韓國 西南海岸 咸平灣의 堆積環境과 層序 = Sedimentary environments and stratigraphy of Hampyong bay, southwestern coast of Korea

국문 초록 (Abstract)

반폐쇄된 조수로형 만을 이루고 있는 한국 서남 해안의 함평만에서 퇴적 환경의 특성 및 만의 변화과정을 규명하기 위해 지형, 조류의 유속 및 유향, 부유물질의 함량, 퇴적물의 조직 특성, 집적율 및 층서 등에 관한 연구를 수행하였다.
함평만은 평균조차 3.2 m의 중조차 환경으로 지형적인 특징에 따라 만 입구, 주조류로 및 조간대로 구분된다. 만 입구는 최대 수심 약 23 m로 매우 협소한 폭과 급경사의 지형을 이루고 있으며, 주조류로는 만 입구로부터 남동 해안을 따라 좁은 폭으로 내만까지 연장되어 있다. 조간대는 주조류로의 가장자리를 중심으로 발달되어 있으며 주조류로와의 관계에 따라 지형적인 특징을 달리한다. 주조류로의 측면에 위치하는 조간대는 고도가 높고 조간대의 발달이 미약하며, 조류로와 조류세곡이 대단히 복잡한 수지상 형태를 보이는 반면, 전면에 위치하는 내측 조간대는 고도가 낮고 조간대의 발달이 양호하며, 상대적으로 조류로와 조류세곡의 발달이 대단히 미약한 단조로운 형태를 보인다. 30년 동안의 항공사진 분석에 의하면 조류로와 조류세곡은 뚜렷한 변화를 보이지 않는다.
함평만의 조류 유속은 낙조시 최대유속이 창조시 최대유속보다 강한 낙조 우세를 보이며, 조류의 유향은 만 입구와 내측 조하대에서 남동∼북서 방향 으로 일정하여 만 내의 조류 순환이 주조류로를 따라 매우 단조롭게 이루어지고 있다. 또한 부유물질의 함량은 만 입구에서는 표층에서 저층으로 갈수록 증가하는 경향을 보이는 반면, 내측 조하대에서는 충간에 뚜렷한 변화를 보이지 않아 이 지역에서 해수의 수직적 혼합이 활발함을 시사한다.
표층퇴적물은 잔자갈에서 점토에 이르기까지 다양한 입도의 퇴적물로 구성되어 있으며 지역적으로 분포 특징을 달리한다. 조립질 퇴적물은 주조류로를 포함한 조하대와 주포류로의 전면 내측 조간대에 우세하게 분포하며, 세립질 퇴적물은 주조류로의 측면 조간대에 주로 분포한다. 조립질 퇴적물은 함평만 주변에 광범위하게 노출되어 있는 화강암질편마암과 편마상화강암, 화산암류의 풍화산물로서 밑짐의 형태로 이동되어 집적된 반면, 니질퇴적물은 대륙붕과 서해안의 여러 강을 통해 공급된 니질퇴적물이 연안역에 집적된 후 주로 동계의 강한 북서계절풍에 의해 재동되어 부유상태로 이동되어 집적된 것으로 생각된다.
이와 같은 퇴적학적 특성을 종합해 볼 때 함평만의 표층퇴적상은 만 입구의 사질 및 역질 퇴적상, 내만역의 역사질니 퇴적상, 조간대의 역니질사 퇴적상, 조간대의 니질퇴적상, 조간대의 사질퇴적상 등 5개 퇴적상으로 분류된다.
조간대의 연평균 집적율은 주조류로의 측면 니질조간대에서 평균 -25.9 mm/yr, 주조류로의 전면 혼합조간대에서 평균 -0.1 mm/yr로 평균 -13.0 mm/yr의 집적율을 보인다. 니질조간대에서는 만조선에서 간조선 방향으로 갈수록 침식율이 증가하는 반면, 혼합조간대에서는 지형적인 특징에 따라 침식과 퇴적이 교호되어 대적율에 일어서는 뚜렷한 변화를 보이지 않는다. 주조류로의 측면 조간대에서는 겨울에 니질퇴적물이 집적되어 평균입도가 세립해지고 여름에는 겨울의 니질층이 제거되어 평균입도가 조립해진다. 그러나 주조류로의 전면 조간대에서는 여름에 니질퇴적물이 집적되어 평균입도가 세립해지고 겨울에는 여름의 니질층이 제거되어 평균입도가 조립해지는 계절적 변화에 의하여 주조류로의 측면 조간대와 상반된 경향을 나타낸다.
함평만의 현세 조간대층은 선현세의 산화대층을 하부층으로 하는 부정합면 위에 니질퇴적층이 놓이고, 그 위에 역질사 또는 역니질사 퇴적층이 위치하는 상향조립의 해침층후이다. 또한 현세 니질퇴적층은 부분적으로 산화된 특징을 보여 현세 동안에도 해수면의 소폭 하강 또는 지반의 소폭 융기 가능성이 있는 것으로 생각된다. 하부의 선현세 산화대 층은 황갈색 또는 갈색의 반고화된 니질퇴적층으로 수평적으로 좋은 연장성을 가지고 분포한다. 산화대층은 게와 다모류 등에 의해 형성되는 것으로 추정되는 생흔구조, 저에너지 환경임을 지시하는 평행엽층리, 그리고 현세 조간대층으로 추정되는 상부의 니질층과 유사한 입도 분포와 퇴적구조를 가지는 점으로 보아, 본 산화대층은 조간대 퇴적층으로 선현세 빙하기 동안 대기 중에 노출되었음을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

