[논문]서해 경기만 조석사주 퇴적층의 제4기 후기 층서 및 퇴적환경

최재용; 권이균; 정공수

doi:10.5467/jkess.2012.33.1.1

서해 경기만 조석사주 퇴적층의 제4기 후기 층서 및 퇴적환경
Late Quaternary Stratigraphy and Depositional Environment of Tidal Sand Ridge Deposits in Gyeonggi Bay, West Coast of Korea 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.33 no.1, 2012년, pp.1 - 10

최재용 (한국지질자원연구원 석유해저연구본부) , 권이균 (한국지질자원연구원 석유해저연구본부) , 정공수 (충남대학교 지질환경과학과)

초록
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서해 경기만 조석사주에서 획득한 고해상도 탄성파 탐사자료와 해상시추코어 분석에 의하면 연구지역의 제 4기 후기에 형성된 퇴적층은 총 4개의 퇴적단위(상부층부터 Unit I에서 Unit IV)로 구성된다. 퇴적단위 I은 조간대 및 조수로-충진 퇴적체로서, 홀로세 고해수면 시기동안 퇴적된 것으로 해석된다. 퇴적단위 II는 천해 퇴적상이 나타나는 외해역과 하천과 연계된 하성 퇴적상이 나타나는 조간대에서 조석사주 근접부로 나누어진다. 퇴적단위 III은 조석작용에 의한 조간대 퇴적환경 및 상부의 풍화된 퇴적층으로 각각 구분되며, 퇴적층은 산소동위원소 시기5동안 퇴적된 것으로 판단된다. 퇴적단위 IV는 조석사주 퇴적층의 최하부층으로 중생대 기반암 또는 산소동위원소 시기 5 이전에 퇴적된 층으로 해석된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Analysis on high-resolution seismic and core data reveals that the sedimentary strata in Gyeonggi Bay consists of four sedimentary units (Unit I-IV, from top to bottom) formed during the late Quaternary period. Unit I is interpreted as sediments of tidal flat and channel-fill deposits, formed during the Holocene transgression. Unit II is divided into shallow-marine facies unit in offshore area and channelized fluvial to estuarine facies unit in nearshore sand ridge and tidal flat. Unit III is considered as tidal flat deposits with the uppermost severely weathered and oxydized layers. This unit is composed of shallow marine sedimentary successions formed during the MIS-5 highstand. The lowermost Unit IV rests on Mesozoic basement rocks, considered as the shallow marine and shelf deposits formed before the MIS-5 lowstand.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이와 같이 기존의 서해 후기 플라이스토세 퇴적층에 대한 연구는 해수면 변동에 따른 퇴적층의 층서적 위치와 연대측정결과의 대비에 대한 의문점이 제기되고 있으며, 연구 또한 많이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 경기만에서 취득된 고해상도의 탄성파 탐사 자료와 해상시추 코어를 비교분석하여 경기만 조석사주 퇴적층의 층서를 규명하고, 해수면 변화에 따른 퇴적환경의 변화양상을 고찰하고자 한다.

