경기도 포천시-연천군 일대 영평천 하류에 발달한 하안단구 퇴적층의 연대측정 = Age dating of the fluvial terrace sediments at lower reach of the Yeongpyeong Stream in the Pocheon-si and Yeoncheon-gun area, Gyeonggi-do

국문 초록 (Abstract)

제4기 퇴적층 내 석영을 이용한 OSL 연대측정법의 연대측정 가능 상한은 약 15 ∼ 20만 년으로 알려져 있으며, 20만 년보다 더 오래된 퇴적층의 경우 OSL 연대측정법을 이용하는 데 한계가 있다. 본 연구에서는 OSL 연대측정법과 ESR 연대측정법을 이용하여 영평천 하류에 발달한 하안단구 퇴적층의 퇴적연대를 추정하였다. 연구지역 일대의 지형분석 및 야외조사 결과를 토대로 총 3단의 하안단구 지형을 분류하였으며, 가장 최근의 형성된 단구 지형인 1단구 퇴적층은 하상비고 약 9 m에 위치하고, 2단구 퇴적층은 하상비고 약 10 ∼ 17 m에 위치하며, 가장 오래전에 형성된 3단구 퇴적층은 하상비고 약 18 ∼ 30 m에 위치하는 것으로 확인되었다. 각 단구 퇴적층에 대한 OSL 연대측정 결과 1단구 퇴적층의 OSL 연대는 약 1.5 ka이고, 2단구 퇴적층의 OSL 연대는 약 19 ∼ 24 ka이며, 3단구 퇴적층의 OSL 연대는 약 35 ∼ 41 ka인 것으로 판단된다.
ESR 연대측정에 이용되는 석영의 Ti-Li 신호는 퇴적과정 동안 완전히 제거되지 않아 잔여신호를 가지게 되는데, 이로 인해 ESR 연대는 실제 퇴적연대보다 과대평가된 결과를 나타낸다. OSL 신호를 이용하여 구한 등가선량(Equivalent dose, DE)을 토대로 실제 퇴적과정 동안 각 시료의 ESR 신호가 부분적으로 얼마나 제거되었는지 알아본 결과, 석영의 Ti-Li 신호는 약 55 ∼ 60 %의 비율이 부분제거(Partial resetting)되었음을 확인하였다. 부분제거된 잔여신호와 ESR 신호의 성장곡선을 이용하여 퇴적물의 등가선량을 계산하였고, 이 값이 OSL 등가선량과 일치하는 경향을 보였다. 또한 OSL 연대측정 가능 상한을 벗어날 것으로 추정되는 백의리층의 퇴적연대를 ESR 연대측정법을 통해 분석하였으며, 백의리층의 ESR 연대는 약 28 ∼ 37만 년으로 추정된다. 따라서 제4기 퇴적물에 대한 ESR 연대측정법의 적용이 정량적이고 신뢰도가 높은 연대측정법으로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The upper limit of OSL dating using quartz in Quaternary sediments is known to be about 150 to 200 ka, and there is a limit to using OSL dating for sediments older than 200 ka. In this study, the age of the sediments developed in the stream of Yeongpyeong was estimated using OSL dating and ESR dating. Based on the study area's topographical analysis and field results, three steps of river terrace topography were classified. The most recently formed T1(Terrace1) is located at about 9 m from the streambed, and the second stage T2 is located about 10 ∼ 17 m from the streambed, and the oldest third stage T3 is located about 18 ∼ 30 m from the streambed. As a result of OSL dating for each terrace sediments, the OSL age of the T1 sediments is about 1.5 ka, the OSL age of the T2 sediments is about 19 to 24 ka, and the OSL age of the T3 sediments is about 35 to 41 ka.
The Ti-Li signal of quartz used for ESR dating is not completely removed during the deposition process, so it has a residual signal. For this reason, the ESR age shows more overestimated results than the actual sedimentation age. Based on the equivalent dose obtained using the OSL signals was verified, how much the ESR signal of each sample was partially reset during the deposition process. It was confirmed that about 55 to 60 % of the Ti-Li signal of quartz was partially reset. The equivalent dose of the sediments was calculated using the growth curves of the partially reset residual signal and ESR signal, which tended to coincide with the OSL equivalent dose. In addition, the sedimentation age of the Baekuiri formation located in the study area, which is estimated to exceed the upper limit of OSL dating, was analyzed using ESR dating. The ESR age of the Baekuiri formation is estimated to be about 280 to 370 ka. In conclusion, it is judged to indicate the possibility that the application of ESR dating to Quaternary sediments can be used as a quantitative and reliable dating method.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구배경 1
• 2. OSL 연대측정법 3
• 2.1 OSL 연대측정법의 원리 3
• 2.2 OSL 연대측정법의 순서 5
• 2.3 OSL 연대측정법의 제한점 7
• 3. ESR 연대측정법 8
• 3.1 ESR 연대측정법의 원리 8
• 3.2 ESR 연대측정법의 순서 10
• 3.3 ESR 연대측정법의 제한점 및 연구 방향 12
• Ⅱ. 일반지질 16
• 1. 지질개요 16
• 2. 영평천 하안단구 지형 19
• Ⅲ. 연구결과 23
• 1. 영평천 하안단구 퇴적층의 특성 23
• 1.1 현생 범람원 퇴적층 23
• 1.2 1단구 퇴적층 25
• 1.3 2단구 퇴적층 27
• 1.4 3단구 퇴적층 33
• 2. 연대측정 결과 41
• 2.1 OSL 연대측정 결과 43
• 2.1.1 현생 범람원 퇴적층 43
• 2.1.2 1단구 퇴적층 45
• 2.1.3 2단구 퇴적층 46
• 2.1.4 3단구 퇴적층 48
• 2.2 ESR 연대측정 결과 51
• 2.2.1 1단구 퇴적층 51
• 2.2.2 2단구 퇴적층 52
• 2.2.3 3단구 퇴적층 54
• Ⅳ. 토의 58
• 1. 영평천 단구 지형의 형성 과정 58
• 2. 하안단구 퇴적층에 대한 연대측정 결과 비교 60
• 3. 오래된 퇴적층에 대한 ESR 연대측정법의 적용 64
• 3.1 백의리층 64
• 3.2 백의리층 ESR 연대측정 결과 65
• Ⅴ. 결론 70
• □ 참고문헌 71
• □ Abstract 78
• □ 감사의 말 80