출처:

Chough, Sung Kwun, Hee Jun Hee Jun Lee, and Seok Hoon Seok Hoon Yoon. Marine geology of Korean seas. Elsevier, 2000.

 

ISSUE [황해 관련]

“한국해(그림 1.1)는 지질학적으로 독특하다. 황해(또는 서해)는 수심이 약 100 m 이하로 얕으며, 빙기 이후 침수된 대륙내해(epicontinental sea)로, 동쪽은 리아식 해안선이 길게 이어져 경계를 이룬다.”

황해: 강과 조류가 빚어낸 얕은 바다

거대한 퇴적 분지: 황해 해저에는 북황해 분지와 남황해 분지가 있으며, 이 분지들은 과거 육지에 있던 분지들과 연결되어 있었다. 이 분지들은 백악기부터 신생대에 걸쳐 주로 강과 호수 환경에서 쌓인 두꺼운 퇴적층으로 채워져 있다. 탐사 시추 결과, 이 퇴적층들은 석유가스 자원을 포함할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

퇴적물의 공급과 이동: 황해 퇴적물의 약 90% 이상은 중국의 황하(黃河)와 양자강(長江)에서 공급된다. 이 강들에서 나온 엄청난 양의 미세 퇴적물은 연안 해류를 타고 남쪽으로 이동하며 황해 대부분을 뒤덮는다. 한반도 연안에서는 강한 조류의 영향으로 모래가 쌓여 거대한 사퇴(Tidal sand ridge)가 발달해 있다.

과거와 현재의 퇴적층: 탄성파 탐사 결과, 황해의 얕은 지층은 크게 두 부분으로 나뉜다. 아래쪽은 빙하기 때 깎여나간 단단한 지층이고, 위쪽은 빙하기 이후 해수면이 상승하면서 쌓인 부드러운 홀로세 퇴적층이다.

갯벌의 진화: 서해안의 광활한 갯벌은 홀로세 해수면 상승과 함께 형성되었다. 연구 결과, 한국의 갯벌은 퇴적물 공급이 적어 바다 쪽으로 갈수록 퇴적물이 거칠어지는 독특한 특징을 보인다.

 

MARINE GEOLOGY OF KOREAN SEAS

우리 바다 밑에 그려진 지질 지도: 황해, 남해, 동해의 탄생과 진화

조성권 S.K. CHOUGH

Department of Oceanography, College of Natural Sciences, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea
서울대학교(서울大學校) 자연과학대학 해양학과, 대한민국 서울 151-742

이희준 H.J. LEE

Marine Geology Laboratory, Korea Ocean Research and Development Institute, Ansan, P.O. Box 29, Seoul 425-600, Korea
한국해양연구개발원 해양지질연구실, 대한민국 서울 425-600 안산 우체국 사서함 29

윤석훈 S.H. YOON

Department of Oceanography, Cheju National University, Cheju 690-756, Korea
제주대학교(濟州大學校) 해양학과, 대한민국 제주 690-756

 

Introduction

The Korean Seas (Fig. 1.1) are geologically unique. The Yellow Sea (or West Sea) is a shallow (less than about 100 m), postglacially submerged epicontinental sea bounded on the east by a long stretch of ria-type coast. The western part of the East Sea (Sea of Japan) is characterized by a narrow shelf with a straight coastline. The Yellow Sea floor is rather flat and progressively deepens toward the southeast to form the Okinawa Trough in the northern East China Sea. The East Sea deepens abruptly seaward, forming a number of deep basins between ridges and surrounding margins that are related to the opening of a back-arc basin associated with subduction of the Pacific Plate. The South Sea, bounding the southern coast of the Korean Peninsula, is also shallow and flat, similar to the Yellow Sea, but characterized mostly by rocky embayments.

한국해(그림 1.1)는 지질학적으로 독특하다. 황해(또는 서해)는 수심이 약 100 m 이하로 얕으며, 빙기 이후 침수된 대륙내해(epicontinental sea)로, 동쪽은 리아식 해안선이 길게 이어져 경계를 이룬다. 동해(일본해)의 서쪽은 직선적인 해안선과 좁은 대륙붕이 특징이다. 황해의 해저는 비교적 평탄하며 남동쪽으로 갈수록 점차 깊어져 동중국해 북부의 오키나와 해구를 형성한다. 동해는 바다 쪽으로 급격히 깊어지며, 태평양판의 섭입과 관련된 후열도(back-arc) 분지의 개방과 연관된 능선과 주변 가장자리 사이에 여러 심해 분지를 형성한다. 한반도의 남해는 황해와 비슷하게 얕고 평탄하지만, 주로 암석성 만으로 특징지어진다.

 

그림 1.1. 한국 주변 해역의 수심도
황해, 동중국해 북부, 동해(일본해). 등고선 단위는 미터. 미국지질학회(Geological Society of America, Inc.)의 허가를 받아 Mammerickx 외(1976)의 자료를 수정함.
[편집자주] 황해, 동중국해 북부, 동해(일본해)의 해저 지형을 보여주는 지도이다. 등고선은 수심(미터)을 나타낸다. 황해는 대부분 100m 미만으로 얕고 평탄한 반면, 동해는 3,000m가 넘는 깊은 분지(일본 분지, 야마토 분지, 울릉 분지)가 발달한 것을 명확히 보여준다.

Regional studies on the geological structure of the Yellow Sea were made in a joint survey (Emery et al., 1969; C.S. Kim et al., 1969) supported by the Committee for Co-Ordination of Joint Prospecting for Mineral Resources in Asian Offshore Areas (CCOP) (Fig. 1.2). An airborne magnetic survey was also conducted in the Yellow and South seas and the southern part of the East Sea (Bosum et al., 1971) (Fig. 1.2). Regional basin-scale studies on the concession blocks (Blocks I-V; Fig. 1.3) were made by the Marathon Oil Company (1987) and the Korea National Oil Corporation (KNOC) (PEDCO, 1997) based on gravity, magnetic, seismic, and drilling data. These studies in the Yellow Sea showed the existence of two large-scale Mesozoic-Cenozoic non-marine basins (North and South Yellow Sea basins) bounded by basement highs (massifs) (Fig. 1.3). In the Cretaceous, these basins were contiguous to those on land in a retroarc basinal setting.

황해의 지질 구조에 대한 지역 연구는 아시아 근해 자원 공동탐사위원회(CCOP)의 지원으로 수행된 공동 조사(Emery 외, 1969; C.S. Kim 외, 1969)에서 이루어졌다(그림 1.2). 또한 황해, 남해, 그리고 동해 남부에서는 항공 자기탐사가 실시되었다(Bosum 외, 1971)(그림 1.2).

그림 1.2. 한반도 주변 해역의 주요 지질 및 지구물리 탐사 항적과 구역 (1983년 이전).
1983년 이전까지 황해, 남해, 동해에서 수행된 탄성파 및 자력 탐사의 경로를 보여주는 지도이다. KIER은 한국에너지자원연구소(Korea Institute of Energy and Resources)를 의미한다.

 

광역 분지 규모 연구는 마라톤 오일사(1987)와 한국석유공사(KNOC)(PEDCO, 1997)에 의해 중력, 자기, 탄성파, 시추 자료를 기반으로 실시되었다(그림 1.3). 이 연구들은 황해에서 두 개의 대규모 중생대–신생대 비해양 분지(북황해분지와 남황해분지)가 기반암 융기부(매시프)에 의해 경계 지어져 있음을 보여주었다(그림 1.3). 백악기에는 이 분지들이 후열도 분지 환경에서 육상 분지와 연결되어 있었다.

그림 1.3. 한국 주변 해역의 주요 퇴적 분지 및 탄화수소 탐사 조광권 구역(I-VI). 한일공동개발구역(JDZ) (1-6)도 주목할 것. 점들은 시추공 위치를 나타냄.
황해, 남해, 동해에 분포하는 주요 퇴적 분지와 석유·가스 탐사를 위한 조광권 구역을 표시한 지도이다.

 

Attempts have been made by the Korea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM) mapping projects since the early seventies to obtain data on the geological structure of the shallow portions of the Yellow Sea (Chough, 1983a). These were followed by deep drilling of Quaternary deposits in the southeastern Yellow Sea revealing depositional history and sequence stratigraphy of the regressive/transgressive systems (KIGAM, 1996; Jin and Chough, 1998). The surface sediment distribution in the entire Yellow Sea has been compiled and interpreted in terms of physical processes (H.J. Lee and Chough, 1989). Recently, closely spaced, high-resolution seismic data have been obtained in the entire Yellow Sea by the National Oceanographic Research Institute (NORI) and Korea Ocean Research and Development Institute (KORDI).

1970년대 초부터 한국지질자원연구원(KIGAM)은 황해 천부 지질 구조에 대한 자료를 얻기 위한 매핑 프로젝트를 수행했다(Chough, 1983a). 이후 황해 남동부에서 제4기 퇴적층을 심부 시추하여 퇴적사와 퇴적-퇴적 전환(regressive/transgressive) 체계의 층서학적 서열(sequence stratigraphy)을 규명했다(KIGAM, 1996; Jin and Chough, 1998). 황해 전역의 표층 퇴적물 분포는 물리적 과정의 관점에서 종합·해석되었다(H.J. Lee and Chough, 1989). 최근에는 국립해양조사원(NORI)과 한국해양연구소(KORDI)가 황해 전역에서 고해상도의 밀집 탄성파 자료를 확보했다.

