홀로세 몽골 다하드 분지의 고환경 변화 :Paleoenvironmental Evolution of the Darhad Basin, Mongolia during the Holocene

문진아

학위논문

저자정보: 문진아 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

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이번 연구를 통해 중앙아시아 몽골 북부에 위치한 다하드 분지의 중심부(Hodon gol)에서 홀로세 동안에 퇴적된 퇴적층을 대상으로 고환경 변화를 해석하였다. 고환경 해석을 위하여 대자율, 입도분석, 박편관찰 등의 퇴적학적 분석과 주원소, 희토류원소, 총 유기탄소, X선 회절 분석 등의 지화학적 분석을 수행하였다. OSL 및 나무의 탄소연대분석 결과에 의하면 Hodon gol에 위치한 총 1237 cm의 야외노두 퇴적층은 약 10ka에서 2ka까지의 퇴적연대 분포범위를 보인다. 연구 구간은 총 다섯 개의 퇴적단위로 분류된다(하부로부터 Unit 5 ; A, B, C, D, E). 퇴적 단위 A(1002-1237 cm)는 대자율과 주원소, 총 유기탄소 결과의 변동 폭이 매우 크게 나타나며 입도분석에서는 unimodal과 bimodal 분포가 교호하는 양상을 보인다. 또한 최하부에서는 다량의 나무파편들이 관찰된다. 이러한 특징들은 퇴적단위 A의 환경이 하성환경이었음을 지시한다. 퇴적단위 B(548-1002 cm)는 대자율, 주원소 및 총 유기탄소의 변동 폭이 매우 작고 입도분석 결과는 unimodal 분포가 우세하게 나타나며, 점토입자크기의 퇴적물 함량은 상부로 갈수록 증가하는 양상을 보인다. 이러한 특징들은 퇴적단위 B가 호수 내부 환경이었음을 지시한다. 퇴적단위 C(319-548 cm)는 갑자기 모래층이 두껍게 형성되는 구간으로서, 대자율, 주원소 (SiO2, Na2O) 및 입자크기가 갑자기 증가하는 특징을 보이며 주원소(Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O 등)들은 상대적으로 감소하는 경향을 보인다. 박편 관찰 시 광물입자들의 원마도가 매우 양호하며, 화강암 및 편암 암편들이 다량으로 관찰된다. 입도분석에서는 polymodal의 분포가 우세하게 관찰된다. 급격히 증가한 모래입자크기의 규산염광물들은 주 원소 및 유기 탄소 값의 변동을 야기하였으며 이는 퇴적 환경이 확장된 호수 환경에서 호수 수위가 급격히 낮아지는 환경으로 변화하였음을 지시한다. 즉, 다하드 분지의 호수 생성 기원이 된 빙하 또는 퇴적물 댐이 급작스럽게 붕괴됨으로써 호수 수위가 낮아지고 호수 가장자리 쪽에 위치하였던 퇴적물들이 연구지역으로 재동된 것으로 추정된다. 퇴적단위 D(60-319 cm)는 대자율과 입도분석에서 퇴적단위 B와 비슷한 양상을 보이지만, 총 유기탄소 및 점토입자크기 퇴적물의 함량이 상부로 갈수록 감소하는 경향을 보인다. 또한, 화학적 풍화지수인 CIA값(33.42)이 동일 퇴적환경으로 추정되는 퇴적단위 B(49.27)보다 낮은 값을 보이고 있다. 따라서 퇴적단위 D는 화학적 풍화가 잘 일어나지 않는 건조한 기후 환경에서 호수의 규모가 상부로 갈수록 줄어드는 환경에서 형성된 것으로 해석된다. 퇴적단위 E(0-60 cm)는 입도가 증가하는 구간으로서 다른 퇴적단위와는 다르게 45-52㎛ 입도 구간의 unimodal 양상이 나타나며 60 cm 구간에서는 산화된 층리면이 관찰된다. 이는 다른 퇴적단위들과는 다르게 건조기후가 지속됨으로써 호성 환경에서 풍성환경으로 퇴적환경이 변화되었음을 지시한다. 박편관찰 및 희토류원소 분석 결과, 연구 지역의 퇴적물 기원지는 퇴적 기간 중 거의 변하지 않았으나 북부, 북서부에 위치한 편암과 변성퇴적암, 사장석화강암과 남부와 남서부에 위치한 석회암과 돌로마이트 기원의 퇴적물들이 혼합되어 퇴적되는 환경이었을 것으로 해석된다. 이러한 연구 결과를 종합해 보면, 연구지역에서는 약 2ka 이전에 호수가 사라졌다. 이는 유출로(outlet)를 폐쇄하여 호수 형성에 직접적으로 영향을 미쳤던 빙하 또는 퇴적물 댐이 붕괴하고 이후 강수량보다 증발량이 많은 건조한 기후가 지속되었기 때문으로 생각된다.

#고환경 #분지

Ⅰ. 서론 ·········································································1
1. 연구사 및 목적 ···························································1
1) 호수 퇴적물 ··························································1
2) 댐 호수 ······························································2
3) 연구 목적 ·····························································7
2. 연구지역 ···································································8
3. 지질개요 ···································································12
4. 연구방법 ···································································15
1) 퇴적물 채취 ··························································15
2) 퇴적학적인 방법 ················································15
(1) 박편 관찰 ···························································15
(2) 대자율 분석 ························································18
(3) 입도 분석 ···························································18
3) 광물학적인 방법 ················································19
(1) X선 회절 분석(XRD) ············································19
4) 지화학적인 방법 ················································20
(1) 주원소 분석(XRF) ·················································20
(2) 희토류원소 분석 ··················································· 20
(3) 총 유기탄소 ··················································· 20
Ⅱ. 본론 ·········································································22
1. 연구결과 ···································································22
1) 퇴적학적인 결과 ·······················································22
(1) 박편 관찰 결과 ····················································26
(2) 대자율 분석 결과 ··················································28
(3) 입도 분석 결과 ······················································31
2) 광물학적인 결과 ················································37
(1) X선 회절 분석 결과 ············································37
3) 지화학적인 결과 ················································40
(1) 주원소 분석 결과 ·················································40
(2) 희토류원소 분석 결과 ··············································45
(3) 총 유기탄소 결과 ···················································48
4) 연대측정 결과 ················································50
2. 토의 ··········································································52
1) 퇴적환경 변화 해석 ···················································52
2) 지화학 분석을 통한 환경·기후변화 유추 ························57
3) 고환경·고기후 변화 모델링 ··········································61
4) 호수가 사라진 원인 ··················································· 66
5) 기원지 변화해석 ······················································· 66
Ⅲ. 결론 ·········································································68

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