Characteristics and Provenance of Heavy Minerals in the Yellow Sea and Northern East China Sea
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(2) 506. 구효진 · 이부영 · 조현구. 성과 광물화학 결과는 구분된 6개의 지역에서 뚜렷한 차이를 보였으며, 기원지와 퇴적환경을 결정하는데 이용되었다. 황해 동부의 area A와 B는 한반도 기원의 퇴적물로 판단되며, 두 지역은 조류와 연안류에 의해 서로 다른 중광물 특 성을 나타낸다. 또한, 모나자이트는 area B에서만 발견되며, 한반도 서남부 기원지의 지시자로 이용될 수 있다. 황해 서부의 area D와 E는 황하 기원 퇴적물의 특성을 보이며, area E는 양쯔강 퇴적물로 구성된다. 동중국해 북부의 area C는 양쯔강 기원의 중광물 특성을 보이며, 해수면 상승과 함께 고하구의 해퇴에 의해 형성되었다. 또한, 풍부한 인회석은 area C의 퇴적 시기가 최후빙기극대기와 가까움을 나타낸다. 주요어 : 황해, 중광물, 광물화학, 중광물 지수, 퇴적물 기원지. 1. 서. 론. 중광물은 일반적으로 비중이 2.89 이상인 물리·화학 적 풍화에 안정한 광물을 말한다. 중광물은 제한된 공 생(paragenesis)을 보이며 종에 따라 풍화에 대한 내성 정도가 다르기 때문에, 중광물 분석은 해양 퇴적물의 기원지 분별 및 퇴적 과정의 설명을 위해 널리 이용되고 있다(Morton, 1984; Morton and Hallsworth, 1994, 1999; Lee et al., 1997; Morton et al., 2005; Li et al., 2014; Meng et al., 2016; Qin et al., 2018). 해양 퇴적물 내의 중광물 조성은 퇴적물 기원지역의 광물학적 특성과 퇴적 과정을 설명하기 위해 이용될 수 있으며, 중광물의 화학조성을 이용한 광물화학은 다양한 모암을 구별하고 모암의 암석학적 정보를 제공할 수 있다(Morton and Hallsworth, 1994; Eynatten and Gaupp, 1999; Hallsworth et al., 2000; Hallsworth and Chisholm, 2008). 황해와 동중국해는 한반도와 중국 사이에 위치하며, 황하, 양쯔강 및 한반도 서부의 강들(한강, 영산강, 금 강)로부터 막대한 양의 퇴적물을 공급받는다(Milliman and Meade, 1983). 세립질 퇴적물들은 해양 순환으로 인해 연안에서 떨어져 있는 독립적인 진흙 퇴적체를 형성하였으며, 최후빙기극대기(LGM; Last Glacial Maximum) 이후 퇴적물 기원지와 고환경 연구와 관련 하여 많은 연구자들의 관심을 받아왔다(Wei et al., 2003; Zhang et al., 2008; Lim et al., 2015; Koo et al., 2018). 그러나, 조립질 퇴적물들은 대부분 하구 에서 가까운 지역에 퇴적되며, 황해의 사질 퇴적체들 은 최후빙기극대기 이후 해수면 상승과 함께 해퇴와 조석에 의해 형성되었다(Cummings et al., 2016). 황해는 1.5 - 8 m 범위의 반일주조형(M2) 조석이 나 타나며(Chough et al., 2000), 조석에 의한 사질 퇴적 체는 크게 4 곳에 존재한다: (1) 황해의 동부, 즉 한반도 의 외해(Jin and Chough, 1998; Park et al., 2006); (2) 양쯔강 하구의 남동부(Berné et al., 2002; Chen. et al., 2003); (3) 양쯔강 하구의 북동부(Yang, 1989); (4) 경기만(Jung et al., 1998). 