Recently, the Ulleung Basin was extensively surveyed by the NORI using the Chirp and Seabeam profiling systems on a 5.5-km grid (Fig. 1.4). These unprecedented data provide details of seafloor morphology and sedimentary facies of the topmost (up to 50 m thick) sedimentary layer, revealing depositional processes of slide/slump, debris flows, and turbidity currents in the margins and basin plain (Chough et al., 1997b). Analyses of a number of long piston cores in the basin plain and deep-sea channels have also revealed details of the sedimentary processes and paleoceanographic changes as well as volcanic eruptions in the surrounding margins (Bahk et al., 2000).

최근 NORI는 울릉분지를 5.5 km 간격의 격자망으로 설정하여 Chirp와 Seabeam 탐사 시스템을 이용해 광범위하게 조사했다(그림 1.4). 이 전례 없는 자료들은 해저 지형과 최상부(두께 약 50 m) 퇴적층의 퇴적상에 관한 세부 정보를 제공하며, 분지 주변부와 분지 평원에서의 사태·활주(slide/slump), 퇴적물 흐름(debris flow), 혼탁류(turbidity current)와 같은 퇴적 과정을 밝혀냈다(Chough 외, 1997b). 분지 평원과 심해 해협에서 채취한 다수의 장심도 피스톤 코어 분석 또한 퇴적 과정과 고해양 환경 변화, 그리고 주변부 화산 분출에 관한 세부 사항을 보여주었다(Bahk 외, 2000).

그림 1.4. 동해의 주요 지질 및 지구물리 탐사 항적 (1983-1999). 등고선 단위는 미터.
1983년부터 1999년까지 동해에서 수행된 다양한 종류의 탄성파 탐사 경로를 보여준다. 국립해양조사원(NORI), 한국해양연구개발원(KORDI), 한국석유공사(KNOC) 등 여러 기관이 참여했다.

 

In the postglacial period, fine-grained sediments have been transported from offshore as well as along the shore and trapped in the coastal embayments and tidal flats, creating a unique environment of geologic interest. These fine-grained sediments typically contain high levels of organic carbon. Geological processes related to the postglacial sea-level changes proved to be important along the coasts of the peninsula, both for the Quaternary history and for the problems related to the human land-use activity. Efforts have been made to investigate the characteristics and sedimentary processes of extensive tidal flats of the eastern Yellow Sea which have been reclaimed one after another in recent years. These tidal flats show a coarsening-upward trend during the Holocene transgression due to the lack of sediment supply, different from other tidal flats in the world (Y.H. Kim et al., 1999).

빙기 이후 시기에는 세립질 퇴적물이 연안뿐 아니라 외해에서도 운반되어 연안의 만과 갯벌에 퇴적되었으며, 이는 지질학적으로 독특한 환경을 형성했다. 이러한 세립질 퇴적물은 대체로 높은 유기탄소 함량을 지닌다. 빙기 이후 해수면 변동과 관련된 지질학적 과정은 한반도 연안에서 제4기 역사 연구와 인간의 토지 이용 활동과 관련된 문제 모두에서 중요한 역할을 했다. 최근 몇 년간 연이어 매립된 황해 동부의 광범위한 갯벌에 대해 그 특성과 퇴적 과정을 밝히려는 연구가 진행되었다. 이 갯벌은 퇴적물 공급 부족으로 인해 홀로세 해수면 상승기 동안 상향 조립화(coarsening-upward) 경향을 보이며, 이는 세계 다른 갯벌들과는 다른 특징이다(Y.H. Kim 외, 1999).

Many geological findings that emerged from the studies outlined above may be summarized as problems related to the geologic structure and tectonics, stratigraphy and sequence stratigraphy, sedimentary facies and processes, and origin and development of the seas around the Korean Peninsula. They include the epicontinental Yellow Sea and the shelf of the northern East China Sea, the East Sea with a narrow continental shelf and deep basins, and the South Sea with numerous rocky embayments. The geology of the Korean Peninsula is briefly described in the next section before its surrounding seas are discussed.

앞서 설명한 연구들에서 나타난 많은 지질학적 성과는 지질 구조와 구조운동, 층서학과 층서학적 서열, 퇴적상과 퇴적 과정, 그리고 한반도 주변 해역의 기원과 발달 문제로 요약될 수 있다. 여기에 포함되는 것은 대륙내해로서의 황해와 동중국해 북부의 대륙붕, 좁은 대륙붕과 심해 분지를 가진 동해, 그리고 수많은 암석성 만을 가진 남해이다. 다음 절에서는 한반도의 지질을 간략히 설명한 후, 그 주변 해역들에 대해 논의할 것이다.

 

[논문 요약]

개요: 한반도 주변 바다에 대한 종합 탐구

이 책은 한반도를 둘러싼 세 바다, 즉 황해, 남해, 동해의 지질학적 특징과 형성 과정을 종합적으로 다룬다. 1983년에 초판이 나온 이후 해양지구물리, 퇴적학, 고해양학 등 관련 분야의 연구가 크게 발전했는데, 이 책(2판)은 지난 16년간의 새로운 연구 결과와 해석을 반영하여 내용을 대폭 보강했다.

한반도 주변의 바다는 각각 독특한 지질학적 환경을 가지고 있다.

• 황해(서해): 수심이 100m 미만으로 얕고, 마지막 빙하기 이후 해수면이 상승하면서 육지가 물에 잠겨 형성된 대륙붕해이다.
• 동해: 좁고 곧은 해안선과 함께 바다 쪽으로 급격히 깊어지는 특징이 있다. 이곳은 태평양판이 유라시아판 아래로 들어가면서(섭입) 대륙판 뒤쪽이 갈라져 만들어진 ‘배호분지’이다.
• 남해: 황해처럼 수심이 얕지만, 암석으로 이루어진 복잡한 해안선이 특징이다.

이 책은 이러한 바다 밑에 숨겨진 거대한 퇴적 분지들의 형성과 진화, 그리고 퇴적물의 분포와 이동 과정을 설명하며, 한반도 육지의 지질 구조가 바다와 어떻게 연결되는지를 보여준다.

연구 방법: 바다 밑을 들여다보는 기술

바다 밑은 직접 볼 수 없기 때문에, 과학자들은 다양한 첨단 장비를 이용해 해저와 그 아래 지층의 구조를 파악한다. 이 책은 아래와 같은 여러 연구 방법을 통해 얻은 데이터를 종합하여 작성되었다.

• 지구물리 탐사:

탄성파 탐사(Seismic Survey): 인공적으로 지진파를 쏘아 해저 지층 경계면에서 반사되어 돌아오는 파를 분석하는 기술이다. 이를 통해 땅속의 단층이나 퇴적층의 구조를 마치 케이크의 단면처럼 볼 수 있다. 고해상도 탄성파 탐사(Chirp, Uniboom, Sparker)는 얕은 지층을 , 다중채널 탄성파 탐사(Multichannel Seismic)는 더 깊은 구조를 파악하는 데 사용된다.

자력 탐사(Magnetic Survey): 비행기나 배를 이용해 암석의 자성 차이를 측정하여 지하의 암석 종류나 지질 구조를 알아내는 방법이다.

중력 탐사(Gravity Survey): 지역별 미세한 중력 차이를 측정하여 지하 물질의 밀도 분포를 파악하고, 이를 통해 맨틀의 깊이나 지각의 두께 등을 추정한다.

• 시추 및 코어링(Drilling and Coring): 바다 밑바닥을 직접 뚫어 원통 모양의 퇴적물암석 시료(코어, Core)를 채취한다. 이 시료를 분석하면 과거의 퇴적 환경, 생물, 기후 변화 등을 알 수 있다.
• 해저면 영상 촬영(Seabeam, Side-scan sonar): 음파를 이용해 해저 지형을 정밀하게 촬영하여 해저면의 모습을 지도로 만든다.

 

연구 내용 및 결과

1. 한반도의 지질: 모든 이야기의 시작

한반도의 지질 구조는 주변 바다의 형성과 진화에 직접적인 영향을 미쳤다.

• 한반도의 뼈대: 한반도는 크게 3개의 오래된 암석 덩어리(육괴, Massif)와 그 사이에 낀 2개의 습곡대(Fold Belt)로 이루어져 있다.
  • 육괴 (Massif): 낭림육괴, 경기육괴, 영남육괴. 선캄브리아 시대에 형성된 매우 단단하고 안정된 지각 덩어리이다.
  • 습곡대 (Fold Belt): 임진강대, 옥천대. 육괴들 사이에서 힘을 받아 휘어지고 끊어진 지질 구조대이다.
• 거대한 지각 변동: 한반도는 과거 두 개의 거대한 대륙(북중국 지괴와 남중국 지괴)이 충돌하고, 이후 태평양판이 섭입하면서 여러 차례의 조산운동(Orogeny, 산맥이 형성되는 거대한 지각 변동)을 겪으며 현재의 모습을 갖추게 되었다.

1. 1. 송림 조산운동 (초기 트라이아스기): 북중국 지괴와 남중국 지괴가 임진강대를 따라 충돌하면서 발생했다.
   2. 대보 조산운동 (쥐라기): 태평양판이 섭입하면서 옥천대를 따라 거대한 단층 운동이 일어나고 화강암이 대규모로 관입했다.

• 분지의 형성: 백악기에는 판의 비스듬한 섭입으로 인해 경상분지와 같은 주향이동 분지들이 만들어졌고 , 신생대 마이오세에는 동해가 열리면서 그 영향으로 육지 동남부에 포항분지가 형성되었다.

