• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.93-113
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• 2008

제주도 동부 저지대 (해발 200m 이내), 한동-종달-우도-수산-삼달-하천 지역의 20개 시추공에서 얻어진 화산암류의 암석학적 특징과 $^{40}Ar/^{39}Ar$절대연대를 보고하고, 이에 근거하여 이 지역의 지형형성과 화산활동에 대해 고찰한다. 이 지역의 지하에 분포하는 화산암류는 주로 현무암류(알칼리 현무암, 전이질 현무암, 솔리아이트질 현무암)와 솔리아이트질 안산암 및 현무암질 조면안산암으로 구성된다. 솔리아이트질, 전이질 및 알칼리암류가 서로 호층을 이루어 분포하는 것은 이 지역에서 이들 화산활동이 동시에 일어났었음을 지시한다. 특히, 조면현무암 혹은 현무암질 안산암이 이 지역의 기저부에 분포하는 점은 비교적 분화된 알칼리 화산활동이 먼저 시작되었음을 의미한다. 이 지역에 분포하는 화산암류의 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대는 최고 $526{\pm}23Ka$에서 최저 $38{\pm}4Ka$이다. 동부 지역 저지대에서 용암류의 분출과 같은 하와이형 화산활동은 퇴적층의 관계, 화산암류의 전암 화학성분 및 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대의 변화로 부터 다섯 단계로 구분된다. 즉, 서귀포층이 퇴적할 동안의, I-U기$(550{\sim}400Ka)$, II기$(400{\sim}300Ka)$, III기$(300{\sim}200Ka)$와 퇴적 이후 IV기$(200{\sim}100Ka)$, V기(100Ka이후)이다. 화산암류의 성분 변화 및 분포 지역의 차이 그리고 이들 시기 간에 분포하는 다양한 퇴적층(수성화산기원퇴적층 포함)의 존재는 화산활동이 오랜 기간 동안 간헐적으로 진행되었으며, 저지대의 육지지형이 화산활동 및 퇴적작용에 의해 내륙에서 해안으로 점진적으로 확대되면서 만들어졌음을 지시한다. 특히 시추코어 화산암의 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대 자료는 제주도 동부 저지대 지역 대부분이 IV와 V 화산활동기 동안 분출된 200Ka 이내의 비교적 젊은 화산암류로 이루어져 있음을 지시한다. 이는 제주도 화산활동 시기 및 지형 형성에 대한 기존의 연구와는 상이한 결과이며, 화산암류의 K-Ar절대연대 자료를 바탕으로 한 기존의 제주도 화산활동 시기 구분이 재고되어야함을 확인하였다. 또한, 시추공에 근거한 화산 층서의 해석은 암석기재, 암석화학적 특징과 함께 절대연대 자료를 바탕으로 이루어져야 함을 강조한다.

• 자원환경지질
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• 제43권1호
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• pp.53-66
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• 2010

이 연구는 한반도 최남단에 위치한 가파도와 마라도를 구성하는 용암류에 대한 $^{40}Ar-^{39}Ar$ 절대연대 자료를 포함한 암석학적 특징을 보고하고 그 화산활동에 대해 고찰한다. 가파도의 용암류는 판상절리가 발달되어 있고 담황색 내지 담회색을 띠는 비현정질 부분과 진회색의 괴상질 부분으로 구분되는데, 암질에 따라 차별적 풍화 침식을 받았다. 한편, 마라도의 용암류는 비록 용암단위별로 그 조직이 미약한 차이를 가지지만, 주로 다공질 혹은 취반상 조직의 용암류이다. 시추코어의 지화학 자료는 가파공의 경우 현무암질 조면안산암($SiO_2$ 52.6-53.6 wt%, $Na_2O+K_2O$ 7.3-7.5 wt%)이, 마라공은 솔리아이트질 안산암($SiO_2$ 51.7-52.8 wt%, $Na_2O+K_2O$ 3.6-4.1 wt%)으로 구성되어 있음을 지시한다. 가파도 암류의 $^{40}Ar-^{39}Ar$ 절대연대는 $824{\pm}32\;Ka$에서 $758{\pm}9\;Ka$로서, 인접한 산방산 조면암(Won et al., 1986)에 대비된다. 한편, 마라도의 것은 $259{\pm}168\;Ka$서, 비록 오차 범위가 넓어 정확한 연대를 제시하지는 못하지만 인접한 덕수공과 상모2호공에서의 암석 성분과 연대 관계를 고려하면 260-150 Ka기간 동안에 형성되었을 것으로 추정된다. 용암류의 산상, 인접 시추공과의 대비 및 해수면하의 지형을 고려하면, 제주도 남서부 지역에서 가파도는 산방산 조면암의 분출시기와 유사한 시기에 화산활동으로 한편, 마라도는 이후 260-150 Ka기간 동안 화산활동에 의해 각각 육상 환경에서 독립된 화산체를 이루었으며, 이후 해침에 의해 침식이 많이 진행되어 현재의 형태를 이루었음을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제43권2호
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• pp.163-176
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• 2010

2001년부터 제주도 전역의 중산간 이하 저지대에서 시행된 69개 시추공으로 부터 획득된 시추 코어 용암류와 66곳의 노두에서 분석된 전암 암석화학 및 전암 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대 자료(539개)를 검토하여, 그 중 제주도 형성 초기 용암 분출 산물로 확인되는 20개의 자료를 보고한다. 시추공 중 남부와 남서부의 법호천공(고도 235 m, 섬도 210 m), 돈내코공(고도 240 m, 심도 230 m), 동홍S공(고도 263 m, 심도 270 m), 05동흥공(고도 187.6 m, 심도 340 m), 도순공(고도 305 m, 심도 287 m), 상예공(고도 230 m, 심도 260 m), 무릉1호공(고도 10.2 m, 심도 160 m), 가파공(고도 17.5m, 심도 92m)에서만 확인되었고, 노두 중에서는 이미 알려져 있는 산방산, 월라봉, 원만사, 각수바위 지역에서 재확인하였다. 이들의 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대 자료는 1 Ma-0.7 Ma를 나타내어, 제주도 형성 초기 용암 분출시기 및 그 지화학적 특정을 규제할 수 있다. 특히 05동홍공의 심도 143~137 m와 135~123 m 구간에서 조면현무암 성분인 용암으로 부터 각각 $992\pm21$ Ka와 $988\pm38$ Ka인 가장 오래된 연대를 보고한다. 이 연구는 제주도 형성 초기의 용암분출이 약 1 Ma 경 조면현무암질 용암 분출로 시작하여, 이후에 약 0.9-0.7 Ma 기간 동안 주로 조면암-조변안산암-현무암질 조면안산암 성분을 지닌 용암류의 용암 돔 형성 그리고 간헐적인 알칼리현무암 및 조면현무암질 용암의 분출로 진행하였음을 제시한다. 산방산, 각수바위 등 현재 지표에 노출되어 돔상 지형을 이루는 일부 지역을 제외하면, 초기 용암류는 지표 하에서 서귀포층에 협재하거나 피복하고 있음을 나타낸다. 이는 제주도 형성 초기 용암 분출이 간헐적이며 국지적이었고, 주변에서 수성화산활동 및 퇴적작용이 동시에 진행되었음을 지시한다.