이러한 사질 퇴적체들 은 지구물리 탐사와 코어 퇴적물을 이용한 많은 퇴적 학적 연구들이 수행되었지만(Park and Lee, 1994; Choi and Kim, 2006; Cummings et al., 2016), 광 물학적 연구들은 거의 보고되지 않았다. 황해에서의 중광물 연구들은 남동부 황해, 동부 산 동 반도, 황해중앙니질대(CYSM; Central Yellow Sea Mud), 황해남동니질대(SEYSM; Southeastern Yellow Sea Mud), 제주남서니질대(SWCIM; Southwestern Cheju Island Mud)과 같은 일부 지역에서만 수행되어 왔다(Lee et al., 1988; Li et al., 2014; Lee et al., 2016; Koo et al., 2017). Lee et al. (2016)는 황해 남동부의 중광물이 주로 소량의 석류석, 저어콘, 금홍 석, 스핀, 모나자이트로 구성되며, 인접한 육지의 화성 암과 변성암에서 유래한 것으로 보고하였다. 또한, Li et al. (2014)은 보통각섬석, 석류석, 녹염석이 황해 북 부에서 풍부하며, 보통각섬석과 녹염석은 황하로부터 공급되고, 석류석은 주로 산동반도로부터 유래하였음을 제안하였다. 한편, 동중국해에서의 중광물 연구는 양쯔 강 하구에서 대만으로 이어지는 Fujia-Zhejiang mud belt에서 수행된 바 있으며, 각섬석 및 녹염석이 풍부 하며 주로 양쯔강으로부터 공급되었음이 알려졌다(Ma et al., 2018). 그러나, 동중국해 북부에 대한 중광물 연구는 현재까지 보고된 바 없다. 이번 연구에서는 황 해와 동중국해 북부 지역의 중광물 특성을 파악하고, 광물화학적 분석을 통해 조립질 퇴적물의 기원지와 퇴 적환경을 알아보고자 하였다.. 2. 연구 재료 및 연구 방법 황해와 동중국해 북부에서 획득된 총 102개의 표층 퇴적물들은 연구지역의 중광물 분포와 기원지를 결정 하기 위해서, 중광물 조성 및 석류석과 각섬석의 광물 화학 분석이 수행되었다. 표층 퇴적물들은 한국해양과.
(3) 황해 및 동중국해 북부의 중광물 특성과 기원. 507. 분석기(WDS, wavelength dispersive specrometer)가 장착된 JEOL JXA-8100 장비를 이용하여 분석되었다. 정량분석 조건은 15 keV, 10 nA, 빔 직경 5~10 µm 로 설정하여 수행하였다.. 3. 결과 및 토의. Fig. 1. Map showing the sampling locations (open circles) of surface sediments in the Yellow Sea and East China Sea. Dotted lines surround each classified depositional area (areas A to F).. 학기술원(KIOST, 2001-2012)과 한국지질자원연구원 (KIGAM, 2012)의 탐사동안 그랩 샘플러를 이용하여 획득되었다(Fig. 1). 20개 정점의 퇴적물들은 6 %의 과산화수소(H2O2)를 이용하여 유기물을 제거하고, 습 식 체질을 통해 63 - 125 µm 크기의 입자를 분리하였 다. 분리된 입자들은 네오디뮴 자석으로 자성 광물을 제거하고, 약 2.9의 밀도로 제작된 소듐 폴리텅스테이 트(sodium polytungstate) 용액을 이용하여 중광물과 경광물을 분리하였다. 