제4기 후기 동안 동해 울릉분지 퇴적물내 원소 함량 특성과 기원지 연구

엄인권,최만식,신형선,Um, In-Kwon,Choi, Man-Sik,Shin, Hyung-Sun 한국해양학회 2009 바다 Vol.14 No.2

동해 울릉분지 퇴적물의 원소 함량 특성과 제4기 후기 동안의 퇴적물 기원 변화를 파악하기 위해 남.서쪽 사면을 포함한 울릉분지에서 총 3개의 주상시료를 채취하여 주요원소 및 미량원소를 분석하였다. 울릉분지 퇴적물을 황해와 남해 퇴적물과 비교하면 주요원소는 함량 범위가 유사하였으나 미량원소 함량의 경우 해역별로 큰 차이를 보였고, 조사지역인 울릉분지 내에서도 큰 차이를 보였다. 울릉분지 서쪽사면(WS) 퇴적물에서는 Mo의 함량이, 분지평원(Basin) 퇴적물에서는 Zr, Nb, Hf, 그리고 Ta의 함량이 다른 지역에 비해 상대적으로 높게 나타났으며, 남쪽사면(SS) 퇴적물에서는 Ca와 Cs의 함량이 높은 특징을 보였다. 분석된 원소들 중 생물기원이나 자생 및 속성기원의 영향을 받지 않은 것으로 판단되는 원소(K, Ti, Cs, Zr, Nb, Hf 및 Ta)들은 원소/Al 비율 크기와 수직적 변화를 기준으로 3가지 형태로 구분되었다. 첫 번째는 모든 주상시료에서 유사한 비율을 보이며 수직적인 변화가 크지 않은 원소(K, Ti), 두 번째는 서쪽사면(WS)과 남쪽사면(SS) 퇴적물에서 차이를 보이는 원소(Cs), 그리고 분지평원(Basin) 퇴적물에서 사면 퇴적물보다 상대적으로 높은 비를 보이는 원소(Zr, Nb, Hf, La)이다. 이들 분포형태별 원소들의 특성에 근거할 때 울릉분지의 분지평원(Basin) 퇴적물은 퇴적시기에 따라 기원이 변화된 것으로 해석될 수 있다. 분지평원(Basin) 퇴적물은 해수면이 상대적으로 낮은 약 $10,000{\sim}7,000\;yr$ BP 동안 서쪽사면(WS) 퇴적물과 화산재가 혼합된 특징을 보였으며, 7,000 yr BP 이후는 남쪽사면(SS) 퇴적물과 화산재가 혼합된 특징을 나타내었다. 이러한 결과는 기존에 연구된 대마난류의 동해 유입시기와 매우 유사한 결과로, 해수면 상승에 의한 울릉분지의 퇴적환경변화에 의한 것으로 해석된다. Major and trace elements were analyzed in three core sediments to investigate geochemical characteristics of East Sea sediments and provenance changes during late Quaternary in Ulleung Basin. Comparing with Yellow and South Sea sediments, contents of major elements were generally similar while contents of trace elements were significantly different. Furthermore, within this basin, there were some variabilities in trace element compositions. In the western slope sediments (WS), Mo was enriched over 6 times as much as other sites. On the other hand, Zr, Nb, Hf and Ta were enriched in basin sediments (Basin), and Ca and Cs were enriched in southern slope sediments (SS). After excluding elements derived from biogenic, authigenic and diagenetic origins, the lithogenic elements (K, Ti, Cs, Zr, Nb, Hf and Ta) could be classified into three groups from the comparison of element/Al ratios among cores. The first group consisted of elements (K and Ti) that showed the nearly similar element/Al ratios among three cores. The second group contained Cs which showed significant difference between two slope sediments. The third group elements (Zr, Nb, Hf and Ta) showed highly enriched in basin relative to both slope areas. The depth profiles of metal/Al ratios in basin sediments provided the following interpretation for the compositions of sediment and their variation. From 10,000 yr B.P. to 7,000 yr B.P. two lithogenic components (volcanic ashes and western slope sediments) were mixed and deposited in the basin. After 7,000 yr B.P., however, southern slope sediments were mixed with volcanic ashes and deposited in basin area. This event of source change is nearly close to inflow period of the Tsushima Warm Current to Ulleung Basin. Thus, it might be suggested that element geochemistry in Ulleung basin sediment indicate the change of current system in the study area.