제안 방법

6. Stratigraphic correlation of sediment cores in offshore (04DC-P08 and -11), Proximal and distal ridge (04DC-P35, YSDP-107), and tidal flats (GB-B01 and -B04).
5-12 kHz의 주파수 대역을 가지며 분해력이 매우 양호하다. 따라서 세립의 현생 퇴적물이 분포하는 조간대 해역의 정밀층서 및 얕은 해저 지층에 대한 연구에 용이하며, 본 연구에서는 조석사퇴 퇴적층의 최상부에 해당하는 홀로세 시기 퇴적층의 특징적인 퇴적구조 및 천해 퇴적층의 층서 구분에 이용되었다.
회수된 시추코어는 실내에서 횡 방향을 따라 반으로 절개한 후 Avaatech사의 XRF 코어 스캐너를 이용하여 퇴적물의 고해상도 이미지를 획득하였으며, 육안 관찰을 통한 퇴적상 분석 및 퇴적구조를 기재하였다. 또한 퇴적층의 연대 및 층서를 확립하기 위하여 ¹⁴C 연대측정과 OSL(Optically Stimulated Luminescence) 연대측정을 병행하였다 (Table 2와 3). 연대측정을 위한 시료는 탄성파 자료에서 뚜렷한 반사면이 나타나는 지점 또는 층의 경계로 추정되는 구간을 선정하여 채취되었다.
탄성파 단위 2(SU-2)는 조석사주의 말단부에서 외해역방향으로 퇴적된 층으로 구분하였다. 특히 탄성파 단위 2는 탄성파 단위 1의 아래에 모두 존재하는 것이 아니라 조석사주의 말단부에서 외해역 방향으로 윗걸침(onlap)의 형태로 나타난다(Fig.
4). 탄성파 층서를 구분하는 경계면으로는 대체로 기복이 심한 침식경계면이나 강한 반사면으로 나타나는 지점을 이용하였으며, 탄성파 단면상에 나타나는 반사면의 연속성, 진폭, 빈도수, 외형등과 같은 탄성파 요소의 특징을 통하여 탄성파 층서단위를 구분하였다. 이와 같은 탄성파 탐사자료의 분석에 의하면 연구지역에 분포하는 퇴적층은 강한 반사면에 의해 4개의 탄성파 단위(Seismic Unit; SU-1, SU-2, SU-3, SU-4)로 구분된다(Fig.
탄성파 층서의 해석과 함께 경기만 조석사주의 조간대에서 외해역에 이르는 지역에 대해 퇴적층서(Depositional sequence)를 구분하였다(Fig. 6). 퇴적층서는 조석사주의 각 환경에 따른 대표적인 시추코어(외해역에서부터 04DC-P08, 04DC-P11, 04DC-P35, YSDP-107, GB-B01, GB-B04)의 퇴적상 및 연대측정 결과를 토대로 구분하였다(Fig.
6). 퇴적층서는 조석사주의 각 환경에 따른 대표적인 시추코어(외해역에서부터 04DC-P08, 04DC-P11, 04DC-P35, YSDP-107, GB-B01, GB-B04)의 퇴적상 및 연대측정 결과를 토대로 구분하였다(Fig. 5). 퇴적층서는 상부층에서부터 현세조수 퇴적층(퇴적단위 1), 선현세 조수퇴적층(퇴적단위 2/3), 선현세 육상 퇴적층 또는 기반암(퇴적단위 4)의 총 네 개의 퇴적단위(Depositional Unit: DU-1, DU-2, DU-3, DU-4)로 구분된다.
2). 회수된 시추코어는 실내에서 횡 방향을 따라 반으로 절개한 후 Avaatech사의 XRF 코어 스캐너를 이용하여 퇴적물의 고해상도 이미지를 획득하였으며, 육안 관찰을 통한 퇴적상 분석 및 퇴적구조를 기재하였다. 또한 퇴적층의 연대 및 층서를 확립하기 위하여 ¹⁴C 연대측정과 OSL(Optically Stimulated Luminescence) 연대측정을 병행하였다 (Table 2와 3).
후기 제4기 동안의 해수면 변동에 의한 경기만 조석사주의 순차층서 확립을 위해 조간대에서 외해역에 이르는 지역에 대해 탄성파탐사를 수행하였다(Fig. 4). 탄성파 층서를 구분하는 경계면으로는 대체로 기복이 심한 침식경계면이나 강한 반사면으로 나타나는 지점을 이용하였으며, 탄성파 단면상에 나타나는 반사면의 연속성, 진폭, 빈도수, 외형등과 같은 탄성파 요소의 특징을 통하여 탄성파 층서단위를 구분하였다.