분리된 중광물 입자들은 전자현 미경(FE-SEM, field-emission scanning electron microscope)과 EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) 분석을 이용하여 검증하였으며, 중광물의 함량은 실체 현미경 하에서 포인트 카운팅하여 결정하였다. FESEM과 EDS 분석은 경상대학교 공동실험실습관에서 보유하고 있는 JSM-7610F을 이용하였다. 나머지 82개 정점의 중광물의 종류와 함량비는 동일한 실험 방법을 통해 분석된 Lee et al. (2016)과 Koo et al. (2017) 의 데이터를 이용하였다. 분류된 중광물 중 석류석과 각섬석은 광물화학 분석 을 위해 전자현미분석기(EPMA, electron probe microanalyzer)를 이용하여 정확한 화학조성을 구하였다. 전 자현미분석을 위해 석류석과 각섬석은 연마편으로 제 작되었으며, 경상대학교 공동실험실습관의 파장분산형. 3.1. 중광물 분포 연구지역의 중광물은 자성광물(예, 적철석, 티탄철석 과 자철석)을 제외한 8종(녹염석, 각섬석, 석류석, 저어 콘, 스핀, 금홍석, 인회석, 모나자이트)으로 확인되었다 (Fig. 2a). 녹염석은 주로 변성암으로부터 기원되며 (Deer et al., 1992), 8.8 – 55.6 % (평균 34.7 %)의 함량으로 연구지역에서 가장 풍부하다(Fig. 2a). 녹염석 은 특히 황해의 북부와 남쪽에서 높은 함량을 보이며, 산동반도의 남쪽에서 가장 낮은 함량을 갖는다(Fig. 3a). 각섬석은 많은 화성암과 변성암에서 발견되는 조암광 물로 낮은 화학적 안정성으로 인해 풍화와 속성과정에 큰 영향을 받는다(Mange and Maurer, 1992; Mange and Wright, 2007; Meng et al., 2016). 각섬석은 2.2 – 66.3 % (평균 33.9 %)의 함량으로 연구지역에서 두 번째로 풍부하며, 황해의 남부에서 동중국해까지 30 % 이상의 높은 값을 나타내지만, 녹염석과 반대로 황해 북부에서 낮은 함량을 보인다(Fig. 3b). 다양한 변성암 과 화성암에서 발견되는 석류석은 1.0 – 23.9 % (평균 8.8 %) 함량을 보이며, 녹염석의 분포와 유사하게 황해 의 북부와 중앙에서 비교적 풍부하다(Fig. 3c). 스핀은 0.6 – 17.9 % (평균 6.6 %)의 함량을 가지며(Fig. 2a), 한반도의 서부와 중국의 동부 연안에서만 풍부하게 분 포한다(Fig. 3d). 인회석은 일반적으로 화성암에 수반되 며, 퇴적암에서도 쇄설성 입자로서 널리 확인되지만, 낮은 화학적 안정성으로 인해 쉽게 풍화의 영향을 받 는다(Morton, 1984; Bateman and Catt, 1985; Morton and Hallsworth, 1999; Sevastjanova et al., 2012; Qin et al., 2018). 인회석은 연구지역에서 평균 3.8로 낮았으 나, 지역적으로 0에서 15.8 %까지 다양했다(Fig. 2a). 황해의 대부분 지역에서 6 % 이하의 낮은 값을 보였 으며, 동중국해에서 상대적으로 높은 함량을 보였다 (Fig. 3e). 안정한 광물인 저어콘과 금홍석의 평균 함량은 각각 7.2 % (최대 44.5 %)와 4.8 % (최대 22.0 %) 이며, 두 광물 모두 한반도 연안에서 높은 함량을 나 타냈다(Figs. 2a and 3f). 마지막으로, 희토류 원소의 광석이 되는 모나자이트는 한반도의 남서부 지역에서 소량 확인되었다(Fig. 2a)..
