선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 남해중앙니질대에서 획득한 2개의 코어 퇴적물에 대하여, 점토광물 및 주성분원소 두 가지의 지표를 이용하여 퇴적물 기원지를 밝히고, 남해중앙니질대의 퇴적환경 및 퇴적물 유입 경로의 변화를 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 남해중앙니질대에서 한 16PCT-GC01, 16PCT-GC03 코어를 이용하여 코어의 점토광물 및 주성분원소를 통해 퇴적물의 기원지에 대한 연구를 수행하였다.
- 또한, 강 퇴적물에서 주성분원소의 함량은 일차적으로 퇴적물의 입도(grain size)에 의해 조절되기 때문에(Lim et al., 2007b; Ha et al., 2013), 입도효과의 상쇄가 필수적이며, 본 연구에서는 입도효과를 최소화하기 위해 63 µm 이하의 입자만을 이용하였다.
- 주성분원소 분석은 시료가 충분한 28개의 부시료를 이용하였으며, 63 µm체를 이용하여 세립질 부분을 분리하고, 용제와 시료를 10 : 1로 혼합한 후, 회화기기(Katanax, K2 Prime)를 이용하여 고온에서 용융시켜 Glass-Bead로 제작되었다. 제작된 Glass-Bead는 X-선 형광분석기(S8 TIGER, Bruker)를 사용하여 총 11개의 산화물(Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, K2O, CaO, TiO2, MnO, Fe2O3)을 정량 분석하였다.
- 제작된 시편은 경상대학교 지질과학과에서 보유하고 있는 고분해능 X-선 회절분석기(Siemens D5005, Bruker)를 이용하여 흑연 단색화된 파장(CuKα = 1.5406 Å)을 사용하여 분석되었으며, 광물 동정을 위해 동일한 시료에 대하여 에틸렌글리콜(ethylene glycol)로 포화시킨 후 다시 X-선 회절분석을 실시하였다.
- 주성분원소 함량에 따른 기원지 식별을 위해, 남해중앙니질대와 잠재적 기원지들의 Fe, K, Al의 함량을 그래프에 도시하였다(Fig. 4). 황하 퇴적물은 낮은 Fe 함량으로 인해 다른 기원지들과 뚜렷하게 구분되며, 양쯔강과 한국 강 퇴적물들은 Mg과 Al 함량의 차이로 구분이 가능하다.
- 퇴적물의 입도는 한국지질자원연구원의 표준 시료처리과정을 따라 전처리 후, 레이저 회절 입도분석기 Microtrac S3500을 이용하여 분석되었다(KIGAM, 2016). 퇴적연대는 방사성 탄소 동위원소(14C-AMS), OSL (optically stimulated luminescence) 연대분석을 이용하여 결정되었으며, Fig. 2에 제시하였다(KIGAM, 2016).
대상 데이터
- 1b). 길이 8.4 m의 16PCT-GC01 코어는 수심 40 m에서, 길이 8.6 m의 16PCT-GC03 코어는 수심 49 m에서 획득되었다. 16PCT 코어들은 이질 퇴적상, 사질 퇴적상, 이질 교호 퇴적상으로 구분된다.
- 남해중앙니질대 퇴적물의 기원지 변화를 알아보기 위해 한국지질자원연구원(KIGAM)에서 보유하고 있는 16PCT-GC01 (34˚34"44.520" N, 128˚08" 16.620" E), 16PCT-GC03 (34˚32"40.200" N, 128˚ 09"39.120" E) 2개의 피스톤 코어를 이용하였다(Fig. 1b).
- 연구지역인 남해중앙니질대는 나로도(Naro-do)와 남해도(Namhae-do) 연안의 내대륙붕에 위치하며, 섬진강 하구가 위치하고 있는 광양만과 좁은 해협으로 연결되어 있다(Fig. 1a). 남해중앙니질대는 약 20~50 m 두께의 홀로세 퇴적물로 구성되며, 모래가 풍부한 퇴적물들로 분포하고 있다(Park et al.
- 점토광물 및 주성분원소 분석을 위한 부시료는 30 cm 간격으로 각 코어에서 29개씩 총 58개를 채취한 후, 점토광물 분석을 위한 양이 충분한 48개의 부시료를 이용하였다. 채취된 부시료들은 점토광물 분석을 위해 과산화수소(H2O2)를 이용하여 유기물을 제거한 후, Stoke’s law를 이용하여 점토를 분리하여 smear on glass slide 방법을 이용하여 정방위 시편으로 제작되었다.
