Application of Potassium Feldspar pIR-IRSL Method to Dating Quaternary Marine and Fluvial Terrace Sediments in Korea: A Case Study on a Fluvial Terrace and Gusan Fault in Uljin, Korea

한반도 해안-하안단구 퇴적층에 대한 K 장석 pIR-IRSL연대측정법 적용가능성 고찰: 울진 하안단구와 구산단층 연대측정

홍성찬¹·최정헌^2,*^,†

1고려대학교 지리교육과, ²한국기초과학지원연구원 지구환경연구부

Application of Potassium Feldspar pIR-IRSL Method to Dating Quaternary Marine and Fluvial Terrace Sediments in Korea: A Case Study

on a Fluvial Terrace and Gusan Fault in Uljin, Korea

Seongchan Hong¹ and Jeong-Heon Choi^2,*^,†

1Department of Geography Education, Korea University, Center, Seoul 02841, South Korea

2Department of Earth and Environmental Sciences, Korea Basic Science Institute, Chungbuk 28119, South Korea

요 약: 이 논문에서는 K-장석 pIR-IRSL

연대측정법의 한반도 해안-하안단구 퇴적층의 연대측정 적용가능 성을 알아보기 위하여, 다양한 환경(해성, 하성, 풍성)에서 형성된 한반도 해안-하안단구 시료들의 K-장석 pIR- IRSL

, IRSL

, 석영 OSL 신호특성을 살펴보고, 경북 울진군 노음리 하안단구 퇴적층과 구산단층 퇴적물에 대한 연대측정을 실시하였다. 연구에 사용된 27개의 시료들에 대한 K-장석 pIR-IRSL

신호의 2D

값은 평 균적으로 약 700 Gy로, IRSL

신호의 2D

값과 유사하였으며, 석영 OSL 신호의 2D

값(약 250 Gy) 보다는 3 배 정도 높았다. 일부 시료에 대한 K-장석 pIR-IRSL

, IRSL

, 석영 OSL 연대측정 결과, K-장석 pIR- IRSL

연대는, IRSL

및 석영 OSL 연대보다 상당히 높았다. 이는 퇴적과정동안 장시간 햇빛에 노출되어도 제거되지 않는(unbleachable) pIR-IRSL

신호에서 기인했을 가능성이 있다. 경북 울진군 노음리의 하안단구 퇴적층과 구산단층 퇴적층에서 분리한 K-장석 pIR-IRSL

신호와 석영 OSL 신호도 모두 방사선포화상태에 있어, 정확한 퇴적연대를 측정하는데 한계가 있었다. 하지만, 각 신호의 성장곡선으로부터 얻은 2D

값은 노 음리 하안단구 퇴적층은 109-140 ka 이전, 구산단층에 의해 절단된 퇴적층은 적어도 100-105 ka 이전에 형성 되었을 가능성을 강력히 시사한다. 이 결과는, 기존 ~40-50 ka의 석영 OSL 신호를 기반으로 한 구산단층 퇴 적층의 연대가 방사선포화현상에 의해 과소평가된 연대임을 의미한다.

핵심어: K-장석, 연대측정, pIR-IRSL

, 하안단구, 제4기 단층

Abstract:

*Corresponding author Tel: [email protected] E-mail: +82-43-240-5333

†Present address

National Equipment and Facilities Center, Korea Basic Science Institute, Daejeon 34133, South Korea

quartz OSL and K-feldspar pIR-IRSL₂₉₀ signals for the samples from Noeum fluvial terrace and Gusan fault site were all in dose saturation level, thus unable to estimate the formation ages of the sediments.

However, 2D₀ values derived from the dose response growth curves strongly indicate that the Noeum fluvial terrace sediments have formed before 109-140 ka, while the fluvial sediments from Gusan fault were desposited before 100-105 ka. Further, this seems to suggest that the previous quartz OSL ages of

~40-50 ka for Gusan fault sediments should be the underestimated ones due to dose saturation problem.

Keywords:

서 론

해안 및 하안단구는 단구면 형성 이후의 해수면 변 동뿐만 아니라, 지각의 융기 및 침강과 관련한 중요 한 정보를 포함하고 있어, 최근 지역적 지각 안정성평 가 측면에서 핵심적인 지질요소로 다루어지고 있다.

특히, 단구면의 형성연대는 해당 단구면의 고도자료 와 함께 단구의 형성 이후 인근 지역의 평균 융기율 을 추정하거나, 광역적인 불연속 구조선의 존재 가능 성을 살펴보는 데 매우 핵심적인 정보를 제공한다 (e.g. Choi et al., 2003a). 하지만, 단구를 이루고 있 는 기반암(대부분의 경우, 단구면)에 대한 연대측정 결과는 단구의 형성시기보다는 기반암 자체의 형성시 기를 지시하기 때문에, 일반적으로 단구면을 피복하 고 있는 단구퇴적물의 퇴적연대를 통하여 단구의 형 성연대를 추정하게 된다.

단구퇴적물에 대한 연대측정에는 전통적인 ¹⁴C 연대 측정법이나 우라늄계열 비평형법(U-series disequili- brium) 등 여러 연대측정법의 적용이 가능하지만 (Cheong, 2002), 다른 방법에 비해 연대측정 대상물 질에 제한이 거의 없는 OSL(Optically Stimulated Luminescence) 연대측정법이 최근 활발히 적용되고 있 다(Choi et al., 2003a, b; Choi et al, 2009, Lee et al., 2011). 하지만, 석영입자를 이용한 전통적인 OSL 연대측정법은 대부분의 경우, 석영입자가 격자내에 흡 수할 수 있는 최대 이온화방사선량이 약 200-300 Gy 를 넘지 않기 때문에, 약 150-200 ka 이상의 연대측정 에 어려움이 있었다; 그 동안 석영입자를 이용한 OSL 연대측정가능 상한을 확장하기 위한 여러 실험적/기술 적 노력이 시도되어 왔으며, 이 중 일부는 성공적으로 적용된 사례가 보고되었다(e.g. Baram et al., 2011;

Hernandez et al., 2014; Ankjærgaard et al., 2016).

