한반도 낙동강 하구 퇴적물의 자기 특성 연구 :Magnetic properties of sediments in Nakdong River Delta, Korean peninsular

박종현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박종현 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수: 박용희

발행연도: 2013

저작권: 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수16

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2013

낙동강 퇴적물을 이용한 고환경자기 연구

박종현 , 박용희 대한지질학회 학술대회 2013.10 학술대회자료

한반도 낙동강 하구 퇴적물의 자기 특성 연구

박종현 지구물리학과 2013.01 학위논문

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연속적으로 퇴적된 강이나 호수의 퇴적물들은 지구 자기장의 영년 변화와 고환경 연구에 주된 연구 대상 중 하나이다. 한반도 남동부에 위치한 낙동강 하구의 삼각주는 최후최대빙하기(Last glacial maximum, LGM) 이후 해수면이 상승하면서 육상에서 해양 환경으로 전환되며, 육성기원의 퇴적물이 전진퇴적 작용에 의해 거대한 삼각주를 형성하였다. 따라서 한반도 지역의 홀로세 기간 동안 발생한 고지자기, 고환경 변화에 대한 연구에 적합한 지역이다.
이번 연구에서는 상부에서 약 23 m 깊이까지의 코어(ND-01)로부터 8 cm3의 비자성 플라스틱 박스와 U-channel을 이용하여 총 237 개의 큐브 시료와 305 cm의 U-channel 시료를 획득하였다. 연대 모델은 8 개의 OSL 연대 측정 결과를 바탕으로 완성하였으며, 퇴적률은 약 1.38 ~ 27.78 mm/yr로 계산된다.
깊이에 따른 시료 내 자성 광물들의 함량과 입자크기, 자성광물 종류의 변화를 분석하기 위해 다양한 종류의 자기적 parameter들을 측정하였다. 질량 대자율 (χ)과 ARM (Anhysteretic Remanent Magnetization) 대자율(χARM), 포화등온잔류자화(Saturation Isothermal Remanent Magnetization, SIRM)는 자성광물 함량 지시자로 이용되며, 이들 상호간의 비율 (χARM/χ, χARM/SIRM)은 입자 크기의 변화를 지시한다. 또한, 자성광물 종류를 구별하기 위해 단계별 등온잔류자화 획득 실험을 실시하였다. 자성광물의 함량은 코어의 상부로 향하면서 점차 증가하며, 자기 특성 지시자들은 코어의 15와 18 mbs (m below surface) 깊이에서 급격하게 변화한다. 자기 특성 지시자들의 변화는 퇴적환경의 변화에 매우 민감히 반응함으로, 한반도 지역에서 발생한 고환경 변화에 대한 정보를 제공 할 수 있다.
또한 모든 시료는 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 90 mT의 단계적 교류소자를 실시한 후, 자연잔류자화(Natural Remanent Magnetization, NRM)의 방향과 세기를 측정하였다. 시료의 특성잔류자화(Characteristic Remanent Mag-netization, ChRM)는 주성분 분석법을 이용하여 결정하였다. 추출된 특성잔류자화 성분을 이용하여 연구 지역에서의 고영년 변화 곡선을 획득하였다. 복각의 결과는 한반도 지역의 고영년 변화를 잘 반영하며 주된 변화 특징들이 나타나지만, 편각은 코어의 회전에 의해 정확한 과거 지자기 변화를 복원하지 못 하였다. 또한 NRM의 강도를 표준화한 결과로부터 과거 지구자기장의 상대적인 세기의 변화에 대한 기록을 복원하였다. 획득된 고지자기학적 자료는 다른 고지자기학적 자료들과 비교하여 결과의 신뢰성을 평가하였다. 이는 한반도 지역의 과거 지구자기장의 변화 특성을 이해하고 향후 지자기 변화와 관련된 연구에 대한 중요한 자료로 제공될 것이다.

The continuous lake and river sediments have been one of the major sources in the geomagnetic secular variation and paleoenvironmental studies. The Nakdong River Delta located at southeastern Korean peninsular was converted from a land to the marine environment after a LGM (Last Glacial Maximum) depending on the rise in seawater level, which was formed a large delta by the progradation of terrigenous sediments. Therefore, The Nakdong River Delta is suitable for the study on the paleoenvironmental and paleomagnetic change during the holocene in Korea.
In this study, total of 237 cube samples using non-magnetic plastic cubic boxes (8 cm3) and 305 cm U-channel samples are acquired from the 23 m of drill core (ND-01). Age model was established from a chronology obtained by 8 OSL age dating. The sedimentation rates close to 1.38 ~ 27.78 mm/yr. Various magnetic parameters were measured and analyzed to elucidate the down core variations in concentration, grain size and composition of magnetic minerals in samples. Mass magnetic susceptibility (χ), ARM (Anhysteretic Remanent Magnetization) susceptibility (χARM) and Saturation isothermal remanent magnetization (SIRM) are used as an indicator of magnetic mineral concentration. The interparametric ratios (χARM/χ, χARM/SIRM) are indicators to characterize changes in grain size. In addition, stepwise isothermal remanent magnetization (IRM) acquisition for selected samples were measured to identify the magnetic phase. Magnetic mineral concentration gradually increases upwards in ND-01 core and magnetic proxies (concentration, grain size, phase) convulsively change at depths of 15, 18 mbs (m below surface), respectively. These results can provide information about paleoenvironmental change in Korean peninsular because the variation of magnetic proxies sensitively respond to the depositional environment change.
Also All the samples were stepwisely demagnetized using a three-axis alternating field at 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75, 90 mT and subsequently measured directions and intensity of the natural remanent magnetization (NRM). The characteristic remanent magnetizations (ChRMs) of the samples have been determined from principal component analysis (Kirschvink, 1980). The Paleosecular variation (PSV) curve of the study area was obtained by using the ChRMs component. The result of inclination is well defined and major features (directional lows and highs) are presented in some period though the rotation in declination does not reconstitute correctly. also, the relative paleomagentic intensity records reconstructed from the normalized NRM intensity. In order to test the reliability of paleomagnetic records, the comparison of the directional records was attempted with other paleomagnetic data. This study contributed to understand the features of geomagnetic variation and it will provide important data related to the paleomagnetic studies.

#낙동강 #고영년 #자기특성

Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 연구 지역 및 코어 획득 4
Ⅲ. 기초 이론 7
1. 자성 광물의 입자 크기 7
2. 잔류자화의 종류 7
1) 자연잔류자화 7
2) 인위적 잔류자화 8
3. 자기 특성 지시자 8
1) 자성 광물 함량과 입자 크기 지시자 8
2) 자성 광물의 종류 지시자 10
Ⅳ. 연구 방법 12
1. 연대 모델 12
2. 고지자기 및 광물자기 연구 방법 14
Ⅴ. 연구 결과 17
1. 광물자기학적 특성 측정 결과 17
1) 자성 광물의 함량과 입자 크기 17
2) 자성 광물의 종류 22
2. 고지자기학적 측정 결과 24
1) 한반도 지역의 고지자기 방향 변화 24
2) 한반도 지역의 고지자기 강도 변화 26
Ⅵ. 토의 32
1. 자기 특성 지시자를 이용한 고환경 해석 32
2. 다른 고지자기 결과와의 비교 · 분석 34
Ⅶ. 결론 39

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