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권창우(Chang Woo Kwon),김현철(Hyeoncheol Kim) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
차귀도는 제주도 서쪽해안에서 약 1 km 떨어진 곳에 위치한 작은 화산섬(약 400×900 m)이다. 차귀도는 서쪽에서 동쪽으로 차귀도, 와도 그리고 당산봉이 선상으로 분포하고 있어 인접 화산체들에서의 화산-마그마 시스템 및 화산발달사를 이해할 수 있는 곳이다. 축척 1대 5천의 정밀지질도 작성결과 차귀도는 11개의 층서(분화) 단위로 구성되며, 산상 및 지층의 자세에 의해 5개의 분화구가 존재하는 것으로 판된된다. 차귀도는 고토양층을 기준으로 크게 동차귀도 화산복합체와 서차귀도 화산복합체로 구분된다. 동차귀도 화산복합체는 아래에서부터 응회환 I, 응회환 II, 그리고 이들을 피복하고 있는 분석구 I 으로 구성된다. 서차귀도 화산복합체는 아래에서부터 응회환 III/분석구 II, 분석구 III, 분석구 IV/현무암 I, 응회환 IV, 현무암 II, 재동된 응회질 퇴적암, 그리고 현무암질조면안산암맥으로 구성된다. 이러한 암상구성은 차귀도가 다수의 수성화산분출과 마그마성 화산분출에 의한 응회환(tuff ring)과 분석구(scoria cone)들이 중첩되어 형성되었음을 지시한다. 동차귀도 화산복합체의 분석구 I 과 서차귀도 화산복합체 현무암 I 의 <SUP>40</SUP>Ar-<SUP>39</SUP>Ar 연령결과는 각각 약 350 ka와 224 ka로 측정되었으며, 이는 차귀도가 서로 다른 시기에 별도의 화산활동에 의해 형성된 화산체가 중첩되어 형성되었음을 지시한다. 또한 차귀도는 인접한 당산봉(<SUP>40</SUP>Ar-<SUP>39</SUP>Ar 연령 약 450 ka)과 와도(<SUP>40</SUP>Ar-<SUP>39</SUP>Ar 연령 약 296 ka)와 서로 다른 시기에 형성되었음을 보여준다. 현재 차귀도-와도-당산봉의 화산-마그마 시스템 특성 및 화산발달사 해석을 위한 응회환들의 화산유리와 화산암들의 지구화학분석을 진행 중이다.
이태호(Tae-Ho Lee),권창우(Chang Woo Kwon),김현철(Hyeoncheol Kim),안웅산(Ung San Ahn),이기욱(Keewook Yi),이신애(Shinae Lee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
한반도에 분포하는 대표적인 화산섬인 제주도의 형성사를 이해하기 위해서는 제주도 화산활동에 관한 연구가 필수적이다. 최근 들어 분석 기술의 발달과 함께 다양한 연대측정 방법을 활용한 제주도의 화산활동 시기를 규명하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 전통적인 화산암 연대측정 방법으로는 화산암 시료를 이용한 K-Ar 및 Ar-Ar 분석법 등과 같이 방사기원동위원소를 활용한 연대측정법 등이 있다. 하지만 비교적 젊은 지질시대인 제4기의 화산활동이 주를 이루는 제주도 화산암체는 상대적으로 긴 반감기를 가진 전통적인 방사기원동위원소 연대측정법을 활용하기에 한계점이 존재한다. 이를 보완할 수 있는 방법으로는 화산암 연대측정과 함께 층서적 선후관계를 명확히 보이는 고토양층을 대상으로 방사성탄소 및 광여기루미네선스(Optically Stimulated Luminescence; 이하 OSL) 연대측정법 등을 활용하는 연구들이 보고되고 있다. 이번 연구에서는 제주도에 분포하는 화산암들내 협재된 고토양층을 대상으로 OSL 연대측정을 수행하였으며, 이와 더불어 고토양층으로부터 분리한 쇄설성 저어콘의 U-Pb 연대측정을 통해 제주도 화산활동 기록을 간접적으로 확인하였다. 또한 한라산 주변에 분포하는 다양한 시대미상의 화산암체를 대상으로 U-Th-Pb과 (U-Th)/He 분석법을 병행하는 저어콘의 이중연대측정(zircon double-dating)을 예정 중이다. OSL 분석결과 한라산 북쪽 오라이동에 위치한 열안지 오름 일대의 한라산 조면현무암 하부 고토양층들로부터 후기 플라이스토세의 퇴적시기가 확인되었다. 또한 이들로부터 분리한 쇄설성 저어콘들의 U-Pb 연대측정 결과 플라이스토세 후기에서 팔레오세초기까지 기 보고된 제주도 화산암 연대를 지시하는 결과와 함께, 고제3기, 백악기, 쥬라기, 트라이아스기 그리고 선캠브리아기까지의 다양한 연령이 확인되었다. 이번 연구결과는 한라산 조면현무암의 분출 시기 해석 및 추후 제주도 기반암 연구에 활용 가능할 것으로 판단된다.
안웅산(Ung San Ahn),권창우(Chang Woo Kwon),전용문(Yongmun Jeon),김현철(Hyeoncheol Kim),정종옥(Jong Ok Jeong),김건기(Keon-Ki Kim) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
제주도 한라산 고지대에는 조면암과 같은 다수의 분화된 암석들이 분포한다. 최근의 지구연대학적 연구에 의하면, 이들 조면암들은 1-2만년의 주기로 반복적으로 분출한 것으로 해석된다. 시기를 달리하여 분출한 조면암들 사이에는 덜 분화된 용암류들이 분포한다. 다수의 조면암(영실, 아흔아홉골, 큰두레왓 등)들은 보다 덜 분화된 조성의 포유암(enclave)들을 가질 뿐만 아니라, 융식구조 및 역누대 구조를 가지는 반정이 관찰되는 등 마그마 재충진의 증거들이 다수 관찰된다. 이는 지각 천부에서의 마그마 재충진과 그에 따른 머쉬 재유동 작용(mush remobilisation)의 가능성을 시사한다.최근 해외의 화산학적 연구사례를 살펴보면, 지각 천부에서의 마그마 작용(예, mush remobilisation, mafic recharge 등)과 같은 다양한 연구 주제들이 활발히 논의되고 있다. 특히, 염기성 마그마의 재충진(mafic recharge)은 그에 수반된 열과 가스로 인해 화산활동을 촉발시키는 주요한 요인으로 주목을 받고 있다. 화산활동의 시간 스케일, 화산 분화 경향과 그에 따른 화산분출 양상 예측 등 국내 화산학자들이 해결해야 할 과제들은 산재해 있다. 국내 화산학 연구는 암석학 및 지화학 분야에서 지속적인 연구가 진행되어 왔고, 최근에는 지진학 분야의 연구도 활발히 진행되고 있다. 하지만, 야외 조사와 야외적 현상을 해석하고, 이를 토대로 지각 천부에서의 마그마 활동을 해석하려는 시도는 상대적으로 적은 편이다. 제주도의 한라산 고지대에는 약 190 ka ~ 2 ka에 걸쳐 주기성을 갖는 화산활동의 기록을 가진 최적의 화산연구지라 판단된다. 미래 화산활동을 예측할 수 있는 실질적 연구결과를 도출하기 위해서는 각 분야별 각개 연구에서 벗어나 보다 긴밀한 다학제간 연구가 필수적일 것이다. 관련 분야의 다학제적 연구를 위해 지질학회 내 화산분과 설립을 제안한다.