 

한반도 지질 관련 도표 및 그림

그림 2.1. 동북아시아 주변부의 주요 퇴적 분지, 조산대, 안정 지괴(육괴) 및 기타 지질학적 특징의 개요
: 한반도와 중국, 일본을 포함한 동북아시아의 전반적인 지질 구조를 보여준다.

그림 2.2. (a) 한반도 지질 개략도(KIER, 1981a 수정), (b) 주요 지층 단위(Reedman and Um, 1975 수정).
: 한반도의 암석 분포와 시대별 지층 순서를 보여주는 가장 기본적인 자료이다.

 

그림 2.3 ~ 2.8: 옥천분지, 태백산분지 등 한반도의 주요 지질 단위에 대한 상세 지질도이다. 각 지역의 암석 분포와 구조를 자세히 보여준다.

그림 2.3. 옥천분지 지질 개략도. Chough and Bahk (1992) 인용.

그림 2.4. 옥천 습곡대의 지질 단면도. 중생대 화강암은 생략됨. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Cluzel 외(1990)의 자료를 수정함.

그림 2.5. 황강리층의 퇴적 모델을 보여주는 개념도.

그림 2.6. 태백산 분지 지질 개략도. D.K. Choi (1998) 인용.

그림 2.7. 태백 지역 지질 개략도. Son and Kim (1962)과 KIGAM (1979)의 자료를 수정함.

Fig. 2.8. Geologic map of Yongwol area, showing successive Cambro-Ordovician thrust sheets. After D.K. Choi (1998).

 

그림 2.9 & 2.10: 송림 조산운동과 대보 조산운동 시기에 판들이 어떻게 움직여 한반도의 지질 구조를 형성했는지를 보여주는 모식도이다.

그림 2.9. 동북아시아의 조산운동. 미국지구물리학회(American Geophysical Union)의 허가를 받아 Ree 외(2000)의 자료를 인용함.

그림 2.10. 한반도 지각 변형에 대한 중생대 판구조 환경. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Chough 외(2000)의 자료를 인용함.

 

그림 2.11 ~ 2.20: 화강암 분포 , 백악기 분지 형성 모델 , 포항분지와 제주도의 지질  등 특정 주제에 대한 상세한 그림들로, 한반도의 복잡한 지질 역사를 이해하는 데 도움을 준다.

그림 2.11. 한반도 남부의 화강암류 분포. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Chough 외(2000)의 자료를 인용함.

그림 2.12. 백악기 한반도와 인접 일본 열도의 지구조 환경.

그림 2.13. 경상 분지 북서부의 지질도. 국제퇴적학회(International Association of Sedimentologists)의 허가를 받아 Rhee 외(1998)의 자료를 인용함.

그림 2.14. 음성 분지의 지질도 및 단면도 (A-A’). SEPM(퇴적지질학회)의 허가를 받아 Ryang and Chough (1997)의 자료를 인용함.

그림 2.15. 음성 분지 남동부의 퇴적 모델. SEPM의 허가를 받아 Ryang and Chough (1997)의 자료를 인용함.

그림 2.16. (a) 진안 분지(Jinan Basin) 북동부의 지질도 (위치는 그림 2.12 참조). FA I = 충적 선상지, FA II = 소규모 길버트형 삼각주, FA III = 대규모 급경사 삼각주 사면, FA IV = 삼각주 사면 기저 및 전삼각주, FA V = 호성 평원 퇴적물. (b) 진안 분지 북동부의 퇴적 모델. 퇴적상과 지층 패턴의 점진적인 변화를 보여줌. (1) 주변부 충전물(FA I, II, V)과 축방향 충전물(FA III, IV, V)의 퇴적. 남동쪽 경계 단층을 따른 좌수향 주향이동 변위와 함께 상대적으로 작은 규모의 침강이 발생. 분지 바닥의 북쪽 경사로 인해 약간 비스듬한 전진 퇴적이 나타남. (2) 심화된 분지 침강과 관련된 호성 평원 퇴적물(FA V)의 형성. (3) 상부 주변부 충전물(FA III, IV)의 퇴적. 남동쪽 경계 단층을 따른 좌수향 주향이동 변위와 함께 상대적으로 큰 규모의 분지 침강이 발생. 분지 바닥의 북쪽 경사로 인해 약간 비스듬한 전진 퇴적이 나타남. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 S.H. Lee and Chough (1999)의 자료를 인용함.

그림 2.17. 포항 분지(마이오세) 서부의 지질 개략도 및 선상지 삼각주 시스템 개요. SEPM의 허가를 받아 Chough and Hwang (1997)의 자료를 인용함.

 

그림 2.18. 마이오세 포항 분지의 선상지 삼각주 시스템 퇴적 모델. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Hwang 외(1995)의 자료를 인용함.

그림 2.19. 포항 분지의 충적 공급 시스템으로부터의 상대적 퇴적물 공급률 추정. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Hwang 외(1995)의 자료를 인용함.

그림 2.20. 제주도의 지질 개요 및 응회환과 응회구. 미국지질학회(Geological Society of America, Inc.)의 허가를 받아 Sohn (1996)의 자료를 인용함.

 

표 2.1 & 2.2: 고생대 조선누층군의 복잡한 지층 이름을 지역별로 어떻게 분류하는지 정리한 표이다.

표 2.1. 태백-삼척 지역 고생대 하부 조선누층군의 층서 명명법. GICTR = 태백산지구지질조사단, GLS = 대석회암층군, YS = 양덕층군.

표 2.2. 영월 지역 고생대 하부 조선누층군의 층서 명명법.

 

2. 황해: 강과 조류가 빚어낸 얕은 바다

• 거대한 퇴적 분지: 황해 해저에는 북황해 분지와 남황해 분지가 있으며, 이 분지들은 과거 육지에 있던 분지들과 연결되어 있었다. 이 분지들은 백악기부터 신생대에 걸쳐 주로 강과 호수 환경에서 쌓인 두꺼운 퇴적층으로 채워져 있다. 탐사 시추 결과, 이 퇴적층들은 석유가스 자원을 포함할 가능성이 있는 것으로 나타났다.
• 퇴적물의 공급과 이동: 황해 퇴적물의 약 90% 이상은 중국의 황하(黃河)와 양자강(長江)에서 공급된다. 이 강들에서 나온 엄청난 양의 미세 퇴적물은 연안 해류를 타고 남쪽으로 이동하며 황해 대부분을 뒤덮는다. 한반도 연안에서는 강한 조류의 영향으로 모래가 쌓여 거대한 사퇴(Tidal sand ridge)가 발달해 있다.
• 과거와 현재의 퇴적층: 탄성파 탐사 결과, 황해의 얕은 지층은 크게 두 부분으로 나뉜다. 아래쪽은 빙하기 때 깎여나간 단단한 지층이고, 위쪽은 빙하기 이후 해수면이 상승하면서 쌓인 부드러운 홀로세 퇴적층이다.
• 갯벌의 진화: 서해안의 광활한 갯벌은 홀로세 해수면 상승과 함께 형성되었다. 연구 결과, 한국의 갯벌은 퇴적물 공급이 적어 바다 쪽으로 갈수록 퇴적물이 거칠어지는 독특한 특징을 보인다.

 

황해 관련 도표 및 그림

그림 3.2 ~ 3.5: 황해 분지에서 실시한 석유 탐사 시추공 자료와 탄성파 탐사 단면도이다. 수천 미터 깊이의 퇴적층과 복잡한 단층 구조를 보여주며, 황해의 석유 부존 가능성을 연구하는 데 중요한 자료가 된다.

그림 3.2. 북황해 분지 제2광구 탐사 시추공들의 대비. 한국석유공사 제공.

그림 3.3. 북황해 분지 제2광구의 대표 탄성파 단면도. 단면도 제공: 한국석유공사.

그림 3.4. 제2광구의 대표 탄성파 단면도(Marathon Oil Co., 1987 인용). 숫자는 추정된 시대를 나타냄: 1 = 플라이오세 ~ 플라이스토세, 2 = 마이오세, 3 = 올리고세 ~ 마이오세, 4 = 에오세 ~ 올리고세, 5와 6 = 백악기. Chun and Chough (1992) 자료 수정.

그림 3.5. 제2광구 음향 기반암의 시간 구조도. K.S. Park 외(1997) 인용, 한국석유공사 제공.

 

그림 3.6 ~ 3.11: 황해 남동부의 얕은 지층 구조와 퇴적층 두께, 해저 지형(사퇴, 모래언덕)을 보여주는 그림들이다. 강한 조류가 해저 지형을 어떻게 만드는지 알 수 있다.

그림 3.6. 황해 남동부의 음향 기반암(고제3기) 상부 퇴적층 등층후도. KIER (1981b) 인용.

그림 3.7. 하태도 근처의 중간 반사면 α와 β를 보여주는 유니붐(Uniboom) 단면도. 단면도 제공: 한국지질자원연구원.

그림 3.8. (a) 하태도 동쪽의 3.5 kHz 탄성파 반사 단면도(ORE)… (b) 한반도 방향으로의 해안 온랩(화살표)을 보여주는 해침 순차층 A. 단면도 제공: 한국지질자원연구원.

