남해 거제도에 나타난 홀로세 연안환경 변화 및 요인 연구 :Holocene coastal environmental changes and their controlling factors in Geoje Island, South Sea of Korea

유홍기

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자료유형: 학위논문

저자정보: 유홍기 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수: 조경남

발행연도: 2018

저작권: 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

남해 거제도에 나타난 홀로세 연안환경 변화 및 요인 연구

유홍기 지질학과 2018.01 학위논문

2017

거제도 연안지역의 홀로세 고환경변화 연구

유홍기 , 임재수 , 이상헌 외 1명 대한지질학회 학술대회 2017.10 학술대회자료

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남해 거제도 지역의 과거 연안환경 변화를 추적하기 위해 고현만으로 유입되는 연초천 하류에서 회수된 약 9m 길이의 시추코어 (STP16-61)를 대상으로 퇴적상분석, 방사성탄소연대측정, X-ray fluorescence core scanning (XRF-CS), 원소분석, 입도 분석, 광물분석 등을 실시하여 거시적인 연안환경 변화와 그 위에 중첩되어 있는 단주기성 환경 변화를 복원하였다.
식물편을 이용한 탄소연대측정 결과는 시추코어 하부 6.87 m에서 8170 cal yr BP를 보였으며, 상부 1.14 m에서 170 cal yr BP의 연대를 나타내어 약 9 m 의 시추코어가 홀로세 초기부터 현재에 이르는 과거 약 8000년 동안 퇴적되었음을 보여주었다. 약 5 mm 간격으로 측정된 XRF-CS의 반정량적 분석 결과인 S Intensity (count per second, cps)는 0.1~3%의 변동을 보이는 총황함량 (Total sulfur, TS%) 원소분석결과와 높은 양의 상관관계 (R2=0.77)를 보여주었으며, 광물 분석 결과는 황철석 함량 (Pyrite%)과 TS% 사이에서도 높은 상관관계 (R2=0.79)를 보여주었다. 반면에, 입도분석 결과로 얻어진 모래 함량은 대체적으로 TS%와 음의 상관관계를 보였다.
한반도 남해에서 홀로세 동안의 해수면 변동 복원 연구가 아직 많이 진행되지 않았기 때문에 동중국해 및 황해 지역에서 복원된 해수면 변동 곡선을 본 연구지역에 적용하여 과거 퇴적면 고도와의 차이를 통해 과거 고현만 연안지역의 수심을 추정하였다. 이러한 방법으로 얻어진 본 연구지역의 과거 퇴적면 수심 정보를 통해 홀로세 동안 나타난 장주기적 연안환경 변화를 복원하였으며, 지화학 분석결과 (TS%, S Intensity) 및 광물분석 결과 (Pyrite%) 비교를 통해 이러한 해석을 검증하였다. 그 결과, 과거 약 8000년 동안 연구지역은 해수면 변화 및 퇴적면 고도의 상승 등의 영향으로 해침 이후 조하대환경 (8000-5300 cal yr BP), 기수역 환경 (5300-4900 cal yr BP), 하부조간대 (4900-2600 cal yr BP), 상부조간대 (2600-150 cal yr BP) 환경으로 전이되어 왔음을 알 수 있었다.
또한, XRF-CS 분석 결과의 장주기변화를 제거한 detrended S Intensity 변화를 통해 과거 해수면이 가장 높았던 시기로 여겨지는 조하대환경 (8000-5300 cal yr BP)을 상대적으로 강화된 혐기성 환경 (Stage 1-1, Stage 1-3)과 약화된 혐기성 환경 (Stage 1-2, Stage 1-4)으로 나누어 수백 년 단위 연안환경변화를 복원할 수 있었다. 해수면 변동에 해당되는 장기적 변화를 제거하였기 때문에 수백 년 단위 환경 변화는 단기적 담수유입의 증가 또는 감소 영향일 것으로 판단된다. 이러한 연구결과는 XRF-CS 분석 결과를 이용하면 연안환경의 장기적 환경뿐만이 아닌 과거 단기적 수문변화 추적이 가능함을 시사한다.