- 주성분원소 분석은 시료가 충분한 28개의 부시료를 이용하였으며, 63 µm체를 이용하여 세립질 부분을 분리하고, 용제와 시료를 10 : 1로 혼합한 후, 회화기기(Katanax, K2 Prime)를 이용하여 고온에서 용융시켜 Glass-Bead로 제작되었다.
이론/모형
- 5406 Å)을 사용하여 분석되었으며, 광물 동정을 위해 동일한 시료에 대하여 에틸렌글리콜(ethylene glycol)로 포화시킨 후 다시 X-선 회절분석을 실시하였다. 일라이트(illite), 녹니석(chlorite), 카올리나이트(kaolinite), 스멕타이트(smectite) 등 네 가지 주요 점토광물의 상대적인 함량은 Biscaye (1965)에서 제시된 반정량 분석법을 이용하여 계산되었다.
- 채취된 부시료들은 점토광물 분석을 위해 과산화수소(H2O2)를 이용하여 유기물을 제거한 후, Stoke’s law를 이용하여 점토를 분리하여 smear on glass slide 방법을 이용하여 정방위 시편으로 제작되었다.
- 퇴적물의 기원지를 구분하기 위해 (카올리나이트 + 녹니석)-일라이트-스멕타이트 삼각도표를 이용하였다(Fig. 3). 황하 퇴적물은 양쯔강 퇴적물, 한국 강 퇴적물과 점토광물 함량에 의해 뚜렷하게 구분되며, 비교적 넓은 범위에 도시되는 한국강 퇴적물들은 양쯔강 퇴적물과 일부 중첩된다.
- 퇴적물의 입도와 퇴적연대는 KIGAM (2016)에서 제시한 결과를 이용하였다. 퇴적물의 입도는 한국지질자원연구원의 표준 시료처리과정을 따라 전처리 후, 레이저 회절 입도분석기 Microtrac S3500을 이용하여 분석되었다(KIGAM, 2016). 퇴적연대는 방사성 탄소 동위원소(14C-AMS), OSL (optically stimulated luminescence) 연대분석을 이용하여 결정되었으며, Fig.
- 퇴적물의 입도와 퇴적연대는 KIGAM (2016)에서 제시한 결과를 이용하였다. 퇴적물의 입도는 한국지질자원연구원의 표준 시료처리과정을 따라 전처리 후, 레이저 회절 입도분석기 Microtrac S3500을 이용하여 분석되었다(KIGAM, 2016).
성능/효과
- 1) 16PCT-GC01, 16PCT-GC03 코어는 연대 및 입도분석 결과를 바탕으로 3개의 퇴적 단위로 구분할 수 있다. 퇴적 단위 3은 ~13 ka 이전의 층으로, 사질과 이질퇴적물이 서로 교호하며 나타난다.
- 2)점토광물 및 주성분 원소를 이용해 각 퇴적 단위별 기원지를 분석해본 결과 퇴적 단위 3은 황하 퇴적물 기원, 퇴적 단위 2는 황하에서 양쯔강 및 한국 강 퇴적물의 복합기원으로 기원지가 변화하는 과정, 퇴적 단위 1은 양쯔강 및 한국 강 퇴적물의 복합기원 혹은 흑산머드벨트 퇴적물이 재동된 것으로 판단된다.
- 3) 기원지 분석결과와 연대 및 입도분석 결과를 종합한 결과, 퇴적 단위 3은 황하로부터 공급된 퇴적물이 연안류 혹은 조석 작용에 의해 연구지역으로 공급된 것으로 해석된다. 퇴적 단위 2는 해수면이 상승하면서 현재보다 높은 해저면의 응력으로인해 조립질 퇴적물이 퇴적되고 황하의 하구가 연구지역과 점점 멀어지며 퇴적물의 기원지가 퇴적단위 1의 기원지로 변화하는 과정으로 판단된다.
- 퇴적 단위별 점토광물과 주성분원소 함량은 Ta-bles 1과 2에 제시되었다. 네 가지 주요 점토광물은 두 코어 모두에서 일라이트, 녹니석, 카올리나이트, 스멕타이트의 순으로 풍부하다(Table 1). 일라이트는 54.