For depositional environments and evolution of Hampyong Bat, which is a typical tide-inlet bay, semi-enclosed by land in the southwestern coast of Korea, a study on the morphology, sedimentology and stratigraphy were carried out.
Hampyong Bay is morphologically divided into bay-mouth, main tidal channel, and intertidal flat. The bay-mouth is narrow and deep up to 23 m. The main tidal channel is narrow, extending from the bay-mouth along the southeastern coast of the bay. The intertidal flat is developed on the margins of the main tidal channel. The intertidal flat on both sides of main tidal channel are narrow and located in that very complex dendritic tidal channels and creeks. On the other hand, the frontal legion of the channel is wide and subdued with relatively monotonous tidal channels and creeks. On the basis of aerial photographs tooked for the last 30 years, distributary systems have been stable without a significant variation in morphology.
Hampyong Bay is a ebb-dominated bay with a mean tidal range of 3.2m. Tidal currents are persistent with SE∼NW directions in the bay mouth and the subtidal zone of the bay head. Accordingly, the tidal circulation is very simple through the entire main tidal channel. The suspended materials increase from the surface to near-bottom waters in the bay mouth, and are relatively uniform in the water column of the subtidal zone, implying that the vertical mixing of seawater is active.
The surface sediments of Hampyong Bay consist of pebble to clay, showing several distribution patterns in the study area. The coarser sediments are widely distributed on the subtidal zone and bay-head intertidal zone, whereas the finer sediments dominate the intertidal zone on both sides of the main tidal channel. The coarse sediments appear to be derived from the weathering of outcropped rocks in the coastal area of Hampyong Bay. It is Inferred that the muddy sediments are transported from the floor of the adjacent shelf and nearshore area, and from the suspended sediments, influxing into the Yellow Sea from several rivers, and which are reworked during winter monsoon season.
The surface sediments are classified into sand and gravel facies in the bay mouth, gravelly sandy mud facies in the inner-bay, and gravelly muddy sand facies, mud facies and sand facies in the intertidal flat.
Annual accumulation rates on the tidal flats were measured -13.0 mm/yr on the average; -25.9 mm/yr in mud flat and -0.1 mm/yr in mixed flat, respectively. The accumulation rates decrease from high to low tide level in mud flat, although any distinctive changes were not observed in the mixed flat. In the mud flat, the finner sediments are winnowed out in summer, and accumulated in winter, as indicated by the seasonal changes in sediment textures. In the mixed flat, however, this trends are shown a characteristics opposited to those in the mud flat.
Core sediments, from the bottom to the surface, consist of pre-Holocene oxidized mud, tidal flat mud and gravelly muddy sand often with gravelly sand, showing an upward-coarsening transgressive sequence. In addition, the partial oxidation of the Holocene mud deposits imply the mutual Holocene fluctuation between sea level and basement in small scale. The pre-Holocene mud is yellowish-brown or brown and semi-consolidated with parallel laminations associated with a numerous worm tubes of polychates and decapods (eg. crabs). In addition, the sedimentary texture and structures are similar to those of the overlying upper mud. The characteristics of the oxidized mud suggest that Hampyong bay has been submerged since the pre-Holocene, probably the latest glacial period.