대상 데이터

2. Seismic track line and sampling sites (GB-B01 to GB-B04) in southwestern part of Jangbong island.
심부 시추코어는 Jin(2001)에 의해 연구된 YSDP-107 코어 퇴적상 분석 및 연대측정 결과를 이용하였다. 또한 장봉도 남서 해역에서 총 4점의 불연속 코어를 획득하였다(Fig. 2). 회수된 시추코어는 실내에서 횡 방향을 따라 반으로 절개한 후 Avaatech사의 XRF 코어 스캐너를 이용하여 퇴적물의 고해상도 이미지를 획득하였으며, 육안 관찰을 통한 퇴적상 분석 및 퇴적구조를 기재하였다.
탄성파탐사와 함께 2004년에서 2009년에 걸쳐 여러 형태의 해상시추코어를 획득하였다(Table 1). 본 연구에서는 심부시추 코어(deep-drilled cores), 피스톤 코어(piston cores), 불연속 햄머 코어(discontinuous hammer-pressure cores)를 이용하였다. 2004년 경기만 외해역 및 조석사주 말단부 인근에서는 총 41개의 피스톤 코어가 회수되었으며, 이 중 연대측정이 수행된 일부 코어(04DC-P08, 04DC-P11 및 04DC-P35)가 연구에 이용되었다(한국지질자원연구원, 2004).
본 연구에서는 한국지질자원연구원에 의해 취득된 스파커(sparker) 탄성파와 고해상도의 첩(chirp) 탄성파 자료를 사용하였다. 스파커 탄성파 탐사는 연안에서 쓰이는 다른 종류의 탄성파 시스템에 비하여 에너지 및 투과 심도가 상대적으로 크기 때문에 조석사주의 전체적인 층서구분에 이용되었다.
본 연구지역인 서해 경기만은 황해도 옹진반도와 충청남도 태안반도 사이에 위치하며, 내륙의 한강 및 임진강으로부터 유입된 다량의 퇴적물에 의해 거대한 조석사주가 발달해 있다(Fig. 1B). 대부분의 조석사퇴는 조류의 방향과 평행한 북동 남서 방향으로 발달하며, 남서방향으로 깊어지는 경향을 보인다.
대부분의 조석사퇴는 조류의 방향과 평행한 북동 남서 방향으로 발달하며, 남서방향으로 깊어지는 경향을 보인다. 연구지역은 퇴적물의 분포 및 지형의 특성에 따라 조간대(tidal flat), 조석사주의 근접부(proximal tidal sand ridge), 조석사주 말단부(distal tidal sand ridge), 외해역(offshore)로 구분된다(Fig. 1C). 조석사주는 외해역 지역에서 주로 수 m 두께의 이질층으로 구성되며 내륙에 근접할수록 세립의 사질 퇴적물이 우세하게 나타난다.
또한 퇴적층의 연대 및 층서를 확립하기 위하여 ¹⁴C 연대측정과 OSL(Optically Stimulated Luminescence) 연대측정을 병행하였다 (Table 2와 3). 연대측정을 위한 시료는 탄성파 자료에서 뚜렷한 반사면이 나타나는 지점 또는 층의 경계로 추정되는 구간을 선정하여 채취되었다. ¹⁴C 연대측정은 뉴질랜드 Institiute of Geological and Nuclear Sciences(IGNS)에서 수행되었으며, OSL 연대측정은 한국기초과학지원연구원에서 실시하였다.
탄성파탐사와 함께 2004년에서 2009년에 걸쳐 여러 형태의 해상시추코어를 획득하였다(Table 1). 본 연구에서는 심부시추 코어(deep-drilled cores), 피스톤 코어(piston cores), 불연속 햄머 코어(discontinuous hammer-pressure cores)를 이용하였다.

이론/모형

연대측정을 위한 시료는 탄성파 자료에서 뚜렷한 반사면이 나타나는 지점 또는 층의 경계로 추정되는 구간을 선정하여 채취되었다. ¹⁴C 연대측정은 뉴질랜드 Institiute of Geological and Nuclear Sciences(IGNS)에서 수행되었으며, OSL 연대측정은 한국기초과학지원연구원에서 실시하였다.
2004년 경기만 외해역 및 조석사주 말단부 인근에서는 총 41개의 피스톤 코어가 회수되었으며, 이 중 연대측정이 수행된 일부 코어(04DC-P08, 04DC-P11 및 04DC-P35)가 연구에 이용되었다(한국지질자원연구원, 2004). 심부 시추코어는 Jin(2001)에 의해 연구된 YSDP-107 코어 퇴적상 분석 및 연대측정 결과를 이용하였다. 또한 장봉도 남서 해역에서 총 4점의 불연속 코어를 획득하였다(Fig.