우리나라 관할해역 해저지질도 작성 역사 및 미래

엄인권(In Kwon Um),김성필(Seong-Pil Kim),박장준(Jang-Jun Bahk) 대한지질학회 2018 대한지질학회 학술대회 Vol.2018 No.10

논문 : 통가열도 해저화산 표층 퇴적물 내 열수변질의 화학적 특성

엄인권 ( In Kwon Um ),천종화 ( Jong Hwa Chun ),최헌수 ( Hun Soo Choi ),최만식 ( Man Sik Choi ) 한국광물학회 2013 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.26 No.4

통가열도 내 우리나라 해저열수광상 독점 탐사지역에 위치하는 5개 해저화산(TA12, TA19, TA22, TA25, TA26) 주변 표층 퇴적물의 열수변질 여부를 규명하고, 열수변질 특성을 확인하기 위하여 각 해저화산에서 채취된 29개의 표층 퇴적물에 대해 미량 원소와 희토류 원소 분석을 실시하였다. 분석 결과 TA12, TA19, TA22 해저화산에서는 열수에 의한 퇴적물의 변질작용이 없거나 매우 적은 것으로 나타났으며, TA25와 TA26 해저화산의 일부 지역은 현재에도 열수의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 열수의 영향이 있는 해저화산 사이에도 부화된 미량 원소의 종류에 차이가 있는데, TA25 해저화산의 경우 주로 Ni, Cu, Sn, Zn, Pb, Cr, Cd, Sb, W, Ba, Ta, Rb, Sr, As가, TA26 해저화 산에서는 주로 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, Sb, Ba, Rb, Sr이 부화되어 있다. 미량 원소의 부화가 확인된 지역은 희토류 원소의 부화도 관찰된다. 상부지각 희토류 원소 농도로 표준화된 희토류 원소의 분포형태는 가벼운 희토류 원소(LREE)가 매우 낮고 중간 희토류 원소(MREE)에서 무거운 희토류 원소(HREE)로 갈수록 증가하는 형태를 보이며, TA25와 TA26 해저화산의 일부 정점에서 Eu의 부화가 확인된다. 또한 TA26 해저화산의 일부 정점에서 Ce이 부화가 관찰되었는데, 이는 주변지역에서 채취된 열수 내희토류 원소의 높은 Ce분포형태와 매우 유사하다. 또한 TA25와 TA26 해저화산은 부화된 원소의 특징이 다르게 나타나는데, TA25 해저화산에서는 Cu를 포함한 미량 원소가, TA26 해저화산에서는 Ce와 Eu를 포함한 희토류 원소가 우세하게 부화되어 있는 것으로 나타났다. 조사결과 나타난 각 해저화산 표층 퇴적물 내 부화된 미량 원소 및 희토류 원소의 종류와 농도는 차후 통가열도 지역의 열수광상 탐사시에 지역적인 열수변질의 지시자로써 유용하게 활용될 것으로 판단된다. We analyzed 29 surface sediment samples in five submarine volcanoes (TA12, TA19, TA22, TA25, and TA26) located in the southern part of the Tonga arc for trace elements and rare earth elements to investigate characteristics of the hydrothermal alteration of surface sediments. Based on analytical results of trace element and rare earth element (REE), surface sediments of TA12, TA19, and TA22 submarine volcanoes, which are located in the northern part of the study area, were very little or not influenced by hydrothermal fluids. In contrast, some stations of TA25 and TA26 submarine volcanoes were strongly affected by hydrothermal fluids. However, these two submarine volcanoes showed different features in element concentration in the sediments. Some stations of TA25 submarine volcano showed enrichment of Ni, Cu, Sn, Zn, Pb, Cr, Cd, Sb, W, Ba, Ta, Rb, Sr, and As, however, those of TA26 submarine volcano showed enrichment of Sn, Zn, Pb, Cd, Sb, Ba, Rb, and Sr. Stations which enriched trace elements were observed, enriched REEs were also observed. Average upper continental crust (UCC)-normalized REE patterns of the surface sediments generally showed low light REE (LREE) abundances and increased heavy REE (HREE) abundances. Eu enrichment was identified at several stations of TA25 and TA26 submarine volcanoes. In addition, enrichment of Ce was found at some stations of TA26 submarine volcano and these enrichment patterns were similar with hydrothermal fluid of near stations. Furthermore, TA25 and TA26 submarine volcanoes showed different enrichment characteristics of trace elements and REE. Trace elements were concentrated at TA25 submarine volcano. TA26 submarine volcano, on the other hand, observed highly enrichment of REE especially, Eu and Ce. As a result of the investigation, the characteristics and concentrations of REEs and trace elements in the surface sediments of each submarine volcano can be applied to identify hydrothermal alteration of sediments during exploration for hydrothermal deposits.