한편, K-장석을 적외선(InfraRed)으로 여기시켜 방 출되는 루미네선스 신호는 석영 OSL 신호에 비해, 방사량 포화수준(dose saturation level)이 훨씬 높아

200 ka 이상의 퇴적연대 측정이 가능하다는 사실이 잘 알려져 있다(Hong et al., 2013과 이에 포함된 참고문 헌 참조). 하지만, K-장석을 이용한 IRSL 연대측정법 (IRSL dating method)은 변칙적 감쇠현상(anomalous fading)으로 인해(Wintle, 1973; Wallinga et al., 2001), 실제 연대를 과소평가하는 치명적인 약점이 있 었을 뿐만 아니라, 이를 보정하기 위한 여러 시도들 도 퇴적연대가 오래된 시료에 대해서는 적용에 한계 가 있었다(Huntley and Lamothe, 2001; Auclair et al., 2003).

따라서, 최근 K-장석의 IRSL 신호 중 변칙적 감쇠 현상이 무시할 만큼 적거나, 거의 없는 IRSL 신호만 을 추출하여, 연대측정에 적용하기 위한 다양한 실험 적 방법들이 제안되었다(e.g. Thomsen et al., 2008;

Thiel et al., 2011; Buylaert et al., 2012). 이들 중 하나가 K-장석을 낮은 온도(50^oC)에서 여기시켜 변칙 적 감쇠현상을 보이는 IRSL 신호를 제거한 직후(본 논문에서는 이 신호를 IRSL₅₀이라 한다), 이보다 높 은 온도(예를 들어, 290^oC)에서 다시 IRSL 신호를 측정하여(이 신호는 변칙적 감쇠현상이 무시할 만한 것으로 보고되고 있다), 이를 연대측정에 이용하는 post IR-IRSL 연대측정법이다(pIR-IRSL₂₉₀). pIR- IRSL₂₉₀연대측정법은 경우에 따라, 재현성이 극히 불 량하거나(e.g. Auclair et al., 2003) 적용 모델에 따 라 영향을 받기 쉬운(model dependent) 수학적 보정 법을 사용하지 않아도 되는 장점이 있긴 하지만, pIR-IRSL₂₉₀ 신호가 전통적인 IRSL₅₀ 신호에 비해 상 대적으로 빛에 둔감하기 때문에 퇴적당시 기존의 pIR-IRSL₂₉₀신호가 완전히 제거되지 않을 가능성이 높다; 이 경우, 퇴적연대가 과대평가 된다. 지금까지 보고된 성공적인 pIR-IRSL₂₉₀연대측정 결과가, 구성 입자가 운반-퇴적과정 중 오랜 기간 동안 충분하게 햇빛에 노출되었을 가능성이 가장 높은 풍성퇴적층(특 히, 뢰스층)에 집중되어 있는 것도 이러한 pIR-IRSL₂₉₀ 신호의 블리칭(bleaching) 특성 때문인 것으로 생각된

다(e.g. Thiel et al., 2011; Zhang et al., 2015).

이 논문에서는, pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법을 이용한 한반도 해안 및 하안단구 퇴적층 연대측정 가능성을 살펴보기 위하여, 동해안에 분포하는 다양한 퇴적환 경의 단구퇴적물로부터 추출한 K-장석의 pIR-IRSL₂₉₀ 신호특성을 관찰하고, pIR-IRSL₂₉₀ 신호를 이용하여 얻은 연대결과를 석영 OSL 및 전통적인 K-장석 IRSL₅₀ 연대결과와 비교하여 보았다. 그리고, 경상북 도 울진 노음리에 분포하는 하성단구 퇴적층 및 구산 리의 구산단층(Jin et al., 2013)에 대한 pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정을 실시하였다.

시료 및 실험방법

시료채취와 시료전처리

K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법의 한반도 해성-하성 단구 퇴적층에 대한 연대측정 적용가능성을 살펴보기 위하여, 다양한 환경에서 퇴적된 27개의 시료로부터 K-장석과 석영입자를 분리하여 pIR-IRSL₂₉₀, IRSL₅₀ 신호 및 OSL 신호를 측정하고, 특성을 관찰하였다 (Table 1; 풍성 2개, 해성 7개; 하성 18개). 이 시료 들 중 노음리 하성단구 퇴적층 시료 5개(1104NE-1, 2, 3, 4, 5; 하상비고 ~20-30 m)와 구산단층 시료 2

개(1009GS-1, 2; 하상비고 27 m)는 실제 pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법을 적용한 퇴적연대 추정에 사용되었다(Fig.

1 and 2). 특히, 구산단층은 OSL, ESR, ¹⁰Be 등 다 양한 연대측정법을 바탕으로 50만년 이내에 2번 이 상 활동한 주향이동성 단층으로 해석되어(Jin et al., 2013), 최근 경북 울진 지역의 지반 안정성 평가와 관련하여 큰 주목을 받고 있다. 그러나, 구산단층에 의해 절단된 하성퇴적층의 퇴적연대가 측정방법에 따 른 차이를 보여, 이에 대한 심도있는 추가적인 연구 가 필요하다. 즉, 하성퇴적층의 침식율을 어떻게 추론 하는가에 따라 연대결과가 달라지기는 하지만 ¹⁰Be연 대는 대체로 80 ka이상의 퇴적연대를 지시하는 반면 (Seong and Yu, 2014), 석영 OSL 연대결과는 이보 다 30 ka 이상 적은 40-50 ka의 퇴적연대를 보인다 (KOPEC, 2008).

채취된 27개 시료로부터 석영과 K-장석입자를 분 리하는 절차는 Choi et al. (2004)와 Hong et al.

(2013)에 자세히 기술되어 있으나, 다시 한번 간단히 정리하면 다음과 같다; 퇴적물 시료로부터 습식체질 을 통해 90-180 μm, 90-250 μm 혹은 180-250 μm 구 간의 입자들을 분리한다. 특히, K-장석을 이용하는 연 대측정의 경우, K-장석 입자의 크기 내부 연간선량 (internal dose rate) 추정에 중요한 자료가 된다. 체

Table 1. Sample list for the examination of the possibility of applying K-feldspar pIR-IRSL

method to dating marine and fluvial terrace sediments in Korea

Sample code Location grain size (µm)* Sample elevation (m) Depositional Environments

UM 경북 우목리 180-250 8 Marine

YH 경북 용한리 180-250 11 Aeolian

1105BS,

1201BS-1,2 경북 백석리 90-180 unknown** Fluvial

EDRA-1,2 경기 은대리 180-250 unknown** Fluvial

SFO 경북 심곡리 90-180 60 Marine

HJ 경북 후정리 180-250 20 Aeolian

CBS 경북 칠보산 180-250 7 Marine

1205JDJ-1,2 강원 정동진 90-250 60 Marine

1009BG-1,2,3 경북 부구리 180-250 25 Fluvial

1105GG-1,2 경북 금곡리 180-250 25 Marine

1104NE-1,2,3,4,5^! 경북 노음리 180-250 25-30 Fluvial

1009GS-1,2^! 경북 구산리 180-250 27 Fluvial

1009PH-1,2 경북 평해리 180-250 unknown** Fluvial

1009JI 경북 주인리 180-250 10 Fluvial

*Grain size of K-feldspar for pIR-IRSL

measurements

**The elevations of the samples were not measured due to technical difficulties on sites

!

