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이 연구는 홍천 내외삼포리 구석기유적의 대표단면에 대한 제4기 지질조사 및 자연과학 분석을 통하여 지질고고학적 측면에서 유적의 형성 환경과 시기를 규명한 것이다. 본 연구토층은 편마암 풍화에 의해 생성된 세립질 퇴적물이 상당히 우세하게 분포하고 있다. 편마암 풍화로 인한 토양화가 진행되면서 화학적 자화 증가로 인하여 대자율 증가가 일어나며 상부로 갈수록 하부에 비하여 대자율이 점진적 증가하는 현상이 발견된다. 본 연구 토층에서는 약 4% 까지 상대적으로 높은 적철석이 함유되어 있다. 상부토층과 하부토층 사이에 주성분원소의 조성변화가 나타나며, 이는 기반암 풍화대에 직접영향을 받는 퇴적체와 사면붕적기원 및 고토양화가 수반된 퇴적체의 성인 차이에 의한 것으로 판단된다. 본 토층의 구성광물은 선캠브리아기 편마암 조성광물과 크게 다르지 않으며, 백운모, 몬모릴로나이트, 녹니석은 장기간 수화작용 결과 2차적으로 생성된 광물로 볼 수 있다. 적철석의 생성과수화작용 등을 고려해 볼 때, 본 토층 형성시 강우량이 증가했던 시기가 있었던 것으로 사료된다. 본 유적의 토층형성시기를 보면 단구사력층 OSL 연대는 최종빙기 초기인 약 63,000± 4,000년전으로 나타나며, 그 상부에서 석기들이 출토되는 사면기원 고토양층은 OSL 연대에 근거하여 유적 형성시기를 유추해 보면, 약 51,000~58,000년전으로 판단된다. 이러한 유적 형성시 기는 주로 최종빙기 초기에서 막 중기로 진입되는 아빙기 말로 추정되며 전반적인 토층은 아간빙기 동안에 적색화의 토양화를 받은 지층으로 해석된다.
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