Interpretation of depositional setting and sedimentary facies of the late Cenozoic sediments in the southern Ulleung Basin margin, East Sea(Sea of Japan), by an expert system, PLAYMAKER2

PLAYMAKER2, 전문가 시스템을 이용한 동해 울릉분지 남부 신생대 후기 퇴적층의 퇴적환경 해석

Expert system is one type of artificial intelligence softwares that incorporate problem-solving knowledges and experiences of human experts by use of symbolic reasoning and rules about a specific topic. In this study, an expert system, PLAYMAKER2, is used to interpret sedimentary facies and depositional settings of the sedimentary sequence. The original version of the expert system, PLAYMAKER, was developed in University of South Carolina in 1990, and modified into the present PLAYMAKER2 with some changes in the knowledge-base of the previous system. The late Cenozoic sedimentary sequence with maximum 10,000 m in thickness, which is located in the Korean Oil Exploration Block VI-1 at the southwestern margin of the Ulleung Basin, is analysed by the expert system, PLAYMAKER2. The Cenozoic sedimentary sequence is divided into two units-lower Miocene and upper Pliocene-Pleistocene sediments. The depositional settings and sedimentary facies of the Miocene sediments interpreted by PLAYMAKER2 in terms of belief values are: for depositional settings, slope; $57.4\%$, shelf; $21.4\%$, basin; $10.1\%$, and for sedimentary facies, submarine fan; $35.7\%$, continental slope; $26.3\%$, delta; $16.1\%$, deep basinplain; $6.1\%$ continental shelf; $3.2\%$, shelf margin; $1.4\%$. The depositional settings and sedimentary facies of the Pliocene-Pleistocene sediments in terms of belief values we: for depositional settings, slope; $59.0\%$, shelf; $22.8\%$, basin; $7.0\%$, and for sedimentary facies, delta; $24.1\%$, continental slope; $22.2\%$, submarine fan; $17.3\%$, continental shelf; $7.0\%$, deep basinplain; $4.8\%$, shelf margin; $2.6\%$. The comparison of the depositional settings and sedimentary facies consulted by PLAYMAKER2 with those of the classical interpretation from previous studies shows resonable similarity for the both sedimentary units-the lower Miocene sediments and the upper Pliocene-Pleistocene sediments. It demonstrates that PLAYMAKER2 is an efficient tool to interpret the depositional setting and sedimentary facies for sediments. However, to be a more reliable system, many sedimentologists should work to refine and add geological rules in the knowledge-base of the expert system, PLAYMAKER2.

전문가 시스템(expert system)은 충분한 지식과 경험을 가지고 있는 한 분야의 전문가가 실제로 문제에 접근 해결해 나가는 방식대로 전산 시스템을 구성하여 이러한 시스템을 통해 컴퓨터가 대신 문제를 해결하도록 제작된 인공지능 방식의 한 소프트웨어이다. 이번 연구에서는 퇴적층의 퇴적상과 퇴적환경 분석을 위해 미국 사우스 캐롤라이나 대학에서 본래 1990년에 개발되었던 PLAYMAKER의 지식베이스의 일부를 새로 수정 보완하여 제작한 PLAYMAKER2를 활용하여 퇴적층의 퇴적상과 퇴적환경을 분석하였다. 연구대상은 동해 울릉분지 남서부 제 VI-1 광구에 분포하는 최대 층후 10,000 m에 달하는 신생대 후기 퇴적층으로서, 이 곳의 퇴적층은 크게 상·하부 두 부분-마이오세충과 플라이오-플라이스토세층-으로 구분된다. PLAYMAKER2에 의해 분석되어 신뢰값으로 표시된 신생대 후기 퇴적층에 대한 퇴적환경과 퇴적상해석 결과를 요약해 보면, 마이오세층의 퇴적환경은 사면: $57.4\%$, 연안: $21.4\%$, 대양저: $10.1\%$의 순이고, 퇴적상은 해저 선상지: $35.7\%$, 대륙사면: $26.3\%$, 삼각주: $16.1\%$, 심해저 평원: $6.1\%$, 대륙붕: $3.2\%$, 대륙붕단: $1.4\%$ 순이다. 또한 플라이오-플라이스토세층에 대한 PALYMAKER2의 해석 결과는 퇴적환경은 사면: $59.0\%$, 연안: $22.8\%$, 대양저: $7.0\%$의 순이고, 퇴적상은 삼각주: $24.1\%$, 대륙사면: $22.2\%$, 해저 선상지: $17.3\%$, 대륙붕: $7.0\%$, 심해저 평원: $4.8\%$, 대륙붕단: $2.6\%$ 순이다. PLAYMAKER2에 의한 마이오세층과 플라이오-플라이스토세층에 대한 퇴적환경과 퇴적상 해석결과와 기존 연구자들에 의한 고전적인 퇴적상 해석 결과를 비교해 보면 두 퇴적층 모두 큰 차이를 보이지 않는데 이는 PLAYMAKER2전문가 시스템이 비교적 양호하게 퇴적층의 퇴적환경과 퇴적상을 해석할 수 있음을 보여주는 것으로 평가된다. 다만 PLAYMAKER2가 보다 신뢰할 만한 퇴적환경 해석을 위한 전문가 시스템으로 구축되기 위해서는 향후 많은 퇴적학 전문가들이 추가로 참여하여 기존 규칙들을 재검증하고 새로운 규칙들을 첨가함으로써 보디 세련된 지식베이스를 개발하여야 할 것으로 판단된다.