These samples were used for pIR-IRSL

dating

질을 통하여 분리한 시료들은 10% HCl과 10%

H₂O₂로 처리하여 탄산염광물과 유기물을 제거한 후, 중액 분리를 통하여 석영과 K-장석 입자를 분리한다.

즉, SPT 용액(Sodium Polytungstate, Liquid Form) 을 이용하여, 석영을 포함하는 비중구간(ρ>2.62 g/

cm³)과 K-장석을 포함하는 비중구간(ρ<2.58 g/cm³)으 로 분리하였다. 이 후, 비중이 2.62 g/cm³이상인 구간 의 시료들은 40% HF로 처리하여, 석영입자를 분리 하고, 비중이 2.58 g/cm³ 보다 작은 구간의 시료들은 10% HF로 처리하여 K-장석을 추출하였다.

측정장비: 루미네선스 자동측정장비

K-장석의 pIR-IRSL₂₉₀과 IRSL₅₀ 신호, 그리고 석영 OSL 신호는 한국기초과학지원연구원에 설치된 루미 네선스 자동측정장비(Risø TL/OSL-DA-15)를 사용하 여 측정되었다. K-장석입자는 내경 8 mm의 스테인레

스-스틸재질의 컵(stainless steel cups)에 담겨져 875 nm 파장의 IR-LED를 이용해 여기시켰으며, 이로부터 발생하는 pIR-IRSL₂₉₀과 IRSL₅₀ 신호의 검출에는 청 색필터조합(Corning 7-59 + Schott BG 39)을 검출필 터(detection filter)로 사용하였다. 석영 OSL 신호는 직경 8 mm의 스테인레스-스틸 디스크에 석영입자를 로딩한 후, 이를 blue-LED(470±30nm)로 여기시켜 측정하였다. 이때 사용된 검출필터는 7.9 Hoya U- 340이었다. K-장석 pIR-IRSL₂₉₀, IRSL₅₀, 석영 OSL 신호는 모두 bialkali EMI 9235QB 광전자증배관 (Photomultiplier tube)을 사용하여 검출하였다. 시료의 방사선 조사(irradiation)에는 ⁹⁰Sr/⁹⁰Y 베타선원이 사용 되었다. 베타선원의 시료 조사율은 0.192±0.003 Gy·s^-1 이었으며, Risø DTU(덴마크)에서 제공한 보정 용 석영(calibration quartz; Batch 90, 4.81±0.06 Gy) 을 사용하여 측정되었다(Hansen et al., 2015).

Fig. 1. Maps showing the location of the sampling points and profiles (Yellow dashed lines, A-B and C-D).

루미네선스 신호측정 및 등가선량(Equivalent dose, D_e) 결정

준비된 시료의 루미네선스 신호(K-장석 pIR- IRSL₂₉₀, IRSL₅₀, 석영 OSL) 측정 및 등가선량 결정 절차는 Table 2와 같다. 석영 OSL 신호측정과 등가 선량 결정은 기본적으로 단일시료재현법(SAR 법;

Single Aliquot Regenerative Dose protocol; Murray and Wintle, 2000, 2003)을 사용하였지만, 예기치 못 한 K-장석으로부터의 오염을 최소화하기 위하여 blue- LED로 여기하기 전에, IR-LED로 시료를 50^oC에서 100초 동안 여기하여 측정하였다(post IR OSL;

Wallinga et al., 2002). K-장석 pIR-IRSL₂₉₀과 IRSL₅₀

신호를 이용한 등가선량 역시 SAR법을 기반으로 한, 하나의 측정 시퀀스(sequence)를 사용하여 동시에 측 정하였다(Thiel et al., 2011; Buylaert et al., 2012).

즉, 자연시료 혹은 실험실에서 조사된 시료를 320^oC 에서 60초 동안 열전처리 한 후, IRSL₅₀ 신호를 50^oC 에서 200초 동안 측정하였다. 이 측정과정동안 변칙 적 감쇠현상을 보이는 IRSL₅₀신호가 시료로부터 제거 된다. 이후, 변칙적 감쇠현상이 거의 없는 pIR-IRSL₂₉₀ 신호를 290^oC에서 200초 동안 측정하였다(K-장석 pIR-IRSL₂₉₀, IRSL₅₀ 및 석영 OSL 신호를 이용한 등가선량 결정에 대한 자세한 내용은 Choi et al.

(2004)와 Hong et al.(2013)을 참고).

Fig. 2. Photos of sampling points. (a-c) Gusan fault, (d-g) Noeum fluvial terrace sediments.

연간선량(Dose Rate, DR) 측정

퇴적물 시료의 연간선량은 한국기초과학지원연구원 에 설치된 감마스펙트로미터(Low level high resolution gamma spectrometer, Model: Canberra BE5030)를 사용하여 측정하였다. ²¹⁰Pb, ²³⁴Th, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra, ⁴⁰K 등, 감마스펙트로미터로 측정된 핵종들의 활동도 (activity, Bq·kg^-1)는 Olley et al.(1996)에 제시된 자 료를 이용하여 연간선량으로 변환되었다. 토양 수분 함량에 의한 연간선량 감소효과는 Zimmerman(1971) 에 따라 보정되었으며, 베타선에 의한 연간선량 계산 에는 0.93±0.03의 유효 흡수베타선율을 사용하였다 (Mejdahl, 1979). 또한, 우주선(cosmic ray)에 의한 영향은 Prescott and Hutton(1994)에서 제시된 방법 에 따라 최종연간선량 계산에 적용되었다.