성능/효과

탄성파 단위 3은 조간대에서부터 조석사주 근접부의 구간에서 탄성파 층서단위 1에 의해 부정합으로 덮혀 있으며, 조석사주의 말단부에서 외해역에 이르는 구간에서는 탄성파 층서단위 2의 아래 퇴적 되어있다. 전체적인 퇴적층의 두께는 약 30-50 m를 보이며 외해역으로 갈수록 점차 감소하는 경향이 나타난다. 다중반사면(multiple) 및 탄성파에너지의 감쇠 현상(attenuation) 때문에 내부 반사면의 특성 해석이 어려우나 대체로 연속성이 불량한 층리구조와 함께 무질서한 음향특성이 나타난다.
퇴적단위 1의 연대측정결과는 6507±60 yr BP, 9981±70 yr BP, 11158±71 yr BP(이상 YSDP-107) 및 536±25 yr BP, 2443±25 yr BP(이상 GB-B04)로 나타나며, 마지막 빙하기 이후의 홀로세 시기동안 퇴적된 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	서해의 특징은 무엇인가?	, 2000). 서해는 평균 수심 약 60 m의 반폐쇄형 연해로 주변 대륙의 강과 하천을 통해 많은 양의 세립 퇴적물이 유입된다. 특히 서해 경기만은 세계적인 대조차 환경으로 한반도의 한강, 금강, 영산강등으로부터 다량의 퇴적물 공급과 함께 강한 조류의 영향으로 거대한 조석사주(tidal sand ridge)를 형성하고 있다(박용안 외, 1999; 임동일 외, 2007).
	서해 경기만의 특징은 무엇인가?	서해는 평균 수심 약 60 m의 반폐쇄형 연해로 주변 대륙의 강과 하천을 통해 많은 양의 세립 퇴적물이 유입된다. 특히 서해 경기만은 세계적인 대조차 환경으로 한반도의 한강, 금강, 영산강등으로부터 다량의 퇴적물 공급과 함께 강한 조류의 영향으로 거대한 조석사주(tidal sand ridge)를 형성하고 있다(박용안 외, 1999; 임동일 외, 2007).
	서해 경기만 조석사주 퇴적층의 각 퇴적단위 특성은 무엇인가?	서해 경기만 조석사주 퇴적층은 크게 4개의 탄성파 단위와 4개의 퇴적단위로 구분되며, 각각의 단위는 서로 대비된다. 퇴적단위 1은 조간대 및 조수로충진 퇴적체로 해석되며, 홀로세 고해수면 시기동안 퇴적된 것으로 판단된다. 퇴적단위 2는 조석사주 말단부를 경계로 두 개의 퇴적환경으로 구분된다. 상대적으로 퇴적심도가 낮은 외해역에서는 천해-해성환경으로 해석되며, 조간대에서 조석사주 근접부에 해당하는 구간에서는 하천과 연계된 육상환경이 형성된 것으로 해석된다. 퇴적단위 3은 조석작용에 의한 조간대 퇴적환경 및 상부의 풍화된 퇴적층으로 각각 구분되며, 퇴적층은 산소동위원소 시기5동안 퇴적된 것으로 판단된다. 퇴적단위 4는 조석사주 퇴적층의 최하부층으로 중생대 기반암 또는 산소동위원소 시기 5 이전에 퇴적된 층으로 해석된다. 이와같이 서해 경기만 조석사주의 해수면 변동에 따른 순차층서를 살펴보면 조간대에서 조석사주 근접부에 해당하는 구간에서는 홀로세 시기 퇴적층 아래 산소동위원소 시기 5 퇴적층이 퇴적되고, 조석사주 말단부에서 외해역에 이르는 구간에서는 홀로세 퇴적층 아래 산소동위원소 시기 3의 퇴적층이 형성되는 것으로 해석된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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