Investigations on the applicability of quartz ESR signals to dating Quaternary sediments

원효정; 최정헌; 이희권

doi:10.14770/jgsk.2020.56.2.235

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 원효정 (한국기초과학지원연구원) 최정헌 (한국기초과학지원연구원) 이희권 (강원대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제56권 제2호

발행연도: 2020.4

수록면: 235 - 249 (15page)

DOI: 10.14770/jgsk.2020.56.2.235

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

최근 국내에서 활성단층(혹은 제4기 단층) 연구가 활발해 짐에 따라 단층에 의해 절단되거나 변위된 제4기 퇴적층에 대한 신뢰도 높은 절대연대 측정의 중요성이 부각되고 있다. 일반적으로 퇴적층의 퇴적연대측정에는 석영을 대상으로 하는 광여기루미네선스(Optically Stimulation Luminescence; OSL) 연대측정법이 주로 이용되어 왔다. 시료마다 차이가 있기는 하지만 일반적으로 석영 OSL 연대측정법의 연대측정 가능상한은 약 15-20만 년 정도이기 때문에, 이보다 오래 전에 형성된 퇴적층에 적용 가능한 여러 연대측정 방법이 지속적으로 개발되고 있다. 최근 TCD (Trapped Charge Dating) 관련 학계에서는 주로 단층비지의 연대측정에 사용되어 왔던 석영 ESR(Electron Spin Resonance) 신호를 퇴적층의 퇴적연대 측정에 적용하려는 시도들이 보고되고 있다. 석영 ESR 신호는 최대 약 2백만 년까지의 연대측정에 사용가능한 것으로 알려져 있기 때문에, 만일 이 신호를 퇴적층의 퇴적연대 측정에 적용할 수 있다면, 초기 플라이스토세 시기의 활성단층 운동을 이해하는 데 유용한 연대측정 수단이 될 것이다. 이 논문에서는 석영에서 방출되는 ESR 신호를 이용한 퇴적연대측정 가능성을 살펴보았다. 육성(terrestrial) 퇴적물에서 분리한 석영입자를 다양한 시간동안 자연광(태양광)과 인공광원에 노출시킨 결과, 노출시간이 길어질수록, E’ 신호(ESR signal from E’ center)는 증가하였으며 Al 및 Ti-Li 신호는 감소하는 경향을 보였다. 현재 햇빛에 노출되어 있는 현생 퇴적물들(풍성층, 해빈층)의 경우, Al 신호가 미약하게 측정된 반면, Ti 신호는 전혀 관찰되지 않았다. 이는 퇴적과정동안 입자가 햇빛에 장시간 노출될 가능성이 있는 퇴적 환경(풍성 혹은 해성환경)에서는 Ti-Li 센터의 ESR 신호가 퇴적과정 동안 빛에 노출되어 초기화될 가능성이 있음을 의미한다. 하지만, 이번 연구를 위해 채취된 육성퇴적층은 모두 루미네선스 연대(석영 OSL, K-장석 pIR-IRSL)에 비해 최대 100배까지 과대평가된 석영 ESR 퇴적연대를 보였다. 이는 석영 ESR 신호(Ti-Li 신호)가 햇빛에 의해 어느 정도 제거됨에도 불구하고, 퇴적층에 대한 ESR 연대측정법은 퇴적물에 포함된 석영의 ESR 신호가 충분히 긴 시간동안 햇빛에 노출되어 유효한 정도의 초기화(complete or effective zeroing of ESR signals)가 이루어 질 수 있는 퇴적환경에서만 제한적으로 적용되어야 함을 의미한다.