K-장석 pIR-IRSL₂₉₀과 IRSL₅₀ 연대측정을 위한 연 간선량 측정에 있어서, K-장석내부에 존재하는 K에 의한 내부연간선량(internal dose rate)을 정확하게 결 정하는 것이 중요하다. 따라서, 이 논문에 사용된 시 료의 K 함량은 한국기초과학지원연구원과 Risø DTU 에서 공동으로 제작하여 루미네선스 측정장비에 부착 한 XRF(X-ray Fluorescence)를 사용하여 측정하였다 (DTU Nutech, 2014; Guralnik et al., 2015). 시료 의 Rb 함량은 XRF로 측정된 K함량을 바탕으로 Mejdahl(1987)이 제시한 경험식을 사용하여 추정하였 다.

pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법의 한반도 해안-하안단구 퇴적층에의 적용가능성

K-장석 pIR-IRSL₂₉₀, IRSL₅₀, 석영 OSL 신호의 특성선량(characteristic dose)

루미네선스 신호를 이용한 연대측정에 있어서, 연 대측정 가능상한은 주어진 시료가 흡수할 수 있는 최 대 이온화에너지(ionizing radiation)의 크기에 따라 결정된다. 예를 들어, Fig. 3의 경우처럼, 석영 혹은

Table 2. Equivalent dose measurement protocols using K-feldspar pIR-IRSL

, IRSL

and quartz OSL signals

Step Treatment (Quartz) Observed Treatment (K-Feldspar) Observed

1 Dose, D_i Dose, D_i

2 Preheat

(260^oC for 10 s)

Preheat (320^oC for 60 s)

3 IR stimulation

(50^oC for 100 s)

IR stimulation

(50^oC for 200 s) L_i,IRSL50

4 Blue stimulation

(125^oC for 40 s) L_i,OSL IR stimulation

(290^oC for 200 s) Li,pIR-IRSL290

5 Test dose, D_t Test dose, D_t

6 Cut-heat

(220^oC for 0 s)

Preheat (320^oC for 60 s)

7 IR stimulation

(50^oC for 100 s)

IR stimulation

(50^oC for 200 s) T_i,IRSL50

8 Blue stimulation

(125^oC for 40 s) T_i,OSL IR stimulation

(290^oC for 200 s) Ti,pIR-IRSL290

9 Blue stimulation

(280^oC for 40 s)

IR stimulation (325^oC for 200 s)

10 Return to step 1 Return to step 1

Fig. 3. Exemplifying dose response growth curve of a

luminescence signal. The data points were fit with an

exponential function, I=I

(1-EXP(-D/D

)), where I

is

the infinite OSL instensity at dose saturation, D is the

equivalent dose, and D

is the characteristic dose.

K-장석입자가 주변의 이온화방사선을 흡수하여 방출 하는 루미네선스 신호는 지수적으로 증가하다가 어느 정도의 이온화방사선량에 이르면, 그 이상의 방사선 을 흡수하더라도 더 이상 루미네선스 신호가 증가하 지 않게 된다(이를 루미네선스 신호가 방사선 포화, dose saturation, 되었다고 한다). 흡수한 이온화방사선 에 따른 루미네선스신호의 성장곡선은 일반적으로 I=I₀(1-EXP(-D/D₀))의 식으로 표현된다. 이 때, I는 측정된 루미네선스 신호, I₀는 방사선포화상태에서 루 미네선스 신호의 세기, D는 등가선량, D₀는 특성선량 (characteristic dose)을 나타낸다. 특성선량 값은 성장 곡선의 곡률과 직접적인 연관이 있는 요소로서, 성장 곡선의 곡률이 작아질수록(즉, 성장곡선이 직선에 가 까워질수록) 커지고, 곡률이 커질수록 작아진다.

Wintle and Murray(2006)은 임의의 시료로부터 측 정한 등가선량(D)이 특성선량 값의 두 배(2D₀) 이상 일 경우, 즉, 측정된 루미네선스의 세기(I)가 포화상태 루미네선스 세기(I₀)의 86.5%이상일 경우에는 해당시 료의 루미네선스 신호로 얻은 등가선량의 오류 가능 성이 높아지기 때문에, 연대결과계산을 위한 통계처 리에 사용하지 않을 것을 제안한 바가 있다. 이를 감 안하면, Fig. 3의 루미네선스 성장곡선을 보이는 시료 로 얻은 232 Gy 이상의 등가선량 값은 의미가 없으 며, 이 시료의 연간선량을 3 Gy·ka^-1로 가정하면, 77 ka (232 Gy/3 Gy·ka^-1)이상의 연대결과는 신뢰도가 낮아 지게 된다. 다시 말해, 77 ka가 이 시료의 연대측정 가능상한이기 때문에, 만일 이 시료로부터 구한 등가 선량이 232 Gy 이상이라면, 이 시료의 연대는 77 ka 이상의 어떤 퇴적연대를 가지는 것으로 해석하는 것

이 타당하다고 할 수 있다(시료의 최소연대=77 ka).

본 연구를 위해 채취한 시료의 석영 OSL 신호는 일부를 제외하고, 대부분 200 Gy 이하의 2D₀ 값을 보였다(Fig. 4). 하지만, K-장석 pIR-IRSL₂₉₀과 IRSL₅₀ 신호는 모든 시료에서 약 400 Gy에서 1300 Gy 범위 의 2D₀ 값을 보여, 석영 OSL 신호보다 2-7배 정도 방사선포화 수준이 높은 것을 알 수 있다. 뿐만 아니 라, 각 시료의 pIR-IRSL₂₉₀과 IRSL₅₀ 신호는 서로 비슷한 2D₀ 값을 보여, 측정가능한 연대상한도 유사 할 것으로 판단되었다(Fig. 4에서 두 신호의 2D₀는 1:1선 가까이 도시된다).