그림 3.9. (a) 순차층 A의 등층후도. (b) 순차층 A와 B의 등층후도. (c) 소흑산도 북동쪽 황해 남동부의 순차층 A, B, C 및 음향 기반암(AB)의 표면 분포. 단면도 제공: 한국지질자원연구원.

그림 3.10. 하태도 북동쪽 모래언덕 지대의 사이드스캔 소나 기록. 제공: 한국지질자원연구원.

그림 3.11. 안면도 연안의 조류 기원 사퇴. C.M. Kim and Lee (1974b) 인용, 한국지질자원연구원 제공.

 

표 3.1 & 3.2: 황해 주변 강들의 퇴적물 공급량과 퇴적물의 화학·광물 조성을 비교한 표이다. 퇴적물의 출처를 추적하는 데 사용된다.

표 3.1. 황해 및 남해와 관련된 강의 특성. H.J. Lee (1991) 인용.

표 3.2. 탄산칼슘, 산화칼슘 및 점토 광물 함량. H.J. Lee (1991) 인용.

 

그림 3.12 ~ 3.19: 황해 표층 퇴적물의 종류, 광물 및 화학 성분 분포, 퇴적물의 이동 경로를 종합적으로 보여주는 지도들이다. 이를 통해 황해 전체의 퇴적물 분포 패턴과 그 원인을 파악할 수 있다.

그림 3.12. 황해 및 인접 지역의 표층 퇴적물 분포도. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J. Lee and Chough (1989)의 자료를 인용함.

그림 3.13. 황해와 남해 퇴적물의 3가지 경광물(석영, 정장석, 사장석)에 따른 퇴적물 성분 분류. Koo 외(1980) 인용, 한국해양연구개발원 제공.

그림 3.14. 황해, 남해, 동해의 모래와 진흙에 대한 화학 성분(총 철분+마그네시아 대 알칼리).

그림 3.15. 황해 현생 퇴적물의 이동 경로 모식도(화살표). Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J. Lee and Chough (1989)의 자료를 인용함.

그림 3.16. 황해 남동부의 점토 광물 분포 (2μm 이하, 탄산염 제거 분획). SEPM(퇴적지질학회)의 허가를 받아 Chough and Kim (1981)의 자료를 인용함.

그림 3.17. 황해 남동부 전체 퇴적물의 미량 원소 농도(ppm). CCOP 기술회보의 허가를 받아 Chough (1983)의 자료를 인용함.

그림 3.18. 황해 남동부의 해수 온도(°C). SEPM의 허가를 받아 Chough and Kim (1981)의 자료를 인용함.

그림 3.19. 황해 남동부 미세 퇴적물의 이동 가능 경로. SEPM의 허가를 받아 Chough and Kim (1981)의 자료를 수정함.

 

그림 3.20 ~ 3.26: 황해 퇴적물 코어 시료의 위치와 물리적·역학적 특성(입자 크기, 함수율, 전단강도 등)을 분석한 그래프이다. 퇴적물의 안정성을 평가하는 데 중요하다.

그림 3.20. 황해 남동부의 코어 위치(점)를 보여주는 지도. Shepard(1954)의 분류법에 따른 표층 퇴적물 분포는 300개 이상의 표층 시료 분석에 기초함.

그림 3.21. 1cm 두께 코어 절편의 X선 사진. Taylor & Francis의 허가를 받아 H.J. Lee 외(1987)의 자료를 인용함.

그림 3.22. 한국 태안반도 연안 동부 황해의 해침 모래층에서 채취한 코어 위치(점)를 보여주는 지도.

그림 3.23. 태안반도 연안 해침 모래층에서 채취한 코어의 퇴적물 조직. H.J. Lee (1991) 인용.

그림 3.24. 황해 남동부에서 채취한 코어의 함수율. H.J. Lee (1987) 인용.

그림 3.25. 황해 남동부에서 채취한 코어의 전단강도. 대부분의 퇴적물은 코어 하부로 갈수록 전단강도가 점차 증가하는 양상을 보이나, 코어 606과 1003에서는 함수율과 점토 함량이 증가함에 따라 전단강도가 하부로 갈수록 감소한다. 코어 위치는 그림 3.20 참조.

그림 3.26. 황해 남동부 퇴적물의 소성도표상 아터버그 한계. 대부분의 퇴적물은 낮음에서 중간 정도의 소성을 가지는 무기질 점토 또는 실트질 점토 영역인 CL에 해당한다. 그러나 코어 1703의 퇴적물과 코어 1604의 일부는 높은 소성을 가지는 무기질 점토 영역인 CH에 포함된다. Taylor & Francis의 허가를 받아 H.J.Lee 외(1987)의 자료를 인용함.

 

그림 3.27 ~ 3.48 & 표 3.3 ~ 3.6: 서해안 갯벌(곰소만, 대호방조제 지역)의 지형, 퇴적물, 형성 과정, 그리고 인간의 간척 활동이 퇴적 환경에 미치는 영향을 상세히 분석한 자료들이다. 계절에 따라 퇴적과 침식이 반복되는 역동적인 갯벌의 모습을 보여준다.

그림 3.27. 한국 서해안 및 남해안 일부의 갯벌 분포를 보여주는 지도.

그림 3.28. 수심 및 시료 채취 지점을 보여주는 곰소만 위치도(삽입). SEPM의 허가를 받아 Y.H. Kim 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.29. 펄 갯벌, 혼합 갯벌, 모래 갯벌 표층 퇴적물의 입도 빈도 곡선. SEPM의 허가를 받아 Y.H. Kim 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.30. SW선을 따른 곰소만 갯벌의 층서 단면도. SEPM의 허가를 받아 Y.H. Kim 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.31. 황갈색 산화된 진흙의 대표적인 X선 사진.

그림 3.32. 황갈색 산화된 진흙에서 발견된 생물 기원 구조의 대표적인 X선 사진.

그림 3.33. 황갈색 산화된 진흙에서 발견된 화석 뿌리의 대표적인 X선 사진.

 

그림 3.34. 바이브라코어(vibracore)로 채취한 홀로세 순차층의 퇴적 구조에 대한 대표적인 X선 사진.

그림 3.35. 곰소 퇴적물의 방사성 탄소 연대 측정에 기초한 홀로세 해수면 곡선. SEPM의 허가를 받아 Y.H. Kim 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.36. 곰소만 갯벌의 층서 단면 개략도. SEPM의 허가를 받아 Y.H. Kim 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.37. 그랩 및 수질 시료 채취, 정박 조사, 퇴적률 관측을 위한 다양한 정점을 보여주는 대호 지역 지도. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J.Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.38. 방조제 제약이 없는 (a)와 있는 (b) 경우의 대호 지역에 대한 유한 차분 조석 모델링 결과. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J.Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.39. 55개 그랩 시료의 조직 분석에 기초한 표층 퇴적물 분포.

그림 3.40. 시간에 따른 지형 변화를 보여주는 I~IV 측선의 수직 단면도.

그림 3.41. 여름철 대호 지역의 총 부유 물질(TSM) 분포, 해수면 (a) 및 해저 부근 (b). Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J.Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.42. 겨울철 대호 지역의 총 부유 물질(TSM) 분포, 해수면 (a) 및 해저 부근 (b). Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J.Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.43. 대호 갯벌 연안의 총 부유 물질(TSM) 입도 빈도 곡선.

그림 3.44. 1993-1995년 동안 대호 갯벌 표층 퇴적률의 계절적 변화. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J. Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.45. 급격한 계절 변화를 보여주는 평균 입도 빈도 곡선. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J. Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.46. 겨울철 A1 정박 관측소의 수력학적 측정 시계열. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J. Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.47. 여름철 A1 정박 관측소의 수력학적 측정 시계열. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J. Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

그림 3.48. 여름과 겨울 동안 한 조석 주기 동안의 총 부유 물질(TSM) 순 유동을 보여주는 벡터 다이어그램. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 H.J. Lee 외(1999)의 자료를 인용함.

표 3.3. 곰소만 갯벌의 후기 플라이스토세 및 홀로세 퇴적물 화학 성분(*산화 퇴적물). KORDI (1994) 인용.

표 3.4. 곰소만 갯벌의 후기 플라이스토세 및 홀로세 퇴적물 점토 광물 조성(*산화 퇴적물). KORDI (1994) 인용.

표 3.5. 곰소만과 한국 서해안의 해수면 지시 시료에 대한 14C 연대. Y.H. Kim 외(1999) 인용.

표 3.6. 1993-1995년 동안 대호 갯벌의 I~IV 측선을 따른 퇴적률. H.J. Lee 외(1999) 인용.

 

3. 남해와 동중국해: 복잡한 해안과 퇴적 분지

• 분지 발달: 남해와 동중국해 북부 해역에는 도미 분지, 제주 분지, 소코트라 분지 등 여러 퇴적 분지가 북동-남서 방향으로 발달해 있다. 이 분지들은 신생대(특히 마이오세)에 퇴적이 활발했으며, 석유 탐사 시추가 여러 차례 이루어졌다.
• 연안 퇴적: 남해안의 가마양만과 같은 반폐쇄적인 만에서는 강으로부터의 퇴적물 공급이 거의 없고, 주로 외해에서 조류를 통해 운반된 미세 퇴적물이 쌓여 특징적인 퇴적 환경을 만든다. 반면 낙동강과 같이 큰 강 하구에서는 강에서 운반된 많은 양의 퇴적물이 삼각주를 형성한다.