XRF 코어스캐너를 이용한 북동태평양 퇴적물 내 원소의 고해상분석

엄인권 ( In Kwon Um ),김지훈 ( Ji Hoon Kim ),남승일 ( Seung Il Nam ),최현수 ( Hun Soo Choi ),박옥분 ( Ok Boon Park ) 韓國鑛物學會 2009 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.22 No.2

통가열도 TA 25 해저산의 열수변질

조현구 ( Hyen Goo Cho ),김동호 ( Dong Ho Kim ),구효진 ( Hyo Jin Koo ),엄인권 ( In Kwon Um ),최헌수 ( Hun Soo Choi ) 한국광물학회 2014 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.27 No.4

우리나라는 2008년부터 심해저 광물자원 확보를 위하여 남서태평양 통가국 EEZ 내 Tofua arc의 해저 화산열도에서 해저열수광상에 관한 조사를 지속적으로 수행하고 있다. 통가국 라우분지 TA25 해저산에서 해저 열수 활동에 의하여 형성된 광물들의 특성과 분포를 규명하기 위하여 X선회절분석, 주사전자현미경 관찰, X선형광분석과 유도결합 플라즈마 방출분광분석을 실시하였다. 연구에 사용된 시료는 TA 25 해저산 주변에서 채취된 7개의 코어 시료와 9개의 해저퇴적물 시료이다. 열수분출구 모든 지역에서 중정석, 섬아연석, 클리노클레이스 등이 존재하고, 열수분출구 A 지역에는 석고, 스멕타이트 및 카올린 광물, 열수분출구 B와 C 지역에는 스멕타이트, 카올린 광물, 황동석과 황철석, 열수분출구 D 지역에는 석고, 황동석, 황철석, 침철석 등이 분포한다. 점토부분에 대한 분석 결과 칼데라 중심부 지역을 제외한 모든 지역에서 스멕타이트와 소량의 카올리나이트가 포함되어 있는 것으로 보아 이질변질작용에 해당하는 열수변질이 있었음을 알 수 있다. 열수분출구 B, C, D 지역은 여러가지 종류의 황화광물과 비소화광물이 존재한다. 광물조성, 주성분과 미량성분 분석 결과로 판단할 때 열수분출구 B, C, D 지역이 비교적 강한 고온의 열수변질작용, 열수분출구 A와 칼데라 중심부 지역은 열수의 영향을 적게 받았거나 저온의 열수변질작용을 받은 것으로 판단된다. 추후 열수광상 탐사는 열수분출구 B, C, D 지역에서 수행되어야 할 것으로 여겨진다. government has consistently investigated the development of economic mineral deposits in the Tofua volcanic arc, Tonga since 2008 for the secure of sea floor mineral resources. We studied the composition and distribution of minerals formed by hydrothermal activity around TA 25 seamounts of the Tofua volcanic arc, Lau Basin, Tonga, using X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy, X-ray fluorescence spectrometry, and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. We used 7 core samples and 9 surface sediment samples. Barite, sphalerite, and clinoclase are present in the most volcanic vent area. Gypsum, smectite, and kaolin mineral are distributed in vent A area, chalcopyrite, pyrite, smectite, and kaolin mineral are in vent B and C area, and gypsum, chalcopyrite, pyrite, and goethite are in vent D area. From the study of clay fraction, smectite and few kaolinite are detected in the most studied area except inner part of caldera, which suggest that argillic alteration are dominant in the volcanic vent areas. Various sulfide or arsenide minerals were found in the hydrothermal vent B, C, and D. The mineralogy and geochemistry suggest higher hydrothermal activities in volcanic vent B, C, and D compared to vent A and inner caldera area. Therefore higher probabilities of massive sulfide deposits may occur in hydrothermal vent B, C, and D.