K-장석 pIR-IRSL₂₉₀, IRSL₅₀, 석영 OSL 연대결 과 비교

Fig. 5에 각 루미네선스 신호를 이용하여 구한 연 대결과를 비교·도시하였다. IRSL₅₀ 연대의 경우, 변칙 적 감쇠현상이 보정된 연대결과를 도출하기 위해 실 험실에서 감쇠율(fading rate)를 직접 측정하였으나, 여러 차례에 걸친 실험에도 불구하고 재현성이 극히 불량하여 지금까지 보고된 각종 문헌의 평균값으로 여겨지는 g-값(g_2days, 감쇠율)인 3.0±1.0%/dec.를 적용 하여 연대를 보정하였다; Hong et al.(2013)에서 감 쇠율을 3.0±1.0%/dec으로 고정하여 만족할 만한 연대 결과를 얻었으나, 이는 검증되지 않은 방법이므로 가 능한 한 시료로부터 직접 측정한 감쇠율 사용하는 것 이 바람직하다. 또한, g-값(g_2days)의 계산 방법과 정의 는 Hong et al.(2013)의 “3.4 Anomalous fading과 IRSL 연대보정” 부분 및 이에 포함된 참고문헌에 자 세히 기술되어 있다. 변칙적 감쇠현상이 보정된 K-장 석 IRSL₅₀ 연대는, 등가선량이 2D₀이하의 연대측정 가능한 범위에 있는 해성, 풍성시료 9개의 석영 OSL 연대와 대체로 일치하는 결과를 보였다(Fig. 5(a)). 하 지만, pIR-IRSL₂₉₀ 연대와 IRSL₅₀ 연대는 선형관계를 보이기는 하지만 원점을 지나지 않고 약 60 ka의 y 절 편을 보여(Fig. 5(b)의 점선). 이 연구에 사용된 시료들 의 pIR-IRSL₂₉₀ 연대가 IRSL₅₀ 연대보다 평균적으로 약 60 ka 정도 오래된 퇴적연대를 나타냄을 의미한다.

방사선포화수준 미만의 석영 OSL 신호를 이용한 연대결과를 기준으로 본다면, 3.0±1.0%/dec.의 감쇠율 적용한 IRSL₅₀ 연대결과는 신뢰할 만한 것으로 여겨 도 무방할 것으로 판단된다. 따라서, 이론적으로는 퇴 적당시 시료에 포함된 K-장석의 pIR-IRSL₂₉₀ 신호가 완전하게 블리칭(complete bleaching)되었다면, pIR-

Fig. 4. Comparison of IRSL

2D

values with those of

quartz OSL(blue rectangles) and pIR-IRSL

(red circles).

IRSL₂₉₀연대는 IRSL₅₀ 연대결과와 일치할 것으로 예 상되었다. 하지만, Fig. 5에서 나타난 바와 같이, 이 연구에 사용된 거의 모든 시료의 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 연대는 실제 퇴적연대를 과대평가할 가능성이 높은 것으로 판단된다.

K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호의 블리칭 테스트 K-장석의 pIR-IRSL₂₉₀ 신호가 햇빛에 노출되었을 때, 블리칭되는 속도가 석영 OSL 혹은 K-장석 IRSL₅₀ 신호에 비해 상당히 느리다는 것은 이미 실험 적으로 잘 알려져 있다(e.g. Smedley et al., 2015).

따라서, 전술한 pIR-IRSL₂₉₀ 신호의 퇴적연대 과대평 가(석영 OSL, K-장석 IRSL₅₀에 비해)도 퇴적당시 완 벽하지 않은 pIR-IRSL₂₉₀ 신호의 블리칭(incomplete bleaching)에서 기인했을 가능성이 있다. 따라서, 이 연구에서는 K-장석이 햇빛에 장기간 노출되었을 때, pIR-IRSL₂₉₀신호의 블리칭 정도를 파악하기 위하여, 시료의 “추정등가선량”에 따른 잔류선량(Unbleachable dose)을 측정하여 보았다; 연구에 사용된 시료 중 다 수가, 방사선포화수준 이상의 루미네선스 신호세기를 보인다. 이런 경우 포화지수함수에 선형함수를 포함 한 성장곡선(exponential + Linear function)을 사용하 여 등가선량을 추정하였으나, 이들이 신뢰할 만한 등 가선량 값이라 여겨지지 않기 때문에, 이 논문에서는 이들 값을 “추정등가선량(tentative equivalent dose)”

이라 명명하였다.

실험을 위해, 채취된 시료 중 약 200 Gy-700 Gy 범위의 등가선량 및 700 Gy-1500 Gy의 “추정등가선 량”을 보이는 시료를 선택하여 2주일 동안 햇빛에 노 출시킨 후, Table 2에 제시된 pIR-IRSL₂₉₀ 신호측정 절차를 따라 잔류선량 값을 측정하였다. 실험결과, 잔류선량값은 미약하게나마 등가선량 및 “추정등가선 량”의 크기와 선형적인 관계를 가진 것으로 보인다 (Fig. 6). 즉, 퇴적되어 있는 시간동안 K-장석내에 축 적된 이온화 방사선 에너지가 클수록, 햇빛에 장기간 노출되어도 제거 되지 않고 남아 있는 잔류선량 값이 클 가능성이 있다. 이 실험에서는 200-1500 Gy의(추

Fig. 5. Luminescence ages using K-feldspar pIR-IRSL

, IRSL

and quartz OSL signals. IRSL

ages were those after the correction for anomalous fading, assuming a fading rate of 3.0±1.0%/dec., while no fading correction was made for pIR-IRSL

ages.

Fig. 6. Unbleachable dose values measured using K-

feldspar pIR-IRSL

signal after being exposed to

sunlight for two weeks.

정)등가선량 범위에서, pIR-IRSL₂₉₀ 잔류선량이 최대 25 Gy였으며, 이는 K-장석이 퇴적과정 중 장시간 햇 빛에 노출되어도, 최대 2%정도의 pIR-IRSL₂₉₀신호는 완전히 제거되지 않을 가능성을 의미한다. 이 결과는, 앞 절에서 논의한 pIR-IRSL₂₉₀연대측정법의 퇴적연 대 과대평가(age overestimation) 현상을 설명하기에는 일견 부족해 보이기는 하지만, 여러 번의 퇴적과정을 거치면서 잔류선량이 지속적으로 누적될 경우에는 심 각한 연대결과 오류의 가능성이 있을 수 있음을 시사 한다.

K-장석 pIR-IRSL₂₉₀과 석영 OSL 신호의 I/I₀비: pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법

의 한반도 해안-하안단구 퇴적층에의 적용가능성

석영 OSL 신호 및 K-장석 IRSL₅₀에 비해 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀신호가 가지는 가장 큰 장점은, 앞서 언 급한 바와 같이, 연대측정 가능상한이 높은(일반적으 로>700 Gy) 동시에 변칙적 감쇠현상이 극히 적다는 점에 있다. K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호의 변칙적 감쇠 현상이 무시할 만하다는 것은 이미 잘 알려져 있지만, 연대측정 가능상한에 대한 연구는 기존에 진행된 뢰 스 층에 대한 연구(e.g. Thiel et al., 2011) 이외에는 제한적으로 이루어져 왔다. 따라서, 이 논문에서는 K- 장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호의 한반도 해안-하안단구 퇴적 층에의 효용성을 알아보기 위하여, 석영 OSL 신호와 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀신호의 I/I₀ 비를 비교하여 보았 다(Fig. 7). 앞 절에서 다룬 잔류선량의 영향인지는 확실치는 않으나, 연구에 사용된 시료들 중 해성, 하 성 시료 13개는 2D₀ 보다 높은 pIR-IRSL₂₉₀신호세 기를 보여(방사선포화 상태), pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법 을 적용하기에 적당하지 않았다. 석영 OSL 신호는 방사선포화 상태에 있으나, K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호 는 연대측정 가능범위에 있는 시료(이 경우가 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀연대측정법의 효용성이 가장 크다)는 전 체 시료의 26%에 해당하는 7개에 불과했다(Fig. 7의 붉은 색 영역). 특히, 일반적인 예상과는 반대로, K- 장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호는 방사선포화되어 있지만(I/