남해·동중국해 관련 도표 및 그림

그림 4.1 ~ 4.3: 남해와 동중국해의 수심, 퇴적 분지의 단면, 탐사 시추공 위치를 보여준다. 이 지역의 분지들이 어떻게 형성되고 채워졌는지 이해하는 데 도움을 준다.

그림 4.1. 황해 남부와 동중국해 북부의 상세 수심도. 한국해양연구개발원 제공.

그림 4.2. (a) 남해를 가로지르는 탄성파 단면도. 화살표는 상부 마이오세와 중부 마이오세 사이의 추정 경계를 나타낸다. (b) 시추공 위치를 포함한 도미 분지와 소라 분지의 개요. 기반암 단층들이 표시되어 있다. 단면도 제공: 한국석유공사.

그림 4.3. 남해와 동중국해 탐사 시추공들의 대비. 한국석유공사 제공.

 

그림 4.4 ~ 4.11: 가마양만의 지형, 조류, 퇴적층 두께, 탄성파 단면 등을 상세하게 보여주는 자료들이다. 조류가 강한 암석 해안의 퇴적 작용을 이해하는 모델이 된다.

그림 4.4. 가마양만 색인도. DB = 득량만, JB = 진해만, KB= 광양만, KI = 거제도, NI = 남해도. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Kang and Chough (1982)의 자료를 인용함.

그림 4.5. 가마양만의 조류. 화살표 길이는 연속 관측의 평균 유속을 나타낸다. (a) 창조류. (b) 낙조류.

그림 4.6. 가마양만의 수심 (a) 및 입도 분포 (b). 70개 이상의 표층 퇴적물 시료는 북쪽으로 갈수록 입도가 점진적으로 감소하는 것을 보여준다. 미터 단위의 수심은 평균 해수면 기준으로 보정되었다. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Kang and Chough (1982)의 자료를 인용함.

 

그림 4.7. 가마양만 환상침식지형(moat)에서 채취한 표층 시료들의 평균 입도 변화 및 입도 스펙트럼 지도. (a) 백도 서쪽. (b) 삼도 동쪽. 위치는 그림 4.4 참조. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Kang and Chough (1982)의 자료를 인용함.

그림 4.8. 가마양만 음향 기반암 상부 퇴적층의 두께. 퇴적물 내 음파 속도는 1,600 m/s로 가정함. 점선은 추정된 두께를 나타내며, 이 층들은 퇴적물 내 가스 기포에 의해 생성된 것으로 보이는 혼탁층(turbid layer)에 의해 가려져 있다. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Kang and Chough (1982)의 자료를 인용함.

그림 4.9. 가마양만 동쪽 가장자리(돌산도 서쪽)를 가로지르는 유니붐(Uniboom) 단면도. 약 30ms 간격 깊이의 중간 반사면(화살표)을 보여줌 (위치는 그림 4.4 참조). 수직축: 왕복 주시(밀리초); 10밀리초는 약 8m의 퇴적물 두께에 해당함. 중간 반사면은 약 4,500년 전 홀로세 해침 이전의 침식면으로 추정된다. (b)의 양 끝에 있는 혼탁층(밝은 점)은 음향 에너지가 감쇠하는 가스 함유 퇴적물을 나타낸다. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Kang and Chough (1982)의 자료를 인용함.

그림 4.10. 득량만을 가로지르는 유니붐 단면도. 중간 반사면(α와 β)과 순차층 A, B, C를 보여줌. 해침 순차층 A는 해안 온랩(coastal onlap)을 보인다. 수직축: 왕복 주시(밀리초); 10밀리초는 약 8m의 퇴적물 두께에 해당함. 한국지질자원연구원 제공.

그림 4.11. 거제도와 남해도 사이 남해의 유니붐 단면도. 잘려나간 중간 반사면과 침식된 고(古)하도(화살표)를 보여줌. 수직축: 왕복 주시(밀리초); 10밀리초는 약 8m의 퇴적물 두께에 해당함. 한국지질자원연구원 제공.

 

그림 4.12 ~ 4.17 & 표 4.1: 남해의 표층 퇴적물 분포와 코어 시료의 물리적 특성을 보여준다. 연안에는 미세한 진흙이, 외해로 갈수록 모래가 많아지는 경향을 보인다.

그림 4.12. 동부 남해의 표층 퇴적물 분포. Folk(1954)의 분류법에 따른 퇴적물 분류. 현생 진흙은 전체 연안 지역과 일부 만에 우세하게 나타난다. 모래는 외해로 갈수록 증가한다. 가장 서쪽 부분에는 순수한 진흙보다는 모래질 진흙이 나타남을 주목할 것. Elsevier Science Ltd.의 허가를 받아 Chough 외(1991a)의 자료를 인용함.

그림 4.13. 동부 남해의 지질공학적 코어 시료 위치(점)를 보여주는 지도. 등고선 단위는 미터. Elsevier Science Ltd.의 허가를 받아 Chough 외(1991a)의 자료를 인용함.

그림 4.14. (a) 실트 함량 대 수심의 관계. 코어 번호가 있는 각 점은 코어 전체의 평균 실트 함량을 나타낸다 (코어 위치는 그림 4.13 참조). 수심이 깊어질수록 실트 함량이 일관되게 감소함을 주목할 것. 연안과 외해 지역 사이의 경계는 수심 등고선 형태에 따라 결정된다 (그림 4.13 참조). (b) 유기물 대 탄산칼슘(CaCO₃) 함량의 관계. 동쪽으로 갈수록 두 함량이 뚜렷하게 증가한다. 각 점은 코어의 평균값을 나타낸다. Elsevier Science Ltd.의 허가를 받아 Chough 외(1991a)의 자료를 인용함.

그림 4.15. 선정된 퇴적물 코어의 지질공학적 특성 (코어 위치는 그림 4.13 참조). 코어 K-6는 실트질 퇴적물로 구성된 반면, 코어 C-7은 주로 점토로 구성된다. U-시리즈 코어는 실트와 점토가 거의 동일한 양으로 구성되어 있으며, 모든 지질공학적 특성에서 가장 높은 값을 보인다. 해침 퇴적물(코어 J-102)은 입자 조직과 함수율 간의 밀접한 관계를 보여준다. W = 함수율, PL = 소성 한계, LL = 액성 한계, SS = 전단강도, OM = 유기물. Elsevier Science Ltd.의 허가를 받아 Chough 외(1991a)의 자료를 인용함.

그림 4.16. 각 코어 시리즈에 대한 전단강도(SS)와 함수율(W)의 평균 수직 단면도 (코어 위치는 그림 4.13 참조). 모든 전단강도 단면은 코어 하부로 갈수록 증가하는 경향을 보이는 반면, 함수율은 매몰 깊이에 따라 일정하게 유지됨을 주목할 것. Elsevier Science Ltd.의 허가를 받아 Chough 외(1991a)의 자료를 인용함.

그림 4.17. 남해 퇴적물의 소성도표. K-시리즈 코어는 낮음에서 중간 정도의 소성을 가지는 무기질 점토(CL) 영역에 속한다. P- 및 C-시리즈 코어는 높은 소성을 가지는 무기질 점토(CH) 영역의 하부에 도시된다. 가장 동쪽의 코어(N- 및 U-시리즈)는 CH 영역에서 가장 높은 위치에 있으며, 다양한 양의 모래를 포함하는 일부 N-시리즈 코어는 흩어져 있다. 모든 점들은 A-라인 위에서 양호한 선형성을 보인다. 점의 기호는 그림 4.14를 참조할 것. Elsevier Science Ltd.의 허가를 받아 Chough 외(1991a)의 자료를 인용함.

표 4.1. 남해의 표층 (및 표층하) 퇴적물의 지질공학적 특성. Chough 외(1991a) 인용.

 

4. 동해와 그 주변부: 갈라져서 만들어진 깊은 바다

• 배호분지(Back-arc basin)의 형성: 동해는 과거 아시아 대륙에 붙어있던 일본 열도가 떨어져 나가면서 그 사이의 지각이 확장되어 형성되었다. 이 과정은 울릉 단층과 같은 거대한 주향이동 단층계를 따라 일어났다. 동해 주변부의 표층 퇴적물은 대륙붕에는 모래가, 외해로 갈수록 진흙이 우세하게 분포한다. 수심에 따라 다르게 분포하는 이 퇴적물들은 각각 뚜렷한 물리적 특성을 가지는데, 그 내용은 표 6.1에 정리되어 있다.

표 6.1. 한반도 동부 및 남동부 대륙 주변부 최상부 퇴적물의 지질공학적 특성. (H.J. Lee 외(1991, 1993) 자료 수정).

• 지각과 지층 구조: 동해 중앙부의 일본 분지는 해양 지각으로 이루어져 있으나, 울릉 분지와 야마토 분지는 얇아진 대륙 지각 위에 두꺼운 퇴적층과 화산암층이 덮여 있는 복합적인 구조를 보인다. 탄성파 탐사 자료는 이러한 복잡한 지층 구조를 잘 보여준다.
• 퇴적 과정: 동해의 대륙사면은 경사가 급해 해저 사태가 자주 발생한다. 이러한 사태로 인해 해저면에는 거대한 붕괴 흔적(단애)이 남게 되는데, 그 규모와 특징은 표 6.3에 정리되어 있다.

표 6.3. 한국 동부 대륙사면의 사면 붕괴 단애 특성 요약. Chough 외(1991b) 자료 수정.
* 일본 분지와 야마토 분지의 상부 100m 실트질 점토에 대한 ODP 자료(Nobes 외, 1992)와 이 연구에서 측정된 표층 퇴적물 값을 함께 이용하여 추정함.

