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퇴적물 기원지 분석을 활용한 제4기 단층의 운동 시기 연구
이태호(Tae-Ho Lee),최진혁(Jin-Hyuck Choi),천영범(Youngbeom Cheon),이호일(Hoil Lee),최이레(Iyre Choi),이기욱(Keewook Yi),이신애(Shinae Lee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
고지진 연구에서 연대측정은 단층의 재발주기 및 단층의 운동시기 확인을 위한 중요한 수단으로 활용된다. 이러한 고지진연구에서 주로 사용되는 대표적인 연대측정법으로는 방사선탄소, 우주선유발 동위원소 그리고 광여기루미네선스(Optically Stimulated Luminescence; 이하 OSL)등을 이용한 연대측정법 등이 있다. 이들 연대측정 기법들은 고지진의 시간적 정보 획득에 유용하게 활용되고 있으나, 단층의 직접적인 운동 시기를 제한하지 못하는 한계를 가지고 있다. 즉 단층의 영향을 받은 퇴적층의 퇴적 시기를 통해 단층의 간접적인 운동시기만을 제시할 수 있다. 이번 연구에서는 쇄설성 저어콘 U-Pb 연대측정에 의한 퇴적물의 기원지 분석을 수행하였으며 이를 활용해 OSL 및 방사선탄소 연대측정법으로 제시된 단층의 간접적인 운동 시기를 좀 더 좁은 범위로 제한해 보고자 한다. 연구 지역은 Cheon et al . (2020)이 보고한 남부 양산단층 인보지점이다. 이 지점은 서쪽으로 경상분지 유천층군 화성암이, 동쪽으로는 하양층군 퇴적암이 분포하는 지역이며, 단층에 의해 절단된 미고화 퇴적층은 약 7 m 이상이다. Cheon et al . (2020)은 인보지점의 미고화 퇴적층을 4개 단위로 구분하였고, 상부에서부터 10번대, 20번대, 30번대 그리고 40번대로 명명하였다. 인보지점에서 발견된 단층은 10대로 명명된 최상부 미고화 퇴적층까지 절단하고 있으며, OSL 연대측정에 의해 산출된 10번대 미고화 퇴적층의 연대측정 결과를 바탕으로 단층의 최후기 운동시기를 약 29±1 ka 이후로 제시하였다. 이번 연구에서는 4개 단위 미고화 퇴적층들의 보다 정밀한 퇴적시기 확보를 위하여 12개 시료들에 대한 OSL 분석을 추가로 실시하였으며 그 결과 20~40번대층의 퇴적시기는 약 70 ka에 수렴하는 매우 빠른 퇴적이 진행된 것으로 확인되었다. 퇴적물의 기원지 분석은 40, 30 그리고 10번대 층을 대상으로 수행되었으며 그 결과 40번대층은 서쪽에 분포하는 화성암 기원의 퇴적물이 주를 이루며, 30번대층은 서쪽과 더불어 동쪽에 기원하는 퇴적물의 양이 비슷한 분포를 보였다. 그리고 최상부 10번층은 동쪽에서 기원한 퇴적물이 주를 이루었다. 이러한 결과는 연구 지역내 퇴적된 퇴적물들의 기원지가 상대적으로 짧은 퇴적 시기에 급격히 변화했음을 의미한다. 인보지점 미고화 퇴적층에는 뚜렷이 인지할 수 있는 시간적 불연속 면이 발견되지 않으므로, 짧은 시간 동안의 급격한 퇴적물 기원지 변화는 단층활동에 의한 것으로 판단된다. 이러한 연구결과를 바탕으로 인보지점은 40번과 30번대층이 퇴적된 약 7만년 그리고 10번대층이 퇴적된 약 2만 9천년 경에 단층 운동이 발생하였다고 추론된다.