I0,pIR-IRSL290> 2D₀), 석영 OSL 신호가 연대측정 가능범

위에 있는(I/I_0,OSL< 2D₀) 시료가 4개나 있음은 주목할 만하다. 이는 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호의 절대적인 I₀값이, 석영 OSL 신호보다 월등히 큼에도 불구하고

(즉, 2D0,pIR-IRSL290>> 2D_0,OSL), 자연시료에서 측정한 pIR-IRSL₂₉₀신호의 세기가 방사선포화에 이를 정도 로 컸기 때문이다(자세한 자료는 별도의 논문에서 다 룰 예정으로, 이 논문에서 구체적으로 제시하지는 않 았지만 Fig. 8(b)를 참고).

결론적으로, K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법을 한 반도 해안-하안단구 퇴적층에 신뢰도 높게 적용하기 위해서는 동일한 퇴적환경의 현재 퇴적층(modern analogue)등에 대한 실험을 통해, 잔류선량이 연대결 과에 미치는 영향을 포함한 사전 연구가 충분히 이루 어져야 할 것으로 판단된다.

K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 연대측정법을 이용한 경북 울진 노음리 하안단구 퇴적층과 구산단층에 대한 연대측정

선량재현시험(Dose Recovery Test)와 방사선포 화도

앞에서 논의한 한반도 해안-하안단구 퇴적층의 신 호특성 연구결과를 바탕으로, 경북 울진군 노음리에 분포하는 하안단구 퇴적층 시료 5개(1104NE-1, 2, 3, 4, 5)와 구산단층 시료 2개(1009GS-1, 2)를 이용하여 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀신호를 이용한 연대측정을 실시 하였다(Table 1; Fig. 1 and 2).

선량재현시험을 위해서, 노음리 하안단구시료 1104NE-4에서 분리한 K-장석을 햇빛에 2주일 동안 노출시켜 기존의 신호를 제거하였다(하지만, 앞 절에 서 언급했듯이, 이 과정 동안 완벽하게 제거되지 않

Fig. 7. I/I

ratios of quartz OSL and K-feldspar pIR-

IRSL

signals of the samples.

은 잔류 pIR-IRSL₂₉₀ 신호가 있을 수 있다). 이 후, 장비에 부착된 베타선원으로 250 Gy의 방사선(실험실 방사량)을 시료에 임의로 조사를 하고, 열전처리 온도 를 260^oC에서 400^oC까지 변화시켜 가며(20^oC간격, 60초 동안; Table 2 참조) 선량(재현선량)을 측정하였 다. 이 때, pIR-IRSL 신호를 측정하기 위한 온도 (readout temperature)는 열전처리보다 30^oC 낮게 유 지하였다. 예를 들어, 열전처리 온도가 300^oC인 경우, pIR-IRSL 신호는 270^oC에서 측정하고(pIR-IRSL₂₇₀), 열전처리 온도가 380^oC 경우, pIR-IRSL 신호는 350^oC에서 측정하였다(pIR-IRSL₃₂₀). 또한, Table 2에 제시된 바와 같이, 다양한 온도에서 pIR-IRSL 신호 를 측정하는 동안 IRSL₅₀ 신호도 함께 측정하였다.

실험결과, Fig. 8(a)에서 나타난 바와 같이, IRSL₅₀ 신호는 예상대로 모든 열전처리온도에서 실험실 방사 량보다 낮은 재현량값을 보였다. 반면에, pIR-IRSL 신호의 경우 320^oC-380^oC의 열전처리 조건(즉, pIR- IRSL₂₉₀-pIR-IRSL₃₅₀)에서 실험실 방사량을 10%내에 서 재현할 수 있었다. 하지만, 노음리 하안단구, 구산 단층의 자연시료(natural sample; i.e. naturally irradiated sample)에서 측정된 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호와 석영 OSL 신호는 모두 방사선포화상태에 있음 을 알 수 있다(I/I₀> 0.85; Fig. 8(b)). K-장석 IRSL₅₀ 신호의 경우도 약 0.6-0.8 범위의 I/I₀ 값을 보이긴 하지만, 변칙적 감쇠현상에 의한 영향을 고려하면 이 들 역시 방사선포화상태에 있다고 판단된다. K-장석 pIR-IRSL₂₉₀, IRSL₅₀ 그리고 석영 OSL 신호를 이용 하여 만들어진 루미네선스 성장곡선의 2D₀ 값은 각 각, ~600 Gy, ~400 Gy, 그리고 ~200 Gy였다.

노음리 하안단구 퇴적층과 구산단층 퇴적층의 퇴적연대

이처럼 노음리 하안단구 퇴적층과 구산단층 시료의 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀, IRSL₅₀, 석영 OSL 신호가 모두 방사선포화상태에 있기 때문에, 각 시료의 루미네선 스 신호가 정의하는 2D₀ 값은 시료들의 퇴적연대를 신뢰도 있게 지시하는 하한연대(minimum age)로 해 석할 수 있을 것이며, 2D₀ 이상의 등가선량을 이용한 연대결과는 오류 가능성이 매우 높기 때문에 지질학 적 해석에 사용하지 않는 것이 바람직스럽다. 노음리 하안단구와 구산단층 시료의 연간선량은 다음과 같다;

DR_1104NE-1= 4.4±0.6 Gy·ka^-1, DR_1104NE-2= 4.8±0.4 Gy·ka^-1, DR_1104NE-3= 3.9±0.4 Gy·ka^-1, DR_1104NE-4= 3.9±0.4 Gy·ka^-1, DR_1104NE-5= 4.0±0.2 Gy·ka^-1, DR_1009GS-1= 4.6±0.2 Gy·ka^-1, DR_1009GS-2= 5.1±0.4 Gy·ka^-1. 이들 연간선량과, 각 시 료의 루미네선스 신호 2D₀값을 이용하여 추정한 노 음리 하안단구와 구산단층의 최소 퇴적연대를 Table 3에 나타내었다. 이들 결과를 종합적으로 볼 때, 노음 리 하안단구 퇴적층의 경우, 최소 약 109-140 ka 이 전에 퇴적된 것으로 해석할 수 있으며, 구산단층에 의해 절단된 퇴적층은 적어도 100-105 ka 이전에 퇴 적된 퇴적층으로 보는 것이 타당할 것으로 보인다.