통가국 라우분지 TA 26 해저산의 열수변질작용

조현구 ( Hyen Goo Cho ),김영호 ( Young Ho Kim ),엄인권 ( In Kwon Um ),최헌수 ( Hunsoo Choi ) 한국광물학회 2012 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.25 No.4

통가국 라우분지(Lau Basin)의 해저열수광상 개발을 위한 해저열수광상 분포 및 산상에 관한 특성을 규명하기 위하여 X선 회절분석을 통하여 해저열수광상 해저퇴적물 및 열수변질대의 광물조성을 연구하였다. 연구에 사용된 시료는 TA 26 해저산 주변에서 채취된 코어 시료, 기반암 및 해저퇴적물 시료이고, 벌크 시료와 점토 부분을 분리한 정방위 시료를 제작하여 X선 회절분석을 실시하였다. TA26 해저산에서 채취된 기반암은 대부분 사장석과 석영으로 이루어져 있는 데 반하여, 표층퇴적물은 대부분 카올린광물과 스멕타이트로 구성되어 있다. 열수구 퇴적물은 대부분 석고, 중정석, 섬아연석, 황철석 등 황산염광물과 황화광물로 구성된다. 기반암과 해저퇴적물의 광물조성으로 미루어 보아, TA26 해저산의 열수광화대는 주변에 스멕타이트 또는 카올린광물을 형성시키는 정도의 이질변질작용을 일으켰음을 알 수 있다. MC08H-06 시추 코어 시료는 상부는 비변질대, 하부는 스멕타이트와 카올린광물로 구성된 이질변질대에 해당한다. 다양한 황화광물과 황산염 광물의 존재, 이질변질작용에 해당하는 열수변질대의 존재는 TA 26 해저산 내에 해저열수광상이 존재하고 있음을 지시하는 것으로 판단된다. We have researched the distribution and characteristics of seafloor hydrothermal deposits for the development of economic mineral deposits in the Lau Basin, Tonga since 2009. In this study, we interpreted hydrothermal alteration around TA 26 seamounts of the Tofua volcanic arc using X-ray diffraction analysis for bulk sample and preferred-oriented specimen of clay fraction. We used 2 core samples and several surface samples. Plagioclase and quartz are dominant mineral in the basement rock, whereas kaolin mineral and smectite are superior in marine surface sediments. Especially sulfate and sulfide minerals such as gypsum, barite, sphalerite, and pyrite are predominant in the vent sediments. When we compare the mineral composition between basement rock and sea surface sediments, argillic alteration zone composed of kaolin mineral and smectite could be produced by hydrothermal fluids. Based on the downcore variation of mineral assemblages, most portion of MC08H-06 core could be interpreted as argillic alteration zone composed of kaolin mineral and smectite except top 2 cm area.Various sulfate or sulfide minerals and argillic alteration zone suggest a high probability of massive sulfide deposits in the seafloor of the TA 26 seamount.