In order to reconstruct the changes of the Holocene coastal environment in the Geoje Island, South Sea of Korea, the sedimentary cores of STP16-61 (total length: 9 m) recovered from the Yeoncho stream of Gohyeon Bay was analyzed for the evaluation of past long-term and short-term sea-level and fresh water influences by using radiocarbon dating, X-ray fluorescence core scanning (XRF-CS), elemental analysis, grain-size analysis, and mineral analysis long-term and short-term coastal environment changes.
The radiocarbon dating results of the plant fragments found at the lower part of 6.87 m and at the upper part of 1.14 m showed 8170 cal yr BP and 170 cal yr BP, respectively, indicating that the sediment core of about 9 m was accumulated over the past 8000 years, recording the coastal environment changes from early Holocene to the present. Sulfur Intensity (or count per second, cps), which is a semi-quantitative content measured by XRF-CS at intervals of about 5 mm, showed high positive correlations with the total sulfur (TS%) analyzed at intervals of about 5 cm showing R2 = 0.77 and pyrite % with R2 = 0.79. On the other hand, the sand% obtained from the grain-size analysis showed a negative correlation with the TS%.
Since the reconstruction of sea-level changes in the South Sea of Korea has not been studied much yet, the sea-level variation curve reconstructed in the East China Sea and the Yellow Sea region, which is representative of East Asian sea level, was applied to this study area, and the depth of the past coastal area was estimated through the difference from the past sediment elevation in the Gohyun Bay and regional sea-level at that time. In this study, the long-term coastal environmental changes during the Holocene were reconstructed based on the water depth and this interpretation was verified through the comparison with the results of geochemical analysis (TS% and S Intensity) and mineral analysis (pyrite%). The comparison revealed that the research area has evolved due to the sea-level change and rise of sedimentation surface elevation for about 8000 years: Stage 1(subtidal environment, 8000-5300 cal yr BP), Stage 2 (brackish water environment, 5300-4900 cal yr BP), Stage 3 (lower intertidal environment, 4900-2600 cal yr BP), and Stage 4 (upper intertidal environment, 2600-150 cal yr BP)
In addition, the detrended S Intensity variation archived by subtracting the long-term trend described by a third polynomial showed that the subtidal environment (Stage 1, 8000-5300 cal yr BP) corresponding to the highest sea-level stage, can be divided into relatively stronger anoxic conditions (Stage 1-1 , Stage 1-3) and weaker anoxic conditions (Stage 1-2, Stage 1-4). These sub-stage shifts are similar to the variability of detrended sand%, suggesting that the short-term environmental change were mainly influenced by the increase or decrease of freshwater input rather than sea-level change. This study demonstrated that high-resolution XRF-CS analysis can provide a rare chance to trace short-term hydrological variability (e.g., increase and decrease of freshwater input and storm surge frequency) in the coastal areas.

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목 차
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 본론 6
1. 연구 지역 6
2. 연구 방법 9
2-1 시추 방법 및 퇴적상 분석 9
2-2 방사성 탄소 (14C) 연대 측정 10
2-3 입도 분석 12
2-4 X-ray fluorescence core scanning (XRF-CS) 분석 14
2-5 지화학 분석 15
2-6 X-Ray Diffraction (XRD) 분석 17
3. 연구 결과 18
3-1 탄소 연대 측정 결과 18
3-2 시추코어 STP16-61의 암층서 및 퇴적단위 21
3-3 입도분석 결과 24
3-4 지화학 분석 결과 28
3-5 XRF-CS 분석 결과 29
3-6 XRD 분석 결과 31
3-7 XRF-CS, 지화학, XRD 분석 결과 비교 32
4. 토의 35
4-1 남해 거제도 지역에서의 홀로세 동안 나타난 장주기 연안환경 변화
복원 35
4-2 고해상도 분석을 통한 거제도 연안환경 단주기 변화 추적 41
Ⅲ. 결론 45
□ 참고문헌 47
□ 부 록 53
□ Abstract 79

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