특히, 석영 OSL신호의 2D₀ 값을 이용한 구산단층 퇴적층의 최소연대는 약 32-36 ka로서(즉, 적어도 이 시기 이전에 쌓인 퇴적층임을 의미), 석영 OSL 연대 측정법으로 기존에 알려진 연대인 40-50 ka(KOPEC, 2008)과 유사한 연대범위를 보인다. 따라서, 이 연구 의 결과는 구산단층에 대한 기존의 석영 OSL 연대결 과가 방사선포화의 영향으로 실제 연대보다 과소평가

Fig. 8. (a) Dose recovery test for 1104NE-4, and (b) I/I

and 2D

values of K-feldspar pIR-IRSL

, IRSL

, and

quartz OSL signals in samples.

되었을 가능성을 강하게 시사하며, 실제로는 적어도 100 ka 이전에 퇴적된 퇴적물일 가능성을 배제할 수 없다.

결 론

K-장석에서 방출되는 pIR-IRSL₂₉₀ 신호는 일반적인 석영 OSL 연대측정법의 연대상한 이상의 연대측정이 가능하고, K-장석의 치명적인 약점이었던 변칙적 감 쇠현상도 미비하여, 최근 오래된(>200 ka) 퇴적층의 연대측정과 관련하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그 러나, 한반도, 특히 동해안 지역에 분포하는 해안-하 안단구 퇴적층에서 분리한 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀신호 는 많은 경우 이미 방사선포화상태에 있어, 정확한 퇴적연대를 결정하는 데에는 한계가 있음을 알 수 있 었다. 이는 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호가 퇴적당시 완 벽하게 제거되지 않았거나, 이러한 불완전한 블리칭 현상이 여러 퇴적 사이클 동안 반복됨에 따라 상당한 양의 잔류선량이 누적되어 나타난 결과일 가능성이 있다. 다만, K-장석 pIR-IRSL₂₉₀신호는 일반적인 석 영 OSL 신호보다 더 높은 방사선량에 의해 포화상태 에 도달하기 때문에(즉, 2D0,pIR-IRSL290> 2D_0,OSL), 2D₀ 값을 이용하여 퇴적연대의 하한을 파악하는 데에는 효과적으로 사용될 수 있다. 최근 지역적 지반안정성 평가와 관련하여 중요하게 연구되고 있는 경북 울진 군 구산리의 구산단층의 경우, 기존 석영 OSL 연대 는 40-50 ka로서, 다른 연대측정결과(예를 들어, ¹⁰Be 연대) 보다 50% 정도 젊은 퇴적연대를 지시하였다.

하지만, 동일한 퇴적층에 대한 K-장석 pIR-IRSL₂₉₀ 신호를 바탕으로 한 이번 연대측정 연구에서는, pIR- IRSL₂₉₀신호가 석영 OSL 신호와 마찬가지로 방사선

포화상태에 있으며 구산단층 퇴적층이 적어도 100 ka 이전에 형성된 퇴적층일 가능성을 제기하고 있다. 또 한, 기존의 석영 OSL 연대(~40-50 ka)는 방사선포화 현상에 의해 과소평가된 연대일 가능성이 매우 높음 을 시사한다.

사 사

이 연구는 한국기초과학지원연구원의 지구환경연구 부 운영사업(과제번호 G36200)의 지원으로 수행되었 다. 꼼꼼하고 세밀한 심사를 해주신 강원대학교 홍덕 균 교수님과 부경대학교 박계헌 교수님께도 깊은 감 사를 드린다.

References

Ankjærgaard, C., Guralnik, B., Buylaert, J.-P., Reimann, T., Yi, S.W. and Wallinga, J., 2016, Violet stimulate lumines- cence dating of quartz from Luochan (Chinese loess pla- teau): Agreement with independent chronology up to ~ 600 ka. Quaternary Geochronology, 34, 33-46.

Auclair, M., Lamothe, M. and Huot, S., 2003, Measure- ments of anomalous fading for feldspar IRSL using SAR.

Radiation Measurements, 37, 487-492.

Baram, L., Phillips, W.M., Maher, B.A., Karloukovski, V., Duller, G.A.T., Jain, M., Wintle, A.G., 2011, The dating and interpretation of a Mode 1 site in the Luangwa Val- ley, Zambia. Journal of Human Evolution, 60, 549-570.

Buylaert, J.P., Jain, M., Murray, A.S., Thomsen, K.J., Thiel, C. and Sohbati, R., 2012, A robust feldspar luminescence dating method for Middle and Late Pleistocene sedi- ments. Boreas, 41, 435-451.

Cheong, C.-S., 2002, Dating marine terraces. Journal of the Geological Society of Korea, 38, 279-291.

Choi, J.H., Cheong, C.-S. and Chang, H.W., 2004, Princi- Table 3. Summary of 2D

values and the estimation of minimum ages based on K-feldspar pIR-IRSL

, IRSL

(fading rate uncorrected) and quartz OSL signals.

Samples*^,!

1104NE-1 1104NE-2 1104NE-3 1104NE-4 1104NE-5 1009GS-1 1009GS-2

OSL 2D₀(Gy) 197±42 251±76 196±7 240±47 184±19 165±12 163±12

Min. age(ka) 45±11 52±16 50±5 61±13 46±5 36±3 32±3

IRSL₅₀ 2D₀(Gy) 424±22 432±4 453±11 453±9 393±4 457±14 495±103

Min. age (ka) 81±5 77±1 97±3 96±3 81±1 85±3 85±18

pIR-IRSL₂₉₀ 2D₀(Gy) 568±7 672±2 603±10 665±7 542±3 569±42 584±25

Min. age(ka) 109±3 120±2 128±4 140±4 112±2 105±8 100±4

*Uncertainties are given in 1 σ standard errors.

!