Recently, with the intensive investigations on active (or Quaternary) faults in Korean peninsular, the importance of obtaining reliable age estimates on Quaternary sediments cut/deformed by age-unknown faults is being re-emphasized. For dating unconsolidated Quaternary sediments, quartz OSL (Optically Stimulated Luminescence) dating has long been the usual method of choice. Although it differs from sample to sample, the datable age range of quartz OSL method is generally limited to ~ 150-200 ka. Thus, various efforts have been made to extend the datable age ranges of luminescence dating methods beyond ~ 200 ka. Recently, there have been a few reports that address the possibility of dating Quaternary sediments using quartz ESR (Electron Spin Resonance) signals, which has been regarded as the usual signal for dating fault gouges, ancient human teeth and what not. In terms of dating Quaternary sediments, one of the few advantages of quartz ESR signals over other luminescence signals is that quartz ESR signals saturate at high ionizing radiation doses and can be used to date samples up to ~ 2 Ma. Thus, if applicable to dating sediments, quartz ESR signals would make a useful dating tool for understanding active faults during the Early to Middle Pleistocene epoch, which is difficult using the established luminescence dating methods. In this regard, here we report our preliminary results on the possibility of applying quartz ESR signals to dating Quaternary sediments cut by faults in the southeastern part of Korean peninsula. The behaviour of ESR signals was examined with varying exposure time to natural (sun) and artificial lights; As the exposure time is increased, E’ signal was observed to increase, whereas Al and Ti-Li signals were shown to decrease. In case of modern analogue samples from aeolian and marine environments, we could not observe distinguishable Ti-Li signal while there still exists a faint ESR signal from Al center. This observation suggests that, Ti-Li signals, at least, may be completely or effectively bleached at deposition in such environments where quartz grains are exposed to sunlight for prolonged period of time during sedimentation processes (e.g., aeolian and marine environments). The alluvial (or partly fluvial) deposits investigated in this study, however, showed considerably overestimated ESR ages; When compared with luminescence ages (both quartz OSL and K-feldspar pIR-IRSL), the ESR ages were ~ 100 times older at maximum, which is presumably due to the remaining ESR signals at deposition in alluvial and fluvial environments. This implies that, even when ESR signals were to be used for dating sediments, care should be taken when interpreting the age results because ESR ages are prone to considerably overestimate the depositional ages unless the ESR signals are effectively bleached (zeroed or reset) by enough sunlight exposure during sedimentation processes.

#ESR 연대측정 #ESR 신호 초기화 #퇴적연대 #OSL 연대측정 #활성단층 #ESR dating #ESR signal reset #depositional age #OSL dating #active fault

참고문헌 (40)

참고문헌 신청

Berger, G. W. / 1990 / Regressio and error analysis for a saturating-exponential-plus-linear mode / Ancient TL 8:23~25

Buylaert, J. P. / 2009 / Testing the potential of an elevated temperature IRSL signal from K-feldspar / Radiation measurements 44:560~565

Cheong, C.S. / 2000 / Absolute age determination of Quaternary faults :131

Cheong, C. S. / 2003 / Determination of slip rate by optical dating of fluvial deposits from the Wangsan fault, SE Korea / Quaternary Science Reviews 22:1207~1211

최정헌 / 2004 / 석영을 이용한 OSL(Optically Stimulated Luminescence) 연대측정의 원리와 지질학적 적용 / 지질학회지 40(4):567~583

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문의 저자 정보

원효정

소속기관 한국기초과학지원연구원

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학

논문수 9 이용수 688

최정헌

소속기관 한국기초과학지원연구원

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 TOP 5%

논문수 87 이용수 8,705

이희권

소속기관 강원대학교

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 TOP 5%

논문수 73 이용수 7,837

이 논문과 함께 이용한 논문

Cretaceous sedimentary basins and volcanic activity in Korea

임현수 지질학회지 2019 .10

Trace-element composition of the Cretaceous Sindong Group, Gyeongsang Basin, Korea and its implication for provenance

임현수 , 최태진 , 이효종 외 1명 지질학회지 2019 .10

Bidirectional paleocurrent records in the Jindong Formation of the Gyeongsang Supergroup, Korea : Occurrences and paleoenvironmental implications : 산상과 고환경적 의미

백인성 , 김현주 , 박정규 지질학회지 2018 .08

Quaternary activity patterns of the Keumwang Fault in the Wonju-si area

김만재 , 이희권 지질학회지 2017 .02

강원도 평창군 진부면 일대에 발달한 하안단구 특성 및 연대측정

이재훈 , 이희권 대한지질학회 학술대회 2020 .10

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (40)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문의 저자 정보

이 논문과 함께 이용한 논문

최근 본 자료

댓글(0)