한국 서해 천수만 선현세 간월도 퇴적층의 퇴적환경

정회수,엄인권,임동일,Jung, Hoi-Soo,Um, In-Kwon,Lim, Dong-Il 한국해양학회 2002 바다 Vol.7 No.1

한국 서해 천수만 조간대 퇴적체는 약 20m 두께에 달하며, 지난 빙하기동안 노출되어 형성된 부정합면을 경계로 상위의 현세 조간대 퇴적층(Unit M1)과 하위의 후기 플라이스토세 간월도층(Unit M2)으로 구성된다. 퇴적단위 M1은 간월도층을 하부층으로하는 부정합면 위로 니질의 상부 조간대층과 사니질 또는 니사질의 혼합 조간대층이 순차적으로 발달하는 상향조립화의 해침층서를 갖는다. 퇴적단위 M2 퇴적층은 그 두께가 약 14 m에 이르며, 퇴적후 노출에 의한 풍화의 정도에 따라 상부 산화대층과 하부의 비산화대층으로 구분된다. 전반적으로 퇴적물은 니질 또는 사니질 입자로 구성되며, 조수 리듬 퇴적구조, 플라저층리, 엽층리, 게 구멍 화석, 천해성 와편모조류 등과 같은 조수퇴적 기원의 증거들을 함유하고 있다. 이러한 결과들은 퇴적단위 M2의 간월도 퇴적층이 상대적으로 해수면이 높았던 선현세 간빙기 동안 퇴적된 조간대 퇴적층임을 지시한다. 한편, 퇴적단위 M2의 상부 3${\sim}$4 m는 퇴적 후 초기현세까지 계속되는 저해수면 동안 대기중에 노출되어 풍화 및 산화작용으로 인하여 퇴적물의 특성이 변질된 층으로 해석되며, 이는 서해 연안 퇴적층에서 현세와 선현세를 구분해주는 뚜렷한 층서적 건층으로 제시된다. The late Quaternary deposit of Cheonsu Bay, up to 20 m in thickness above the Jurassic granite basement, consists of two sedimentary units: an upper Holocene mud and sandy mud deposit (Unit M1), and a lower late Pleistocene sand and mud deposit (Unit M2; 'Kanweoldo Deposit&apos). Unit M1 is a typical Holocene tidal-flat deposit of Cheonsu Bay, showing a coarsening upward, retrogradational facies trend. This retrograding facies trend is probably due to a relative low sedimentation rate during Holocene transgression. Overlain unconformably by Unit M1, Unit M2 deposit reaches up to 14 m in thickness and is mainly composed of muddy sediment with yellow to gray color. This unit is characterized by a variety of tide-influenced signatures such as rhythmic bedding, flaser bedding, crab burrow fossil, marine dinoflagellate assemblage and authigenic glauconite mineral, indicating very similar depositional environment to those of Unit M1 deposit. It suggests that Unit M2 was probably accumulated under the tidal-flat environment during a pre-Holocene sea-level highstand. In particular, the uppermost 3-4 m of Unit M2 appears to have undergone subaerial exposure and subsequent weathering during the sea-level lowstand after deposition. Therefore, stratigraphic unconformity between Holocene and late Pleistocene sediments is highlighted by the desiccated and weathered surface of Unit M2.

관할해역 지화학도 작성

송윤호(Yunho Song),엄인권(In Kwon Um),박장준(ang Jun Bahk) 대한지질학회 2016 대한지질학회 학술대회 Vol.2016 No.10

해저지질도 정보 시스템(KOMM) 소개 및 자료 구축 현황

김소라(So Ra Kim),엄인권(In Kwon Um),이광수(Gwang-Soo Lee),박장준(Jang-Joon Bahk),정자헌(Ja-Hun Jung) 대한지질학회 2017 대한지질학회 학술대회 Vol.2017 No.10

가스하이드레이트사업의 환경 영향 연구에 사용될 장기간 해저면모니터링 시스템 개발

천종화(Jong-Hwa Chun),김유리(Yuri Kim),엄인권(In Kwon Um),강동효(Dong-Hyo Kang),정순홍(Snons Cheong),김정기(Jeong-Ki Kim) 한국신재생에너지학회 2018 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.4