• 사면 붕괴는 대규모 퇴적물 이동을 야기하여 슬럼프, 슬라이드, 암설류 등의 중력류 퇴적물을 만들고, 이는 결국 분지 중앙부에서 터비다이트라는 퇴적층을 형성한다. 이러한 다양한 퇴적물들은 고해상도 음향 탐사 자료에서 보이는 특징에 따라 분류할 수 있는데, 그 구체적인 유형과 해석은 표 6.2에 정리되어 있다.

• 과거의 해양 환경: 동해 심부 퇴적물 코어 분석 결과, 빙하기에는 해수면이 낮아져 외부와의 해수 교환이 거의 차단되면서 심층에 산소가 부족한 환경이 조성되었고, 간빙기(홀로세)에는 쓰시마 난류가 유입되면서 현재와 같이 산소가 풍부한 환경이 되었다.

 

동해·주변부 관련 도표 및 그림

그림 5.1 & 6.1: 동해와 한반도 동쪽 대륙 주변부의 상세한 해저 지형을 보여준다.

그림 5.1. 동해의 주요 지형 특징. 점들은 심해 시추(DSDP 및 ODP) 지점의 위치를 나타내며, Leg 31 (299-302 지점), Leg 127 (794-797 지점), Leg 128 (794, 798, 799 지점)을 포함한다. TDSC = 도야마 심해곡. 수심 단위는 미터. UIG = 울릉 분지 간 평원 갭.

그림 6.1. 한국 동부 대륙 주변부의 수심도. 등고선 간격은 100m. 돌고래-1 시추공과 탄성파 단면도(그림 6.3, 6.4, 6.7, 6.8)의 위치도 표시되어 있다. 수심 자료는 H.J. Lee 외(1993), Yoon(1994), KORDI(1993, 1995)로부터 편집함.

 

그림 5.2, 5.3, 5.5, 7.3: 탄성파 탐사와 중력 탐사 자료를 바탕으로 해석한 동해의 지각 구조 단면도와 지각 유형 분포도이다. 동해가 어떻게 서로 다른 종류의 지각으로 이루어져 있는지 보여준다.

그림 5.2. 동해의 지각 구조. C.H. Park 외(1996) 인용.

그림 5.3. 탄성파 탐사 자료로 해석한 동해 횡단 지질 구조 모식도 (1, 2, 3층 및 모호면). 미국지질학회의 허가를 받아 Ludwig 외(1975)의 자료를 인용함.

그림 5.5. 동해의 지각 유형. 지각 유형의 구분은 탄성파 반사/굴절 자료, 해저 시료 채취 자료, 지자기 자료, 기반암 깊이 및 지형에 기초한다. 등고선 단위는 미터. Tamaki (1988) 자료 수정.

그림 7.3. 중력 모델링(b)과 탄성파 속도 분석에 기초한 울릉 분지의 지각 구조(a). 사각형 안의 숫자는 P파 속도(km/s)를, 굵은 숫자는 밀도 값(g/cm³)을 나타낸다. 단면도의 위치는 그림 6.13 참조. C.H. Park 외(1996) 자료 수정.

 

그림 5.4, 5.6, 7.4, 7.5: 동해의 열류량 , 퇴적층 두께 , 중력 및 자기 이상 분포도이다. 동해가 지질학적으로 매우 젊고 활발한 분지임을 시사한다.

그림 5.4. 동해 및 인접 지역의 열류량 값. 미국지구물리학회의 허가를 받아 Watanabe 외(1977)의 자료를 인용함.

그림 5.6. 동해 음향 기반암 상부의 퇴적층 두께 지도. 등고선 간격(1)은 0.5초(왕복 주시)이며, 평균 탄성파 속도는 2 km/s로 가정함; 어두운 지역(2)은 음향 기반암(3.5–6.2 km/s)의 노두를 나타냄; 가로 막대가 있는 선(3)은 단층을 나타냄. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Gnibidenko (1979)의 자료를 인용함.

그림 7.4. 울릉 분지의 부게 이상도. 등고선 간격은 20mgal. Suh 외(1998) 자료 수정.

그림 7.5. 울릉 분지의 자기 이상도. 등고선 간격은 50nT. Suh 외(1998) 자료 수정.

 

그림 5.7, 5.8, 6.3, 6.7, 6.8, 7.6: 동해와 그 주변부의 탄성파 탐사 단면도와 심해 시추(ODP) 결과를 보여주는 그림들이다. 수천 미터에 달하는 퇴적층의 구조와 종류를 상세히 보여준다.

그림 5.7. 에어건 단면도 (측선 25와 28, 위치는 그림 5.1 참조). 수직축은 왕복 주시(초). 음향적으로 층을 이룬 상부 불투명 단위(A)는 투명한 중간 단위(B) 아래에 있으며, 울릉 분지와 일본 분지 모두에서 나타난다. 일본 분지에서는 불투명 단위가 투명 단위 내에 교차하여 끼어 있기도 하다. 일본지질조사소의 허가를 받아 Tamaki 외(1978)의 자료를 인용함.

 

그림 5.8. 해양 시추 프로그램(ODP) Leg 127 코어의 주상도 (시추 위치는 그림 5.1 참조). Tamaki 외(1992) 자료 수정.

 

그림 6.3. 한국 동쪽 주변부를 가로지르는 에어건 단면도와 해석. 지질 구조와 층서를 보여줌. 위치는 그림 6.1 참조. BE = 기반암 급경사면(울릉 단층), DA = 암설 애이프런. 미국지질학회의 허가를 받아 Yoon and Chough (1995)의 자료를 인용함.

 

그림 6.7. 울릉 분지 남서 주변부의 변형되지 않은 지역에서 얻은 다중채널 에어건 단면도와 그 층서학적 해석 (위치는 그림 6.1과 6.6 참조). oPG = 사교 전진형, RG = 후퇴형, sPG = S자형 전진형. Springer-Verlag의 허가를 받아 Chough 외(1997a)의 자료를 인용함.

 

 

그림 6.8. 돌고래 충상단층대로부터 얻은 다중채널 에어건 단면도와 그 순차층서학적 해석 (위치는 그림 6.1과 6.6 참조). oPG = 사교 전진형, RG = 후퇴형, sPG = S자형 전진형. Springer-Verlag의 허가를 받아 Chough 외(1997a)의 자료를 인용함.

그림 7.6. 울릉 분지를 가로지르는 다중채널 에어건 단면도 (위치는 그림 6.13 참조). 순차 단위의 분류는 Chough and Lee (1992)에 기초함. 단면도 제공: 한국석유공사.

 

그림 5.9 ~ 5.12, 6.6, 6.10, 7.10: 동해가 형성되고 진화하는 과정을 단계별로 보여주는 모식도이다. 일본 열도의 분리, 분지의 확장과 침강, 그리고 후기 압축 변형까지의 복잡한 역사를 이해하는 데 도움을 준다.

그림 5.9. 동해 지역 주변의 지각판 분포. 판 경계는 심해 해구로 표시되어 있다.

그림 5.10. 제3기 중기 동아시아 대륙의 미세판 운동. 인도-유라시아 충돌은 아무르판의 북동쪽 후퇴를 야기했으며, 이는 결국 동해와 쿠릴 분지의 배호 열림을 발생시켰다. Tamaki (1988) 인용.

그림 5.11. ODP 시추 결과에 기초한 동해 열림 요약 모식도. 해저 확장과 지각 신장은 동해의 동쪽과 서쪽 가장자리에 있는 두 개의 우수향 주향이동 단층계에 의해 유도되었고, 부분적으로는 일본 열도의 차별적 회전에 의해 유도되었다. 일본 분지의 확장 중심은 서쪽으로 전파되며 해양 지각의 면적을 증가시켰다. Jolivet and Tamaki (1992) 인용.

그림 5.12. 5개 층서 단면에 대한 백스트리핑(back-stripping) 분석으로부터 유도된 동해 배호 지역의 구조적(잔류) 및 총 침강 패턴 요약. 수직 운동의 최대 및 최소 한계 범위는 개별 침강 곡선에 의해 정의된 극값을 나타낸다. 평균 총 침강/융기량과 구조적 침강/융기량은 각 250만 년 간격에 대한 개별 곡선의 기울기를 평균하여 계산되었다. Ingle (1992) 인용.

그림 6.6. 한국 남동쪽 주변부 대륙붕단의 고(古)위치. 대륙붕은 1,200만 년 전까지 북동쪽으로 전진 퇴적하였고, 그 이후에는 대륙붕 동쪽 부분이 융기한 충상대(돌고래 충상단층대)와 합쳐지면서 북쪽으로 전진 퇴적 방향이 바뀌었다. 대문자는 그림 6.7과 6.8에 표시된 층서 경계면을 나타낸다. Springer-Verlag의 허가를 받아 Chough 외(1997a)의 자료를 수정함.

그림 6.10. 돌고래-1 시추공의 지사학 분석에 기초한 한국 남동쪽 주변부의 침강사 (위치는 그림 6.1 참조). Wd = 고수심, S = 총 침강, S* = 퇴적물 다짐 이전의 총 침강, Y = 구조적 침강. 미국지질학회의 허가를 받아 Chough and Barg (1987)의 자료를 인용함.