(4) 508. 구효진 · 이부영 · 조현구. Fig. 2. (a) Heavy mineral compositions in each classified area. (b) (amphibole+epidote)-(zircon+sphene)-(garnet+rutile) ternary diagram of six classified area. Amp = amphibole, Ap = apatite, Ep = epidote, Grt = garnet, Mnz = monazite, Rt = rutile, Spn = sphene, Zrn = zircon.. 황해로 퇴적물을 공급하는 강들의 위치 및 중광물의 함량을 기반으로 연구지역을 6개 area로 구분하였다. 황해로 퇴적물을 공급하는 강들의 위치에 따라서 동부 와 서부로 구분한 후, 중광물의 종류와 함량, 분포를 바탕으로 한국 연안 (area A, B), 동중국해 북부(area C), 황해 서부(area D-F) 등 6개의 area로 설정하였다 (Fig. 1). 6개의 연구지역은 각섬석+녹염석, 저어콘+스 핀, 석류석+금홍석 함량에서 뚜렷한 차이를 나타낸다 (Fig. 2b). 또한, area B는 연구지역 중 유일하게 모나 자이트를 포함하고, area C는 인회석이 다른 지역보다 2배 이상 풍부한 특징으로 구분하였다(Fig. 2). 경기만을 포함하는 area A는 조류의 영향을 크게 받는 지역으로(Choi and Kim, 2006; Qin et al., 2018), 잘 분급된 모래 크기의 퇴적물로 구성되며(Cummings et al., 2016; Qiao et al., 2017), 석류석, 녹염석 및 안정한 광물들이 풍부하다(Fig. 2a). 황해 남동부의 area B는 주로 실트-점토질 실트로 구성되며, 황해남동 니질대를 포함한다(Qiao et al., 2017). 이 지역은 스핀. 과 저어콘의 높은 함량과 상대적으로 풍부한 각섬석이 특징적이며, 유일하게 모나자이트가 발견되었다(Fig. 3). Area C는 제주남서니질대을 포함하지만, 동부는 주로 사질 퇴적물로 구성된다(Qiao et al., 2017). 이 지역 은 인회석과 각섬석이 매우 풍부하지만, 다른 광물들 은 부족하다(Fig. 2a). 그러나, area C 중앙에 위치한 제주남서니질대에서는 인회석이 적고 각섬석이 풍부한 분포를 보인다(Fig. 3e). Area D는 산동반도의 동쪽 대륙붕에 위치하며(Fig. 1), Area A와 가깝지만 석류석, 녹염석, 스핀, 저어콘이 적고, 각섬석은 풍부한 차이를 보인다(Figs. 2a and 3). Area E와 F는 각각 고황하 와 고양쯔강의 고하구가 위치했었으며(Yoo et al., 2016), 해침에 의해 각 강들의 사질 퇴적체가 형성된 지역으로, 두 지역은 일반적으로 실트-모래로 구성되지 만, Area F가 조금 더 조립하다(Qiao et al., 2017). Area E는 녹염석이 연구지역에서 가장 적으며, 각섬석 은 가장 풍부하다. Area F는 안정한 중광물들이 풍부 하고 각섬석이 적은 특징을 가진다(Fig. 2a)..
(5) 황해 및 동중국해 북부의 중광물 특성과 기원. 509. Fig. 3. Distribution patterns of heavy minerals in the surface sediments of the Yellow Sea and East China Sea.. 3.2. 석류석과 각섬석의 광물화학 전자현미분석을 통한 화학조성은 현미경을 통해 분. 류된 광물의 감정을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 광물 군(mineral group) 내 광물종(mineral species)의 결.
(6) 510. 구효진 · 이부영 · 조현구. Fig. 4. Calcic amphibole classification diagrams, following Leake et al. (1997) showing the geochemical relationship in each classified area.. 정과 광물군 내 화학조성의 변화를 고찰할 수 있게 해 준다(Morton and Hallsworth, 1999; Eynatten and Gaupp, 1999; Krippner et al., 2014, 2016). 각섬석군 광물은 A, M4, M3, M2 및 M1 자리에 들어가는 양이온의 종류에 따라 매우 다양하게 분류된 다. 각섬석의 일반화학식은 W0-1X2Y5Z8O22(OH)2로 나 타낼 수 있으며, W는 10-12 배위수를 가지는 A 자리 로써 Na와 K가 들어가고, X는 6-8 배위수를 가지는 M4 자리로써 Ca, Na, Mn, Fe, Mg, Li 등이 들어갈 수 있다(Deer et al., 1992). Y는 M1, M2 및 M3 팔면체 자리에 해당되며, Mn, Fe, Mg, Fe, Al, Ti 등 이 들어가며, Z는 사면체 자리로써, Si와 Al이 주로 들어간다. 연구지역에서 산출되는 각섬석은 대부분 A 자리에 주로 Na와 약간의 K가, M4 자리에는 Ca이 대부분을 차지하는 칼슘 각섬석군(calcic amphibole)에 해당된다. 