- 따라서, 점토광물을 이용한 기원지 식별에서 남해중앙니질대 퇴적물들은 퇴적 단위 3 동안 황하로부터 주로 공급되었으며, 이후 황하 퇴적물의 영향은 약해지고 양쯔강과 한국강 퇴적물 또는 재동된 흑산머드벨트 퇴적물의 공급이 강해진 것으로 판단된다. 수직적 변동을 고려하면, 퇴적 단위 2 동안 빠르게 퇴적물 기원지가 변화하였으며, 퇴적 단위 1에 이르러 비교적 일정한 공급이 이루어진 것으로 사료된다.
- 점토광물과 주성분원소의 결과를 종합하면, 퇴적 단위 3 동안 퇴적물 공급은 주로 황하로부터 이루어졌으며, 퇴적 단위 1은 양쯔강과 한국 강들로부터 퇴적물을 공급받거나, 흑산머드벨트의 재동된 퇴적물이 공급된 것으로 판단된다. 퇴적 단위 2는 퇴적물 기원지가 변화되는 시기로, 점토광물과 주성분원소의 평균함량은 대체로 퇴적 단위 1과 유사하지만, 황하의 영향이 일부 확인된다.
- 5 %)로 가장 낮다. 주성분원소의 평균함량은 Al2O3 12.1~15.9 % (평균 14.2 %), Fe2O3 3.1~6.2 % (평균 5.2 %), K2O 2.7~3.4 % (평균 3.1 %), MgO 1.2~2.5 % (평균 2.0 %), CaO 0.6~3.3 % (평균 1.6 %) 등으로 나타났다(Table 2).
- 퇴적 단위 2의 평균 점토광물 함량은 퇴적 단위 1과 유사하지만(Table 1), 코어 GC03에서 상부로 가며 일라이트가 증가하고, 스멕타이트와 카올리나이트 + 녹니석이 감소하는 뚜렷한 경향이 확인된다. 퇴적 단위 2의 주성분원소 함량 또한 대체로 퇴적 단위 1과 유사하며, 상부 퇴적 단위로 가며 Fe2O3, K2O, Al2O3의 증가가 확인된다(Fig. 2). 코어 GC01의 경우, 퇴적 단위 2는 하부의 퇴적 단위 1ʹ과 상부의 퇴적 단위 1 사이에서 점토광물과 주성분원소 함량의 일시적인 증가 또는 감소 후, 원래의 값으로 돌아온다.
- 2). 퇴적 단위 2의 평균 점토광물 함량은 퇴적 단위 1과 유사하지만(Table 1), 코어 GC03에서 상부로 가며 일라이트가 증가하고, 스멕타이트와 카올리나이트 + 녹니석이 감소하는 뚜렷한 경향이 확인된다. 퇴적 단위 2의 주성분원소 함량 또한 대체로 퇴적 단위 1과 유사하며, 상부 퇴적 단위로 가며 Fe2O3, K2O, Al2O3의 증가가 확인된다(Fig.
- 퇴적상, 연대 및 입도분석 결과를 토대로, 코어들은 3개의 퇴적 단위(sediment unit)로 구분될 수 있으며, 점토광물과 주성분원소 결과 또한 구분된 퇴적 단위를 경계로 뚜렷한 차이를 보인다(Fig. 2).
후속연구
- (2018)은 희토류 원소의 분포 특성을 바탕으로 동부 남해중앙니질대는 섬진강 유역으로부터 기원한 반면, 서부 남해중앙니질대는 흑산머드벨트의 재동된 퇴적물이 공급된 것으로 해석하였다. 그러나 이 연구 결과는 희토류 원소 하나의 지표만을 이용하여 해석되었고, 최근 흑산머드벨트 퇴적물에 대한 연구들이 흑산머드벨트의 상부는 주로 한국 강 퇴적물 기원, 하부는 한국 강과 중국 강 퇴적물의 복합 기원으로 해석하고 있으므로(Lim et al., 2007a; Cho et al., 2015; Kwak et al., 2016), 상세한 퇴적물 기원과 이동경로에 대해 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 3 and 4). 따라서 코어 GC01과 GC03의 결과는 한국연안류를 따라서 공급된 흑산머드벨트 퇴적물 또는 양쯔강 퇴적물들이 동부 남해중앙니질대까지 이동될 수 있는 것으로 판단되며, 표층 퇴적물에 대한 추가적인 연구를 통해 분명하게 확인될 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.