물갈퀴 새발자국을 포함하는 해남 우항리층의 퇴적시기(79-81 Ma), 압해도지역에 분포하는 수각류 공룡알둥지의 형성시기(77-83 Ma)에 비교하면 다소 오래되었을 가능성을 시사한다.

이 연구는 예비과학교사들의 암석에 대한 이해수준에 따른 육안분류 능력을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 광물과 암석에 대한 비과학적 개념과 관련된 설문지를 개발한 후 예비 과학교사 132명에게 응답하게 하였고, 수집된 자료는 라쉬 모형을 이용하여 암석에 대한 이해수준에 따라 숙달 집단과 미숙달 집단으로 구분하였다. 이렇게 구분된 집단의 육안분류 능력을 알아보기 위해 17종(화성암 6종, 퇴적암 5종, 변성암 6종)을 제시한 후 각자의 기준에 따라 암석을 분류하도록 하였다. 분석 결과 예비 과학교사들은 주로 조직, 색깔, 입자 크기 등을 분류기준으로 사용하였다. 또한 화성암을 분류하는 것은 비교적 쉽게 해결하였지만 퇴적암과 변성암은 동일한 기준을 사용하여 분류하는데 혼동하고 있었다. 한편 암석에 대한 이해수준과 생성원인에 따른 분류능력은 유의미한 상관관계를 보였지만 암석명을 정확하게 분류하는 능력과는 유의미한 상관관계가 없었다. 하지만 생성원인에 따른 분류 능력과 암석명을 정확하게 분류하는 능력과는 높은 상관관계를 보였다.

금당도지역에 분포하는 화성암은 구성광물, 야외증거와 산상을 근거로 유문암, 반정질유문암, 중성맥암으로 구분되어 진다. TAS(total alkali-silica) 다이아그램에서 유문암은 유문암-데사이트의 영역에 그리고 반정질유문암은 유문암 영역에 속한다. 유문암과 반정질유문암의 생성시기를 밝히기 위하여 전암을 이용한 K-Ar법으로 절대연대측정이 수행되었으며 그 결과 전자는 76-78Ma로 백악기말 캄파니안에, 후자는 71-72Ma로 캄파니안과 마스트리크티안의 경계에 속한다. 이 지질연대는 백악기말 동안 한반도 남부지역에서 활발하게 진행되었던 유천층군의 화성활동에 대비된다. 한반도 서남부지역에 분포하는 화산암과 백악기층에서 발견되는 다양한 시기와 성분을 갖는 화산암의 지질연대를 근거로 이 지역에서 108-71Ma 사이에 유라시아판과 태평양판의 충돌에 의한 활발한 화성활동이 지속적으로 진행되었을 지시한다.

미즈나미 지하처분연구시설 프로젝트는 일본원자력연구개발기구가 결정질암 내의 심부 지하 환경에 관해 종 합적으로 연구하는 프로젝트이다. 미즈나미 프로젝트는 3개의 중첩되는 단계로 구성된다: 지표기반 조사단계 (단계 1), 건설단계 (단계 2), 운영단계 (단계 3)의 총 20년. 미즈나미 프로젝트의 1단계에서 3단계까지의 전체 목표는 1) 심부지질환경을 조사, 분석, 평가하기 위한 기술 정립, 2) 심부 지하 활용을 위한 일련의 공학적 기 술 개발이다. 전체 목표 1을 달성하기 위하여, 1단계 목표를 굴착 전에 지질환경을 모사하고 굴착거동을 예측 하는 모든 지표기반 조사결과로부터 지질환경 모델을 구축하는 것으로 설정하였다. 전체 목표 2를 달성하기 위하여, 2단계 목표는 지하시설을 위한 상세 설계 개념과 건설 계획을 수립하는 것으로 설정하였다. 본 논문은 결정질암내 지하수의 수리지화학적 특성을 조사하고 평가하기 위한 지질통합적 방법을 소개한다.

이 연구는 강원도 고성군 지역에 분포하는 뒤배재 화산체와 서낭바위를 대상으로 화성암 지역의 지형과 지질학습을 위한 야외지질학습장을 개발하는 것이다. 그리고 고등학교 1학년을 대상으로 그 교육적 효과를 알아보았다. 연구절차는 Orion의 모형에 근거하여 준비 단계, 야외학습 단계 및 정리 단계 순이며, 교육과정에 제시된 지질학습 요소를 바탕으로 야외지질학습장을 개발하였다. 야외학습 전에 학생들은 광물, 암석 등에 대하여 단순히 암기하고 있으며, 화강암과 현무암이 분포하는 지형의 형성과정에 대한 이해도는 매우 낮았다. 특히, 화강암과 현무암이 한 마그마에서 동시에 형성되는 것으로 이해하고 있다. 야외학습 후, 학생들은 광물, 암석 및 지질구조 등에 대한 단순한 지식은 학습이 잘 되었으나, 화강암과 현무암의 생성시기를 인식하지 못하여, 두 암석의 지형적 특성을 제대로 설명하지 못하였다. 이유는 중학교에서 화강암과 현무암의 생성과정에 대한 단순한 개념은 학습하였으나, 두 암석이 생성되는 지질시대 차이에 대한 의미는 학습하지 않았기 때문인 것으로 해석된다.

