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원효정(Hyo-Jeong Weon),최정헌(Jeong-Heon Choi),이희권(HeeKwon Lee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
최근 활발하게 진행되고 있는 활성단층 연구에 있어서, 단층의 최후기 운동시기 결정은 해당 단층운동의 연대기를 수립하기 위한 핵심적 요소이며, 이를 위해 다양한 수치 연대측정법이 이용되고 있다. 단층에 의해 절단·변위되거나 단층을 피복하는 퇴적층에 대한 연대결과는 해당단층의 최후기 운동시기를 제한(constrain)하는 데에 가장 유용한 자료이기 때문에, 단층의 최후기 운동시기와 관련된 퇴적층에 대한 신뢰도 높은 연대 결과의 도출과 연대결과의 합리적인 해석이 무엇보다 중요하다. 활성단층(혹은 제4기 단층)의 최후기 운동시기 제한에 적용할 수 있는 다양한 연대측정법이 있지만, 이 중, OSL (Optically Stimulated Luminescence), ESR (Electron Spin Resonance), 14C (Radiocarbon) 연대측정법이 대표적이라 할 수 있다. 하지만, 단층으로 절단·변위되어 있는 미고결 퇴적층이나 단층면을 따라 형성된 단층비지들이 각각 OSL과 ESR 연대측정 가능상한 이상인 경우에는 최후기 운동시기의 제한에 어려움이 따른다: 시료의 특성에 따라 차이가 있기는 하나, 일반적으로 OSL 연대측정 가능상한은 약 10만년(석영) 혹은 30만년(K 장석) 전후까지로 보고되고 있다. ESR 연대측정 가능상한은 이론적으로 250만년으로 알려져 있지만, ESR 연대측정 가능상한도 측정대상 광물인 석영의 ESR 신호특성에 따라 다양하므로 이에 대한 재고찰이 필요하다. 또한, 미고결 퇴적층내의 단층면에 발달한 단층비지는 단층 운동 당시 석영입자의 ESR 신호의 초기화가 완벽하게 이루어지지 않았을 가능성이 높기 때문에, 이들에 대한 ESR 연대측정결과는 최후기 단층운동의 최대연대로 해석하는 것이 합리적인 것으로 판단된다. 14C 연대측정법의 경우, 분석결과의 정밀도(precision)는 최고의 수준으로 받아들여지고 있지만, 연대측정 가능상한이 약 5 만년 정도이며, 특히 지질매체 포함되어 있는 탄화물들은 14C 연대가 퇴적층의 형성연대를 직접적으로 지시하는지에 대한 의문이 상존한다. 이 논문에서는 현재 활성단층(혹은 제4기 단층)의 최후기 운동시기 제한에 가장 널리 사용되고 있는 여러 연대측정법의 장·단점에 대해 개괄하고, 분절개념으로 파악된 활성단층 연대결과의 해석법을 소개한다. 또한, 단층운동과 관련된 미고결 퇴적층이 관찰되지 않는 경우, 최후기 단층운동 시기의 제한에 적용할 수 있는 연대측정법에 대해서도 논의한다.