그림 7.10. 울릉 분지의 가상적 진화 복원도. (a) 초기 열림 단계. (b) 인장 분리 열림 단계. (c) 부채꼴 열림 단계. (d) 배호 닫힘 단계. 삽입 그림은 동해 전체의 구조 진화를 보여준다. 복원도는 각 진화 단계 끝의 고지리를 나타낸다. 굵은 화살표는 대륙 지괴의 상대적인 움직임을 나타낸다. DTB = 돌고래 충상단층대, HF = 후포 단층, NKP = 북한대지 지괴, OB = 오키 뱅크 지괴, SKP = 남한대지 지괴, TF = 쓰시마 단층, UF = 울릉 단층, PYB = 포항-영덕 분지, YF = 양산 단층. 어둡고 밝게 음영 처리된 지역은 각각 해양 지각과 얇아지거나 확장된 대륙 지각의 기반암을 나타낸다. 미국지질학회의 허가를 받아 Yoon and Chough (1995)의 자료를 수정함.

 

그림 5.13, 6.11, 6.14, 7.11: 동해와 그 주변부의 표층 퇴적물 분포와 고해상도 음향 탐사(Chirp)로 본 해저면의 특징을 보여준다. 퇴적물의 종류와 분포를 통해 현재의 퇴적 작용을 유추할 수 있다.

그림 5.13. 동해 표층 퇴적물의 입도 분포. Skornyakova (1961) 자료 수정.

그림 6.11. 한반도 동쪽 주변부의 표층 퇴적물 분포. Folk(1980)의 분류법에 따라 입도별로 분류함. 진해기기창(1979) 자료 수정.

그림 6.14. 국립해양조사원의 처프(Chirp) 소나 탐사에 기초한 울릉 분지와 그 주변부의 음향 유형 분포 (그림 6.13). Chough 외(1997b) 인용.

그림 7.11. 울릉 분지 평원의 대표적인 음향 유형을 보여주는 고해상도(처프) 탄성파 단면도 (각 단면도의 위치는 그림 6.13 참조). 각 음향 유형의 특성과 분포는 각각 표 6.2와 그림 6.14에 있다. 수평 축척 막대 = 3 km, 수직 축척 막대 = 약 50 m. Chough 외(1997b) 인용.

 

그림 6.2, 6.5, 6.9: 한반도 동쪽 대륙 주변부의 주요 단층과 퇴적 분지 분포를 보여준다. 울릉 단층, 양산 단층과 같은 거대 단층들이 이 지역의 지질 구조를 어떻게 제어하는지 보여준다.

그림 6.2. 한국 동쪽 주변부의 주요 지질 구조. DTB = 돌고래 충상단층대, HF = 후포 단층, PYB = 포항-영덕 분지, TF = 쓰시마 단층, UF = 울릉 단층, YF = 양산 단층. Yoon (1994) 및 Yoon 외(1997) 자료 수정.

그림 6.5. 한국 동쪽 주변부의 음향 기반암 시간 구조도(a) 및 제I 단위(b), 제II 단위(c), 제III 단위(d)의 등층후도. 등고선 단위는 초(왕복 주시). 미국지질학회의 허가를 받아 Yoon and Chough (1995)의 자료를 인용함.

그림 6.9. 한국 동쪽 주변부를 따른 해양 퇴적 분지 분포. Yoon and Chough (1993) 인용.

 

그림 6.12, 6.15, 6.17, 7.2, 7.13: 퇴적물 코어의 X-ray 사진과 탄성파 단면도를 통해 해저 사태로 만들어진 다양한 퇴적 구조(터비다이트, 암설류 등)를 보여준다.

그림 6.12. 한국 동쪽 주변부에서 채취한 대표 코어의 X선 사진. (a) 패각 파편을 포함한 괴상 모래, 40–52 cm, 코어 S-1. (b) 생물 교란된 진흙, 40–52 cm, 코어 S-12. (c) 황철석 필라멘트를 포함하며 완전히 생물 교란된 진흙, 222–237 cm, 코어 N-36. (d) 엽층리상 진흙 (터비다이트의 E단위), 100–115 cm, 코어 N-12. (e) 실트-점토 커플릿을 가진 터비다이트 진흙, H = 점토 단위, Z = 실트 단위, L = 엽층리상 진흙, 220–232 cm, 코어 S-3. 코어 위치는 H.J. Lee 외(1991, 1993) 참조.

그림 6.15. 한국 동쪽 대륙사면의 대표적인 음향을 보여주는 고해상도(처프) 탄성파 단면도 (단면도 위치는 그림 6.13 참조). 음향 유형의 특성과 해석은 표 6.2에 기술되어 있다. 수평 축척 막대 = 약 3 km, 수직 축척 막대 = 약 50 m. Chough 외(1997b) 인용.

그림 6.17. 사면붕괴 단애와 이동된 퇴적체를 보여주는 에어건 단면도 (위치는 그림 6.16 참조). 붕괴 단애(SS) 바로 아래 사면에 위치한 슬럼프/슬라이드 이동체(S)는 비교적 투명하며, 사면 기저부에서 분지 쪽으로 두꺼워지는 층상의 퇴적체 쐐기(T)로 점이한다. 수직축은 왕복 주시(초). Taylor & Francis의 허가를 받아 Chough 외(1991b)의 자료를 인용함.

그림 7.2. 울릉 분지 간 평원 갭 내의 해저 수로 시스템을 보여주는 울릉 분지 북동부의 시빔(Seabeam) 영상. 위치는 그림 6.13 참조. 사진 제공: 한국해양연구개발원.

그림 7.13. 울릉 분지의 다양한 진흙 유형에 대한 X선 사진. LM = 엽층리상 진흙, CLM = 조잡한 엽층리상 진흙, BM = 생물 교란된 진흙, HM = 균질한 진흙, BSM = 생물 교란된 실트질 진흙. 코어 위치는 그림 6.13 참조. 사진 제공: 한국해양연구개발원.

 

그림 6.16, 6.18, 7.17: 동해 대륙사면에서 일어나는 퇴적 과정과 후기 제4기 동안의 고환경 변화를 종합적으로 보여주는 모식도이다.

그림 6.16. 사면붕괴 단애(음영)와 슬럼프/슬라이드 이동체(점)의 분포. 등고선 단위는 미터. Taylor & Francis의 허가를 받아 Chough 외(1991b)의 자료를 수정함.

그림 6.18. 한반도 동쪽 주변부의 제4기 퇴적 과정 모식도. 퇴적물은 지속적인 반원양성 퇴적과 후퇴성 사면 붕괴에 의해 유발된 간헐적인 중력류에 의해 주로 퇴적되었다. Yoon 외(1996) 인용.

그림 7.17. 후기 제4기 동안 울릉 분지의 고환경 변화 모식도. 단면은 대한해협과 울릉 분지 간 평원 갭(UIG)을 가로지른다. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Bahk 외(2000)의 자료를 인용함.

 

그림 7.1, 7.7, 7.8, 7.9: 울릉 분지의 상세한 수심, 기반암 구조, 퇴적층 두께 및 종류 분포를 보여주는 지도들이다. 울릉 분지에 대한 집중적인 연구 결과를 보여준다.

그림 7.1. 울릉 분지의 수심도. 등고선 간격은 100m. NUE = 북울릉단애, Is. = 섬, Smt = 해산, UIG = 울릉 분지 간 평원 갭. 국립해양조사원 제공.

그림 7.7. 울릉 분지 음향 기반암의 시간 구조 및 반사 유형. 등고선 간격은 0.5초(왕복 주시). Blackwell Science의 허가를 받아 Chough and Lee (1992)의 자료를 수정함.

그림 7.8. 울릉 분지 퇴적 순차층의 탄성파상 및 등층후도. (a) 제III-2 단위. (b) 제III-1 단위. (c) 제II 단위. (d) 제I 단위. 등고선 단위는 초(왕복 주시). Blackwell Science의 허가를 받아 Chough and Lee (1992)의 자료를 수정함.

 

그림 7.9. 울릉 분지의 상부 플라이오세 탄성파 단위(a)와 하부 플라이스토세 단위(b)의 탄성파상 지도. 등고선 단위는 미터. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 G.H. Lee and Suk (1998)의 자료를 인용함.

 

그림 7.12, 7.16 & 표 6.1, 6.3, 7.1: 울릉 분지 퇴적물 코어의 분석 결과와 물리적 특성을 정리한 자료이다. 과거 화산 폭발 기록(화산재층)을 이용해 퇴적층의 나이를 결정하고 퇴적 속도를 계산하는 데 사용된다.

그림 7.12. 울릉 분지 바닥에서 채취한 퇴적물 코어 기술. 코어 위치는 그림 6.13 참조. T_c = 사교 엽층리 모래, T_d = 엽층리 실트, E₁ = 엽층리상 진흙, E₂ = 점이층리 진흙, E₃ = 균질한 진흙, E₄ = 콘볼루트 진흙, F₁ = 생물 교란된 진흙, F₂ = 황철석 필라멘트를 포함한 생물 교란된 진흙, G = 불분명한 엽층리상 진흙, H = 이암편 진흙. 최상부 화산재층(←)은 약 9,300년 전에 울릉도에서 분출한 울릉 화산재(오키 화산재)이다; 두 번째 층은 약 21,000–22,000년 전에 규슈 남부 아이라 칼데라에서 분출한 아이라-Tn 화산재(↑)이다; 세 번째 층(→)은 야마토 화산재(25,000–35,000년 전) 또는 아소 칼데라에서 나온 아소-4 화산재(50,000년 전)이다 (Arai 외, 1981). SEPM과 Springer-Verlag의 허가를 받아 Chough 외(1984) 및 Chough and Bahk (1984/85)의 자료를 수정함.