본 연구의 목적은 언어네트워크분석을 이용하여 야외지질학습에서 학생들의 퇴적암에 대한 개념 구조 변화를 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 고등학생 15명을 대상으로 퇴적암에 대한 정의, 분류, 생성과정 및 특징을 묻는 개방형 문항을 개발하였으며, 이 텍스트 자료를 언어네트워크분석법을 통해 분석하였다. 그 결과 첫째, 야외지질학습을 통해 학생들의 퇴적암에 대한 개념 구조는 사전에 비해 사후에 크게 확장되었다. 둘째, 학생들의 개념 구조를 구성하는 하위 클러스터는 서로 긴밀하게 연결되어 있는 '작은 세상 네트워크'를 형성하였다. 셋째, 학생들의 개념 구조의 규모는 수개월이 지난 후 감소하였지만, 하위 클러스터의 연결 상태는 그대로 유지하고 있었다.

강원도 고성 뒤배재 현무암은 산출상태, 구성광물, 주성분원소 및 미량원소의 특징에 의해 하부 현무암과 상부 현무암으로 구분된다. 하부 현무암은 집괴암의 특징을 보이고, 맨틀 및 지각기원의 포획암과 감람석, 휘석, 사장석 포획광물이 있다. 상부 현무암은 주상절리로 산출되며, 맨틀 포획암이 상대적으로 더 많고, 포획광물로는 감람석이 우세하다. 현무암의 주성분원소 및 미량원소 분석 결과 상부 현무암은 하부 현무암에 비하여 초생 마그마에 가까운 조성을 보인다. 원시맨틀로 표준화한 미량원소 및 희토류원소의 부화 및 결핍 패턴은 두 현무암이 매우 유사하나, 하부 현무암이 상부 현무암 보다 LREE의 부화 정도가 더 크다. 뒤배재 화산체의 하부 현무암은 약 0.8-1.2%, 상부 현무암은 약 3.7-4.0%의 동일한 맨틀 물질인 석류석 페리도타이트의 배취 용융으로 형성되었다. 그리고 하부 현무암내의 포획된 화강암, 포획광물의 반응연 및 사장석, 석영 등의 포획광물은 하부 현무암을 형성한 마그마와 지각물질과의 동화 가능성을 지시한다.

이 연구의 목적은 현무암과 화성암과 같은 화성암을 관찰할 때 화성암 지역에 살고 있는 학생들과 그렇지 않은 학생들 사이의 특징을 비교하기 위한 것이다. 연구를 위해 제주도에 살고 있는 5학년 학생 68명, 울릉도에 살고 있는 5학년 학생 28명, 그리고 화산지역과 직접적 관련이 없는 지역의 5학년 학생 61명을 선정하였다. 이 연구는 다음과 같이 진행되었다. 현무암과 화성암을 관찰하게 한 후 학생들은 관찰한 사실을 모두 적었다. 그리고 관찰이 끝난 후 관찰이외에 현무암과 화성에 대해 알고 있는 사실 모두를 적도록 하였다. 연구를 통해 알게 된 사실은 다음과 같다. 첫째, 화성암 관찰에 있어서 학생들은 지역적 특성 변인에 의한 유의미한 통계적 차이는 보이지 않았다. 둘째, 화성암과 관련하여 학생들이 관찰 이외에 알고 있는 지식의 양 또한 지역적 특성과 관련되어 유의미한 차이를 보이지 않았다. 셋째, 화성암에 대해 관찰 사실 이외에 알고 있는 지식을 질적으로 분석한 결과, 많은 학생들은 화성암의 근원물질이나 생성과정에 대해 알고 있었으나 지역적인 특성을 고려한 진술은 많이 나오지 않았다. 이러한 연구 결과를 통해 우리는 학교에서 이루어지는 과학 수업이 현상을 탐구하는 것뿐만 아니라 현상과 관련된 여러 가지 구체적인 사례들과 함께 이루어져야 한다는 것을 알 수 있다.

According to the historical documents and paintings in many civilizations, rocks that fell from the sky fascinated humans as the message from the God or supernaturals. Scientific progress allows humans to recognize these exciting extraterrestrial objects as meteorites. Meteorites contain a wealth of pivotal information regarding formation of the early Solar System. Meteorites also provide broader scientific insights on, for example, the origin of life, interplanetary transfer of life forms, massive depletion of biosphere on Earth, and evolution of lithosphere on Earth-like planetary bodies.