목차 (Table of Contents)

• LIST OF FIGURES = iv
• LIST OF TABLES = xii
• 초록 = xiii
• 제I장 서론 = 1
• 제II장. 지역개관 = 6
• II-1. 연안지형 및 해저지형 = 6
• II-2. 육상지질 = 6
• II-3. 조석 및 조류 = 10
• II-4. 기상 = 10
• 제III장. 재료 및 방법 = 12
• III-1. 수준측량 = 12
• III-2. 시료채취 = 12
• III-3. 집적율 측정 = 14
• III-4. 입도분석 = 14
• III-5. 입자의 형태 및 광물분석 = 15
• III-6. 퇴적구조 분석 = 15
• III-7. 항공사진 분석 = 16
• III-8. 조류 관측 = 16
• III-9. 부유물질 분석 = 16
• 제IV장. 표층 퇴적환경과 퇴적작용 = 17
• IV-1. 지형 = 17
• IV-1-1. 함평만 = 17
• IV-1-2. 조간대 = 19
• IV-2. 표층퇴적물 = 28
• IV-2-1. 표층퇴적상 = 28
• IV-2-2. 측선상의 분포 특성 = 36
• IV-2-2-1. 함평만 = 36
• IV-2-2-2. 조간대 = 43
• IV-3. 연평균집적율 = 55
• IV-4. 조류 = 62
• IV-5. 부유물질 = 64
• IV-6. 퇴적환경의 계절변화 = 68
• IV-6-1. 기상 = 68
• IV-6-2. 표층퇴적물의 입도 = 73
• IV-6-3. 집적율 = 83
• IV-7. 조류로 및 조류세곡의 퇴적학적 특성과 이동 = 89
• IV-7-1. 형태 = 89
• IV-7-2. 퇴적물 = 94
• IV-7-3. 조류로 및 조류세곡의 이동 = 99
• 제V장. 함평만 조간대 퇴적층 = 101
• V-1. 주상 시추코아 퇴적물의 상분류 = 101
• V-2. 주상 시추코아 퇴적물의 기술 = 108
• V-2-1. SM 1 = 108
• V-2-2. SM 4 = 111
• V-2-3. SM 7 = 113
• V-2-4. SM 11 = 115
• V-2-5. SM 13 = 117
• V-2-6. SM 14 = 122
• V-2-7. SM 19 = 125
• V-2-8. SM 23 = 128
• V-2-9. SM 25 = 131
• V-2-10. SM 27 = 134
• V-3. 주상 시추코아 퇴적상의 퇴적작용 = 136
• V-4. 주상적 상층서 = 141
• 제Vl장. 토의 = 147
• VI-1. 함평만의 퇴적환경 특성 = 147
• VI-2. 표층퇴적물의 계절 변화 = 161
• VI-3. 조류로의 퇴적학적 특성과 이동 = 171
• VI-4. 함평만 퇴적층의 층서 및 퇴적시기 = 173
• VI-5. 선현세 산화대층의 퇴적환경 = 177
• 제VII장. 결론 = 181
• 참고문헌 = 185
• ABSTACT = 197
• APPENDIX = 200
• 감사의 글 = 247