칼슘 각섬석군은 Si, (Na+ + K+), Mg2+/ (Mg2+ + Fe2+), Ti4+의 함량에 따라 파가사이트 (pargasite), 에데나이트(edenite), 처마카이트(tschermakite), 보통각섬석(hornblende), 투각섬석(tremolite), 양기석(actinolite)로 세분화될 수 있으며(Leake et al., 1997), 연구지역의 각섬석들은 보통각섬석 또는 에데나 이트로 확인되었다(Fig. 4). 보통각섬석은 area A를 제외한 모든 지역에서 발견 되며, 에데나이트는 area A, B, C 및 F에서 확인된다 (Fig. 4). Area A의 각섬석은 에데나이트로만 구성되는 반면, Area D와 E는 보통각섬석으로만 구성되며, 이는 잠재적 기원지의 단종 특성을 나타낼 수 있다. 따라서, 황해 동부의 area A와 황해 서부의 area D, E는 서. 로 다른 퇴적물 기원을 가질 것으로 판단된다. 에데나 이트와 보통각섬석이 모두 존재하는 다른 지역들은 여 러 기원의 퇴적물이 혼합되었거나 두 광물이 모두 공 급되는 다른 기원지을 가질 수 있다. 석류석의 일반화학식은 X3Y2Si3O12로 표현되며, 연 구지역의 석류석들은 Y 자리를 Al이 차지하는 파이랄 스파이트군(pyralspite)으로 확인되었다. 파이랄스파이 트군 석류석은 X 자리 내의 양이온을 기반으로 파이 로프(pyrope) (Mg3Al2Si3O12), 알만딘(almandine) (Fe3Al2Si3O12), 스페샤틴(spessartine) (Mn3Al2Si3O12) 및 그로슐라(grossular) (Ca3Al2Si3O12)로 나뉘어질 수 있으며(Deer et al., 1992), (알만딘+스페샤틴)-파이로 프-그로슐라 삼각도표를 이용하여 석류석의 유형을 구 분하였다(Mange and Morton, 2007; Suggate and Hall, 2014) (Fig. 5). 연구지역의 석류석들은 Type A 와 B로 확인되었다. Type A 석류석들은 주로 고변성 퇴적기원의 변성암(백립암상)과 카노카이트(charnockite) 에서 기원되며, 일부 중성-산성 화성암에서 유래하기도 한다(Sabeen et al., 2002; Morton et al., 2005). Type B 석류석은 Type Bi과 Bii로 구분되어지며, Type Bi은 중성-산성의 화성암 기원, Type Bii는 변성 퇴적기원에서 유래된다(Morton et al., 2005). 연구지역 석류석은 크게 2가지의 유형으로 나타난다; (1) Type A 석류석이 풍부한 지역; area A, B, D, E, (2) Type B 석류석이 풍부한 지역; area C, F (Fig. 6). 석류석 분석 결과는 연구지역의 북부에 Type A 석류석이 풍부하고 남부에 Type B 석류석이 풍부한 것을 보여주었으며, 각 지역이 서로 다른 기원지를 가.
(7) 황해 및 동중국해 북부의 중광물 특성과 기원. 511. Fig. 5. Garnet ternary plot, following Mange and Morton (2007). Type A: mainly from high-grade granulite-facies metasedimentary rocks or charnockites and intermediate felsic igneous rocks, Type B (B + B ): amphibolite-facies metasedimentary rocks, Type Bi: intermediate to felsic igneous rocks, Type Ci: mainly from high-grade mafic rocks, Type Cii: ultramafic rocks with high Mg (pyroxenites and peridotites), Type D: metasomatic rocks, very low-grade metamafic rocks, and ultrahigh-temperature, metamorphosed, calc-silicate granulites. Alm = almandine, Sps = spessartine, Grs = grossular, Prp = pyrope. i. ii. Fig. 6. (a) Distribution pattern of the heavy mineral stability index in the South Yellow Sea and northern East China Sea. (b) Sample locations where monazite was observed.. 지는 것으로 해석될 수 있다. 양쯔강 퇴적물의 석류석 은 높은 Fe2+ + Mn2+ 함량을 가지고 낮은 Mg2+를 포함하는 것으로 알려져 있으며(Wang et al., 2015), area C와 F의 Type B 석류석의 기원지가 될 수 있 다. 각섬석의 결과에서 area C와 F는 에데나이트와 보 통각섬석을 모두 가지는데, 이러한 특징 또한 양쯔강 퇴적물로부터 공급된 것으로 판단된다. 황하 퇴적물의 석류석들은 높은 Mg2+와 상대적으로. 낮은 Fe2+ + Mn2+를 가지며(Wang et al., 2015), 한반도의 서부 강들에서는 대체로 알만딘이 풍부한 것 으로 알려져 있지만, 화학조성은 분명하지 않다(Chi et al., 2000; Lee et al., 2004). 그러나, 각섬석의 결과 와 퇴적 위치와 하천 사이의 거리를 고려하면, area A 와 B의 석류석은 인접한 한국강들로부터 유래되고, area D와 E의 석류석들은 황하로부터 공급되었을 것 으로 고려될 수 있다. 하지만, Area B는 에데나이트만.
