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제주도 월정리 해안 시추공의 층서분석

Stratigraphic analysis of the drilling core in Woljong-ri coastal area, Jeju Island
지질학회지 제55권 제1호, 2019.2, 1-20 (20 pages)
DOI :10.14770/jgsk.2019.55.1.1
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초록
제주도는 약 180만 년 전 플라이스토세부터 홀로세까지 이어진 화산활동을 통해 형성된 화산체로서, 수성분출 기원의 화산쇄설층-해성층(서귀포층) 상부에 수많은 용암류 화산암층이 집적되어 있다. 이 연구에서는 제주도 북동부 월정리 해안지역의 상세 지하층서와 구성 암석의 특성을 밝히기 위하여, 길이 130 m의 시추코어를 대상으로 암상, 조직, 그리고 구조에 대한 육안기재와 함께 XRF, XRD, SEM 및 물리검층자료 분석을 통해 광물학적, 지화학적, 지구물리학적 특성을 조사하였다. 코어 육안기재 결과, 지표면 하 0~98.7 m 심도(MD)에 화산암(침상장석감람석현무암)이 분포하는데, 심도 65.7~67.6 m 사이에 협재하는 패각편을 다량 포함하는 사질 퇴적층(퇴적암층 I)을 경계로 하여 상부의 화산암층 I과 하부의 화산암층 II로 구분된다. 화산암층 II의 하부에는 부분적으로 패각편을 포함하는 사질 또는 실트질의 퇴적층(퇴적암층 II)이 시추 종결심도까지 두껍게 발달한다. 화산암층에서는 기공의 함량 및 발달양상, 광물조성, 색상 등에 따라 기공이 매우 풍부한 현무암(HPB), 기공이 풍부한 현무암(MPB), 기공이 결핍된 현무암(PPB), 유리질 현무암(GLB), 파쇄 현무암(FRB) 등 5개의 암상이 분류되며, 이들의 변화를 기준으로 34매의 용암류 유동단위(두께 0.2~20 m)가 구별된다. 대부분의 용암류 유동단위 내에서는 하부에서 상부로 가면서 GLB-MPB-PPB-HPB-GLB로 이어지는 암상변화가 나타나며, 이는 전형적인 육상 파호이호이 용암류의 특징으로 해석된다. 그러나, 20매의 용암류 유동단위에 대한 XRF 분석 결과, 현무암과 현무암질안산암 영역 사이에 고르게 산재하는 분포를 보이고 있어서 용암류의 지화학적 특성만으로 화산활동 시기 및 용암류 기원을 추정하기에는 곤란하다. 화산암층 I의 최하부(심도 48.7~65.7 m)에서는 파쇄현무암(암상 FRB)이 특징적으로 나타는데, 이는 육상 용암류가 해수층과 접촉하여 형성된 유리쇄설성각력암층을 지시하는 것으로 해석되며, 그 하부에 협재하는 퇴적암층 I에서는 석영, 장석, 탄산염 입자(패각편)를 포함하는 해양기원 퇴적물이 우세하게 나타난다. 이와 같은 해성퇴적층과 유리쇄설성각력암은 상대적인 해수면 상승을 반영하며, 암상이 육상 용암류층과 뚜렷하게 구별되기 때문에 제주도 해안지역의 지하층서 대비에 유용한 기준층(key bed)이 될 수 있다.

Jeju Island has been formed by repeated volcanic eruptions from Pleistocene (about 1.8 Ma) to Holocene, which resulted in extensive accumulations of lava flow units overlying hydrovolcanic and marine deposits (Seogwipo Formation). This study focuses on the subsurface stratigraphy and lithological characteristics of volcanic successions in the northeastern coastal area (Woljeong-ri) of Jeju Island. The main material is a 130 m long, borehole core, which was described in terms of lithofacies, texture, structure, and further analyzed by XRF, XRD, SEM, and well-logging. Major lithological units are acicular feldspar olivine basalts (Volcanic rocks I and II above 98.7 m in core depth (MD)) and fossiliferous sandy to silty sedimentary deposits (Sedimentary rock I between 65.7 and 67.7 m, and Sedimentary rock II below 98.7 m in core depth). In the volcanic successions, 34 lava flow units (0.2 to 20 m in thickness) are recognized by abrupt changes in lithofacies which classified into 5 types based on vesicle occurrence, mineral composition and rock color: highly porous basalt (HPB), moderately porous basalt (MPB), poorly porous basalt (PPB), glassy basalt (GLB), and fractured basalt (FRB). Individual lava flow unit generally has a lithofacies change of GLB-MPB-PPB-HPB-GLB in ascending order, suggesting the subaerial pahoehoe lavas. However, the result of XRF analysis on rock samples from 20 different lava flow units shows a scattered distribution over the ranges of basalt and basaltic andesite without clear differentiation among the flow units. In the lowermost part of Volcanic rock I (48.7~65.7 m in core depth), a hyaloclastite unit of FRB resulting from lava-seawater interaction occurs overlying the sedimentary unit with abundant marine shell fragments, which is strongly suggestive of a relative sea-level rise or marine transgression. They can be used as key beds for regional stratigraphic correlation in coastal area of Jeju Island.

목차
요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 제주도 지질 개요
3. 연구자료 및 분석 방법
4. 연구결과
5. 토의
6. 결론
REFERENCES
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