For all the samples, 16 aliquots(sub-samples) were used for luminescence signal readout.

ples of quartz OSL (Optically Stimulated Luminescence) dating and its geological applications. Journal of the Geo- logical Society of Korea, 40, 567-583.

Choi, J.H., Murray, A.S., Jain, M., Cheong, C.-S. and Chang, H.W., 2003a, Luminescence dating of well-sorted marine terrace sediments on the southeastern coast of Korea. Quaternary Science Reviews, 22, 407-421.

Choi, J.H., Murray, A.S., Cheong, C.-S., Hong, D.G. and Chang, H.W., 2003b, The resolution of stratigraphic inconsistency in the luminescence ages of marine terrace sediments from Korea. Quaternary Science Reviews, 22, 1201-1206.

Choi, J.H., Kim, J.W., Murray, A.S., Hong, D.G., Chang, H.W. and Cheong, C.S., 2009, OSL dating of marine ter- race sediments on the southeastern coast of Korea with implications for Quaternary tectonics. Quaternary Interna- tional, 199, 3-14.

DTU Nutech, 2014, Risø TL/OSL reader. Product Specifi- cation, p18.

Guralnik, B., Jain, M., Herman, F., Ankærgaard, C., Murray, A.S., Valla, P.G., Preusser, F., King, G.E., Chen, R., Lowick, S.E., Kook, M. and Rhodes, E.J., 2015, OSL- thermochronometry of feldspar from the KTB borehole, Germany. Earth and Planetary Science Letters, 423, 232-243.

Hansen, V., Murray, A., Buylaert, J.-P., Yeo, E.Y., and Thomsen, K., 2015, A new irradiated quartz for beta source calibration. Radiation Measurements, 81, 123-127.

Hernandez, M., Mercier, N., Rigaud, J.-P., Texier, J.-P. and Delpech, F., 2014, A revised chronology for the Grotte Vaufrey (Dordogne, France) based on TT-OSL dating of sedimentary quartz. Journal of Human Evolution, 75, 53-63.

Hong, S.C., Choi, J.H., Yeo, E.Y. and Kim, J.W., 2013, Principles of K-feldspar IRSL (InfraRed Stimulated Luminescence) dating and its applications. Journal of the Geological Society of Korea, 49, 305-324.

Huntley, D.J. and Lamothe, M., 2001, Ubiquity of anoma- lous fading in K-feldspar and the measurement and cor- rection for it in optical dating. Canadian Journal of Earth Sciences, 38, 1093-1106.

Jin, K., Kim, Y.S., Kang, H.C. and Shin, H.C., 2013, Study on developing characteristics of the Quaternary Gusan Fault in Uljin, Gyeongbuk, Korea. Journal of the Geolog- ical Society of Korea, 49, 197-207.

KOPEC, 2008, The preliminary site assessment report (PSAR) for the new Uljin reactors 1 and 2, Unpublished report, KOPEC.

Lee, S.Y., Seong, Y.B., Shin, Y.K., Choi, K.H., Kang, H.C.

and Choi, J.H., 2011, Cosmogenic

Be and OSL dating of fluvial strath terraces along the Osip-Cheon River, Korea:

tectonic implications. Geosciences Journal, 15, 349-444.

Mejdahl, V., 1987, Internal radioactivity in quartz and feld- spar grains. Ancient TL, 5, 10-17.

Mejdahl, V., 1979, Thermoluminescence dating: Beta-dose attenuation in quartz grains. Archaeometry, 21, 61-72.

Murray, A.S. and Wintle, A.G., 2000, Luminescence dating of quartz using an improved single-aliquot regenerative- dose protocol. Radiation Measurements, 32, 57-73.

Murray, A.S. and Wintle, A.G., 2003, The single aliquot regenerative dose protocol: potential for improvements in reliability. Radiation Measurements, 37, 377-381.

Olley, J.M., Murray, A.S. and Roberts, R.G., 1996, The effects of disequilibria in the uranium and thorium decay chains on burial dose rates in fluvial sediments. Quater- nary Science Reviews, 15, 751-760.

Prescott, J.R. and Hutton, J.T., 1994, Cosmic ray contribu- tion to dose rates for luminescence and ESR dating: large depths and long-term time variation. Radiation Measure- ments, 23, 497-500.

Seong, Y.B. and Yu, B.Y., 2014, Cosmogenic nuclides dat- ing of the Earth surface: Focusing on Korean cases. The Journal of the Petrological Society of Korea, 23, 261-272.

Smedley, R.K., Duller, G.A.T. and Roberts, H.M., 2015, Bleaching of the post IR-IRSL signal from individual grains of K-feldspar: Implications for single-grain dating.

Radiation Measurement, 79, 33-42.

Thomsen, K.J., Murray, A.S., Jain, M. and Bøtter-Jensen, L., 2008, Laboratory fading rates of various luminescence signals from feldspar-rich sediment extracts. Radiation Measurements, 43, 1474-1486.

Thiel, C., Buylaerts, J.P., Murray, A.S., Terhorst, B., Hofer, I., Tsukamoto, S. and Frechen, M., 2011, Luminescence dating of the Stratzing loess profile (Austria) - Testing the potential of an elevated temperature post-IR IRSL proto- col. Quaternary International, 234, 23-31.

Wallinga, J., Murray, A.S. and Bøtter-Jensen, L., 2002, Measurement of the dose in quartz in the presence of feldspar contamination. Radiation Protection Dosimetry, 101, 367-370.

Wallinga, J., Murray, A.S., Duller, G.A.T. and Tomqvist, T.E., 2001, Testing optically stimulated dating of sand- sized quartz and feldspar from fluvial deposits. Earth and Planetary Science Letters, 193, 617-630.

Wintle, A.G., 1973, Anomalous fading of thermolumines- cence in mineral samples. Nature, 245, 143-144.

Wintle, A.G. and Murray, A.S., 2006, A review of quartz optically stimulated luminescence characteristics and their relevance in single-aliquot regeneration dating protocols.

Radiation Measurements, 41, 369-391.

Zhang, J., Tsukamoto, S., Nottebaum, V., Lehmkuhl, F. and Frechen, M., 2015, D

plateau and its implications for post-IR IRSL dating of polymineral fine grains. Quater- nary Geochronology, 30, 147-153.

Zimmerman, D.W., 1971, Thermoluminescence dating using fine grains from pottery. Archaeometry, 13, 29-52.

Received August 8, 2016

Review started August 9, 2016

Accepted August 19, 2016