(8) 512. 구효진 · 이부영 · 조현구. 확인된 area A와 달리 에데나이트와 보통각섬석 모두 확인되었으며, 이는 두 지역의 퇴적물 기원이 다르거 나 Area B로 유입되는 추가적인 퇴적물 기원이 존재 함을 나타낸다. 3.3. 조립질 퇴적물의 기원지와 퇴적환경 황해의 사질 퇴적체들은 해수면 상승동안 해침과 조 석 과정에 의해 주로 형성되었으며, 현재까지 강한 조 류에 의한 재동이 이루어지고 있다(Yang, 1989; Jin and Chough, 1998; Chen et al., 2003; Park et al., 2006; Cummings et al., 2016). 안정성 지수(stability index)는 풍화에 강한 중광물(석류석, 저어콘, 스핀, 금 홍석)의 합을 풍화에 약한 중광물(녹염석, 각섬석, 인회 석)의 합으로 나눈 값으로, 연구지역으로 유입된 퇴적 물의 수력학적 과정을 통한 재동의 범위를 반영할 수 있다(Meng et al., 2016; Qin et al., 2018) (Fig. 6a). 높은 안정성 지수는 풍화에 안정적인 광물 및 사질 퇴 적물의 분포와 일치하며, 더 강한 수력학적 과정을 겪 었음을 나타낸다(Figs. 3 and 6a). Area A는 대표적인 해퇴에 의한 사질 퇴적체로 최 후빙기극대기 이후 해수면의 상승과 함께 형성되었으 며, 강한 조석의 영향을 받고 있다(Cummings et al., 2016). Area A의 중광물 특성은 과거 해퇴 시기에 한 반도 서부 강들로부터 공급된 조립질 퇴적물의 특성을 나타낼 수 있으며, 조류로 인한 재동으로 인해 높은 안정성 지수와 풍화에 강한 광물들이 풍부하다(Table 1). 이러한 결과는 황해의 동부 지역이 서부와 비교하여. 풍화에 강한 광물들이 풍부하다는 기존 연구 결과들과 일치한다(Lee et al., 2016; Qin et al., 2018). 황해 서부에서 풍화에 약한 각섬석, 녹염석 등이 풍부한 이 유는 황하로부터 공급된 퇴적물들이 산동반도의 연안 을 따라 공급되기 때문이며(Qin et al., 2018), 이러한 이유로 인접한 area A와 D의 중광물 특성이 차이를 보이는 것으로 판단된다(Table 1). Area B 또한 한반 도 기원 퇴적물로 유추되었으나, area A와 달리 모나 자이트를 포함한다(Fig. 6b). 모나자이트는 한반도 서해 안을 따라 존재하는 사광상과 밀접한 연관을 가질 수 있으며, 궁극적인 공급원은 호남지역에 분포하는 복운 모화강암과 화강편마암으로 보고된 바 있다(Park and Lee, 1968; Choi, 1982; Lee et al., 1997; Kahng, 2003). 그러므로, 모나자이트는 한반도 남서부 강 기원 의 지시자로서 고려될 수 있다(Fig. 6b). 황해 동부에 서 남향 또는 남서향으로 우세한 조류와 강한 연안류 는 한반도에서 공급된 퇴적물들이 주로 남쪽으로 이동 하게 만들었을 것이며(Park and Lee, 1994; Kang et al., 2002), area A와 B 사이의 중광물 특성 차이를 발생시켰다. Area D와 E는 대체로 유사한 중광물 특성을 나타 내며(Table 1), 인접한 황하로부터 퇴적물을 공급받은 것으로 판단된다(Qin et al., 2018). 현재 황하 퇴적물 들은 연안류를 따라 남쪽으로 이동되지만, 대부분의 조 립질 퇴적물들은 발해만(Bohai Bay)에 퇴적되고 있으 며 area D와 E에는 세립질 퇴적물만이 공급된다(Lim et al., 2015; Koo et al., 2018). 