한반도 남동부 후기 플라이스토세 퇴적층에 발달된 고기후 및 조구조운동 연관 층서

Abstract

한반도 남동부 지역 후기 플라이스토세 퇴적층에 대한 세 개의 사례연구를 중심으로 고기후 및 조구조운동의 의미를 고찰하였다. 첫 번째 사례연구는 포항시 남부지역 해안단구 퇴적층에 발달하는 다양한 형태의 연질퇴적변형구조가 해석되었다. 노출된 해안단구 퇴적층은 10m 이상의 두께를 가지며, 하부로부터 석호, 전안 내지 후안, 해안사구, 그리고 전안 및 후안으로 변화하는 퇴적환경을 보여준다. 연질퇴적변형구조는 해안사구퇴적층과 그 하위의 전안 내지 후안환경의 퇴적층에 집중되며, 이들은 연성변형구조와 취성변형구조로 구분된다. 이러한 연질퇴적변형구조는 지진 규모 5 내지 5.5에 의한 액상화현상에 의한 것으로 여겨진다. 두 번째 사례연구는 경북 경주시 양남면 해안가에 폭 넓게 발달한 고도 10~18m의 제2 해안단구를 구성하는 제4기 퇴적층의 산상 및 형성과정을 파악하기 위해 북측으로부터 나아, 진리 및 수렴 지역에 노출된 해안단구 퇴적단면을 조사가 수행되었다. 세 지역의 퇴적층은 대부분 역층으로 구성되며, 퇴적층을 구성하는 역들의 입자 크기, 지지 특성, 분급, 원마도, 내부 층리변화 등을 바탕으로 하성환경, 후안, 전안 그리고 내해안 상부 환경 등의 퇴적층으로 해석되었다. 각 지역 제2 해안단구 퇴적단면에서의 퇴적기록은 전반적으로 해침 이후에 해수면 상승이 일정 기간 지속되다가 마지막에 해퇴가 일어나는 퇴적양상을 나타내며, 발달 표고 차이를 제외하고는 상대적인 해수면 변동기록의 측면에서 서로 간에 대비가 된다. 이들 제2 해안단구퇴적층의 기저부 표고와 구정선 표고의 지역 간 차이는 퇴적 당시의 지형기복의 차이에 의한 것이 아니라, 이 지역의 융기율과 지구조운동이 주 요인이었을 가능성이 높은 것으로 판단된다. 세 번째 사례연구는 경주시 건천읍 화천리 선상지 퇴적층에 대한 불연속면에 대한 조사가 수행되었다. 퇴적학적 연구를 바탕으로 선상지 퇴적층은 1) 망상하천의 발달; 2) 망상하천의 이동 또는 유기된 후, 물이 정체된 환경으로 변화 및 배후산지로부터 간헐적 조립질 퇴적물의 공급; 3) 배후산지로부터 조립질 퇴적물의 공급 등 세 개의 스테이지로 구분된다. 불연속면은 횡적으로 연장되며 스테이지 2와 스테이지 3 사이의 암회색 퇴적층에 의해 인지된다. 암회색 퇴적층에서는 남철석으로 치환된 뿌리흔적이 관찰되며, 산화철각이 불연속면 하위에 불규칙적으로 발달한다. 스테이지 2와 스테이지 3의 OSL연대는 각각 125ka, 94-55ka로 산출되었으며, 이를 토대로 스테이지 2는 MIS 5e, 스테이지 3은 MIS 5c에서 MIS 5a 시기에 퇴적되었던 것으로 여겨진다. 따라서 하성평원(스테이지 2)에서 선상지(스테이지 3)으로의 환경변화는 간빙기에서 빙하기로 변화에 따른 기후 변화에 의한 것으로 여겨진다. 산화철각과 불연속면에서 관찰되는 남철석은 당시 간빙기동안의 기후가 습윤 했음을 지시한다. 세 지역에서 산출된 절대연령 및 조구조적 증거는 조구조활동이 약 80ka에 공통된 연대를 가진다. 세 지역이 서로 인접하고 있을 뿐만 아니라 유사한 조구조활동 시기를 가지고 있다는 것을 고려하면 지진과 같은 상대적으로 강한 조구조활동이 적어도 80ka 시기에 있었던 것으로 여겨진다.

To understand the stratigraphy and the implication for paleoclimate and tectonic activity in the late Pleistocene deposits around Gyeongju, sedimentological studies were carried out through three case studies. The case study 1 was examined diverse types of SSDS in the late Pleistocene marine terrace deposits of the Pohang area. The marine terrace deposits are exposed in thicknesses of more than 10 m, and consist of lagoon, foreshore to backshore, coastal dune, and foreshore to backshore deposits in ascending order. The SSDS are restricted to the coastal dune deposits and the upper part of the underlying foreshore to backshore deposits, and are grouped into ductile and brittle deformation structures. The most probable triggering mechanism for the SSDS is liquefaction by moderate-magnitude earthquakes (M = 5-5.5). The case study 2 was examined by Quaternary 2nd marine terrace (10 to 18 m in altitude) deposits at Naa, Jinri, and Suryeom sites along the coast of Yangnam area. Those deposits consist of mostly gravelly beds, and their depositional environments are interpreted to be fluvial, backshore, foreshore, and upper shoreface on the basis of their grain size, framework, sorting, roundness, and bedding. The vertical profiles of those marine terrace deposits show the over-all sequence of transgression and subsequent regression, and are correlated in terms of relative sea-level change except the difference in their altitudes. The differences in elevations of the bases and surfaces between the terrace deposits are deemed to have been resulted not from original topographic relief but from rate of uprifting and tectonic movement. The case study 3 was described for discontinuity surface in alluvial fan deposits in Hwacheon-ri area. Based on the sedimentological study, these deposits can be divided into three distinct stages, in ascending order: 1) development of a braided stream; 2) deposition by intermittent events during a state of stagnation after the abandonment or migration of the previously existed braided stream; and 3) deposition of gravels from debris flows from the mountain aside the stream. The discontinuity surface is laterally extensive and marked by distinct carbonaceous dark grey horizon between Stage 2 and Stage 3. It is characteristic that rootlets mineralized by vivianite are present, and iron-oxide crusts are cutting across irregularly below the discontinuity surface. OSL ages for Stage 2 and Stage 3 are 125 ka and 94-55 ka, respectively, suggesting Stage 2 was deposited in MIS 5e and Stage 3 was formed in MIS 5c to MIS 3. . It is thus interpreted that the shift of depositional environment from an alluvial plain (Stage 2) (125 ka) to an alluvial fan (Stage 3) (94–55 ka) was an alluvial response to sea level change from the interglacial to the glacial. The development of iron-oxide crusts and diagenetic vivianite in the discontinuity surface suggest humid condition persisted during the paleoclimatic shift from the last interglacial to the last glacial stages. Based on the depositional ages associated with the evidences of tectonic activities over three study areas, the periods of tectonic activities are constrained in about 80 ka. Three areas are not only adjacent to each other, but also exhibit a similar tendency in terms of the inferred age of tectonic activities, indicating there was strong tectonic activity such as a magnitude over 5 at least during this period.