두 지역의 가장 큰. Table 1. Summary of the heavy mineral compositions, heavy mineral indices, and mineral chemistry in each classified area Location Classified area n Epidote Amphibole Garnet Zircon Mineral composition Sphene Rutile Apatite Monazite GZi Heavy mineral RuZi index Stability index Garnet Mineral chemistry Amphibole. Eastern Yellow Sea East China Sea Western Yellow Sea A B C D E F 10 39 36 4 7 6 40.5 33.2 35.3 39.9 32.6 31.1 17.0 34.0 39.7 28.5 35.6 27.9 13.3 7.9 7.7 13.1 10.8 8.9 10.1 10.2 2.9 3.2 3.8 14.5 7.4 8.4 4.2 4.5 7.6 7.5 9.6 3.3 4.2 8.4 5.3 6.6 2.2 2.2 6.0 2.6 4.3 3.7 n.d. 0.6 n.d. n.d. n.d. n.d. 57.1 50.7 75.6 83.1 73.2 39.8 47.3 31.4 64.8 77.9 64.3 28.9 60.9 43.4 24.8 42.2 40.5 64.2 Type A Type A Type Bi, Bii Type A Type A Type Bi Ed, Ed, Ed, Only Ed (Mg, Fe)Hbl (Mg, Fe)Hbl (Mg, Fe)Hbl (Mg, Fe)Hbl (Mg, Fe)Hbl * n.d., not detected. Ed; edenite, Hbl; hornblende.
(9) 황해 및 동중국해 북부의 중광물 특성과 기원. 차이는 녹염석과 각섬석의 함량, 안정성 지수에서 나 타난다(Fig. 3). 녹염석과 각섬석은 황하에서 풍부하며, 비교적 먼 거리를 이동할 수 있는 것으로 보고되었다 (Pan et al., 2016). 녹염석은 황하로부터 나온 세립질 퇴적물들과 함께 공급되어 산동 반도의 연안을 따라 풍부하며, 각섬석은 더 먼 거리를 이동할 수 있다(Pan et al., 2016; Qin et al., 2018). 따라서, area D와 E의 중광물 조성은 고황하로부터의 퇴적과 현재 세립질 퇴적물과 함께 공급되는 녹염석 및 각섬석의 특징을 나타내고, 이 차이는 황하와의 거리에 의해 발생된다. Area F는 해수면 상승과 함께 형성된 고양쯔강 퇴 적체로, 현재는 양쯔강 퇴적물들이 강한 연안류에 의 해 주로 남쪽으로 이동되기 때문에 제한된 퇴적물만이 공급되고 있다(Lim et al., 2015; Koo et al., 2018). Area F의 중광물 조성과 광물화학 결과는 황해 북부와 크게 달랐으며(Table 1), 이는 과거 해퇴 시기에 퇴적 된 양쯔강 퇴적물의 특성으로 판단된다. 또한, 제한된 퇴적물의 공급과 강한 조류는 퇴적물의 지속적인 재동 을 발생시켰고, 연구지역에서 가장 높은 안정성 지수 로 나타난다(Fig. 6a). 동중국해 북부에 위치하는 area C는 양쯔강 기원의 area F와 유사한 특징을 보였다. 반면, 인접한 area B 와는 다른 특성들을 나타냈으며(Table 1), 이는 황해남 동니질대와 제주남서니질대의 중광물 조성과 기원이 다 를 것이라고 보고한 기존 결과와 일치한다(Koo et al,. 2018). 현재 area C로 조립질 퇴적물을 직접 공급할 수 있는 강들은 없는 것으로 판단되며, 중광물 특성은 해수면이 현재보다 낮은 시기에 공급된 퇴적물의 특성 을 나타낼 수 있다. 최후빙기극대기 시기, 해수면의 하 강은 동중국해 대륙붕의 노출을 발생시켰으며(Saito et al., 1998; Xu et al., 2014), 이 시기 황하와 양쯔강 의 고하구(paleo-river mouth)는 동중국해 북부에 위치 하였다(Yoo et al., 2016). 해수면 상승에 따라 고하구 들은 빠르게 해퇴하며 area C에 사질 퇴적체를 형성시 켰으며, 아마도 황하와 양쯔강의 해퇴 속도 차이에 의 해 양쯔강 기원의 퇴적물들이 풍부한 것으로 판단될 수 있다. 또한, area C는 안정성 지수 값이 매우 낮으 며, 이는 다량의 인회석으로 인한 결과이다(Fig. 6a). 인회석은 일반적으로 화학적 풍화에 불안정하므로 (Bateman and Catt, 1985; Morton and Hallsworth, 1999), area C 퇴적 당시 육상환경에서의 화학적 풍화 가 현재보다 약했음을 지시하고, 이는 area C의 퇴적 시기가 최후빙기극대기와 가까운 시기임을 나타낸다.. 4. 결. 513. 론. 이번 연구의 주요 목적은 황해와 동중국해 북부의 중광물 분포를 파악하고 광물화학 데이터를 기반으로 조립질 퇴적물의 기원지를 결정하는 것이다. 주요 결 과는 다음과 같다. (1) 연구지역에서는 8종의 중광물이 확인되었다; 녹 염석(34.7 %), 각섬석(33.9 %), 석류석(8.8 %), 저어 콘(7.2 %), 스핀(6.6 %), 금홍석(4.8 %), 인회석(3.8 %), 모나자이트(0.2 %). 연구지역은 중광물의 분포와 퇴적 물 특성을 기반으로 6개의 지역(areas A-F)으로 구분 되었다. (2) 연구지역의 각섬석은 칼슘 각섬석군의 에데나이 트와 보통각섬석으로 분류되었으며, 석류석은 주로 파 이랄스파이트군의 알만딘으로 확인되었다. 중광물 조성 과 광물화학 결과는 구분된 6개의 지역에서 뚜렷한 차 이를 보였으며, 기원지와 퇴적환경을 결정하는데 이용 되었다. (3) 구분된 6개의 지역은 대체로 인접한 강의 기원 으로 판단되었다. 황해 동부의 area A와 B는 한반도 기원의 퇴적물로 판단되며, 두 지역의 중광물 특성 차 이는 조류와 연안류에 의해 나타난다. 황해 서부의 area D와 E는 황하 기원 퇴적물의 특성을 보이며, area F는 양쯔강 기원으로 판단되었다. 동중국해 북부 의 area C는 양쯔강 기원의 중광물 특성을 보이며, 해 수면 상승 시기에 황하와 양쯔강의 해퇴 속도 차이에 의한 것으로 판단된다.. 사. 사. 이 연구는 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단(기 초연구사업, 2017R1D1A1B 03027818, 최후빙기극대기 이후 한반도 주변 고환경 변화 연구; 광물학적인 방법) 의 지원을 받아 수행되었습니다. 부족한 원고를 세밀 하게 심사하시고 문제점을 지적하여 주신 심사위원님 들께 감사드립니다.. References Bateman, R.M. and Catt, J.A. (1985) Modification of heavy mineral assemblages in English coversands by acid pedochemical weathering. Catena, v.12, p.1-21. Berné, S., Vagner, P., Guighard, F., Lericolais, G., Liu, Z., Trentesaux, A., Yin, P. and Yi, H.I. (2002) Pleistocene forced regressions and tidal sand ridges in the East.
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수치
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