그림 7.16. 퇴적물 주상도 요약 및 코어 대비 (코어 위치는 그림 6.13 참조). 채워진 화살표는 분출 연대가 알려진 테프라층을 나타낸다; 빈 화살표는 AMS ¹⁴C 연대 측정 위치(15,090 ± 200년 전)를 나타낸다. Elsevier Science B.V.의 허가를 받아 Bahk 외(2000)의 자료를 인용함.

 

결론 및 시사점

한반도와 주변 바다의 지질은 판구조론적 관점에서 역동적으로 진화해 온 산물이다.

1. 충돌과 융합의 역사: 한반도의 기본 골격은 고생대 말~중생대 초에 북중국 지괴와 남중국 지괴가 충돌(송림 조산운동)하고, 이후 쥐라기에 태평양판의 섭입으로 인해 대규모 단층 운동(대보 조산운동)이 일어나면서 형성되었다.
2. 분지와 바다의 형성: 백악기에는 판의 비스듬한 섭입으로 인해 한반도 남동부에 경상분지와 같은 주향이동 분지들이 만들어졌다. 신생대에는 일본 열도가 대륙에서 분리되면서 동해가 열렸고, 이때의 인장력으로 인해 포항 분지와 같은 작은 분지들도 함께 형성되었다.
3. 퇴적 환경의 변화: 마지막 빙하기 이후 해수면이 급격히 상승하면서 황해와 같은 얕은 대륙붕해가 만들어졌고, 현재와 같은 퇴적 환경이 조성되었다. 강에서 유입되는 퇴적물의 양, 조류와 해류의 세기, 해수면 변동 등이 각 해역의 독특한 퇴적학적 특징을 결정했다.

결론적으로, 한반도 주변 바다의 지질은 거대한 판의 움직임과 이에 따른 지각 변동, 그리고 전 지구적인 기후 변화(빙하기-간빙기)에 의한 해수면 변동이 복합적으로 작용한 결과물이다. 이러한 지질학적 역사를 이해하는 것은 해저 자원(석유, 가스 등) 탐사뿐만 아니라, 미래의 기후 변화와 해수면 변동을 예측하는 데 중요한 기초 자료를 제공한다.

 

전문용어 풀이

• 대륙붕해 (Epicontinental sea): 대륙 지각 위에 위치한 수심 200m 미만의 얕은 바다. 황해가 대표적이다.
• 배호분지 (Back-arc basin): 해양판이 대륙판 밑으로 섭입하는 곳의 대륙 쪽에 형성되는 분지. 지각이 확장되면서 만들어지며 동해가 여기에 해당한다.
• 육괴 (Massif): 오랜 시간 안정적으로 존재해 온 단단하고 안정된 지각 덩어리.
• 습곡대 (Fold Belt): 지각이 양쪽에서 미는 힘(횡압력)을 받아 휘어지고 주름진(습곡) 구조가 발달한 지역.
• 조산운동 (Orogeny): 산맥이 형성될 정도의 거대한 지각 변동.
• 주향이동 분지 (Strike-slip basin): 두 지각 덩어리가 수평으로 어긋나는 단층(주향이동 단층) 활동에 의해 만들어진 분지.
• 순차층서학 (Sequence Stratigraphy): 해수면 변동을 기준으로 퇴적층을 해석하여 지질 역사를 밝히는 연구 방법.
• 사퇴 (Tidal sand ridge): 강한 조류에 의해 모래가 길게 쌓여 만들어진 해저 언덕.
• 터비다이트 (Turbidite): 해저에서 퇴적물이 물과 섞여 빠르게 흘러내리는 저탁류(turbidity current)에 의해 쌓인 퇴적층.
• 코어 (Core): 시추를 통해 얻은 원통형의 암석 또는 퇴적물 시료.
• 탄성파 탐사 (Seismic Survey): 인공 지진파를 이용해 지하 구조를 영상화하는 기술.
• 홀로세 (Holocene): 약 1만 1천 년 전부터 현재까지의 지질 시대로, 마지막 빙하기가 끝난 시기이다.

 

서문 (2판)

Marine Geology of Korean Seas was first published in 1983. Since that time tremendous progress has been made in the geological understanding of the Korean Seas with the advances in sophisticated exploration technique and reinforcement of research personnel, specifically in the areas of marine geophysics, sedimentology, geochemistry, and paleoceanography. Over the past two decades, the number of research scientists in marine geology has been doubled (or tripled) in most academic institutions (15 universities), the Korea Ocean Research and Development Institute (KORDI), and the Korea Institute of Geology, Mining and Materials (KIGAM).

《한국 해양 지질학(Marine Geology of Korean Seas)》은 1983년에 처음 출판됐다. 그 이후 정교한 탐사 기술의 발전과 연구 인력의 보강, 특히 해양 지구 물리학, 퇴적학, 지구 화학, 고해양학 분야에서 한국 주변 바다에 대한 지질학적 이해에 엄청난 진전이 있었다. 지난 20년 동안 대부분의 학술 기관(15개 대학), 한국해양연구개발원(KORDI), 한국지질자원연구원(KIGAM)에서 해양 지질학 분야의 연구 과학자 수가 두 배 (또는 세 배)로 증가했다.

In the Yellow Sea, continuous efforts have been made to explore hydrocarbon in the concession blocks. Although regional basin analysis in the eastern part of the Yellow Sea (Concession Blocks I-III) was instigated in 1970 by Gulf Oil Limited, additional data were acquired and reinterpreted in 1987 by Marathon Oil Company in cooperation with the Korea National Oil Corporation (KNOC). Twenty holes have since been drilled throughout the Yellow Sea basins. On the other hand, both shallow subsurface mapping using high-frequency profiling and deep cores (up to 60 m deep) into the Holocene/Pleistocene boundary have been made by the KIGAM to reveal late Quaternary depositional processes and sequence stratigraphy in this unique epicontinental sea. Studies have also been active by the KORDI and the academic institutions for environmental changes in the eastern part of the sea, estuaries, and tidal flats, delving into aspects of sediment transport and deposition, physical oceanography (tides, waves, and coastal currents), geochemistry, and air-sea interactions.

황해(黃海)에서는 조광권 구역 내 탄화수소 탐사를 위한 지속적인 노력이 있었다. 황해(黃海) 동부(조광권 구역 I-III)의 지역 분지 분석은 1970년 걸프 오일(Gulf Oil Limited)에 의해 시작되었지만, 1987년 마라톤 오일(Marathon Oil Company)이 한국석유공사(KNOC)와 협력하여 추가 데이터를 확보하고 재해석했다. 이후 황해(黃海) 분지 전역에 20개의 시추공이 뚫렸다. 다른 한편으로, 이 독특한 대륙붕해에서 후기 제4기 퇴적 과정과 순차 층서학을 밝히기 위해 고주파 프로파일링을 이용한 얕은 지표 아래 매핑과 홀로세/플라이스토세 경계까지 깊은 코어(최대 60m 깊이) 시추가 한국지질자원연구원(KIGAM)에 의해 이루어졌다. 또한 한국해양연구개발원(KORDI)과 학술 기관에서는 퇴적물 이동과 퇴적, 물리 해양학(조석, 파랑, 연안류), 지구 화학, 대기-해양 상호작용 측면을 탐구하며 동부 해역, 하구, 갯벌의 환경 변화에 대한 연구도 활발히 진행했다.

At this stage, it is timely to summarize the hitherto-revealed knowledge on the geology of the Korean Seas for a second time. In this edition, we have incorporated the new results and interpretations that help formulate geological hypotheses and corollary on the evolution of the Korean Seas in relation to the adjacent continents. We have followed the basic framework of the first edition, but amply expanded the volume to include recent developments in every realm of marine geology in the past 16 years. Because of the lack of our knowledge on the northern part of the peninsula (north of 38th parallel; DMZ), this book focuses on the sea floor off the Republic of Korea. Geographic names follow the current-use Romanization proposed by the Government of Korea.

이 단계에서, 지금까지 밝혀진 한국 주변 바다의 지질학에 대한 지식을 두 번째로 요약하는 것은 시의적절하다. 이 판에서는 인접 대륙과 관련하여 한국 주변 바다의 진화에 대한 지질학적 가설과 추론을 공식화하는 데 도움이 되는 새로운 결과와 해석을 통합했다. 우리는 초판의 기본 틀을 따랐지만, 지난 16년간 해양 지질학의 모든 영역에서 최근의 발전을 포함하기 위해 내용을 충분히 확장했다. 한반도 북부(38선 이북, 비무장지대)에 대한 지식이 부족하기 때문에, 이 책은 대한민국 연안의 해저에 초점을 맞추었다. 지명은 한국 정부가 제안한 현행 로마자 표기법을 따랐다.

 

결론 (퇴적과 지체구조 역사)

Sedimentation in the Korean Peninsula began as early as late Proterozoic in the Okchon Basin. Shallow-water carbonates and siliciclastics were deposited in this failed-rift basin. In the long span of Cambrian to Ordovician, carbonate deposition was prevalent in the Taebaeksan Basin in shallow (subtidal, tidal, and peritidal) platform of calcite sea. A Silurian sequence conformably occurs locally. In the Imjingang Basin, siliciclastic and carbonate sediments (Devonian) were formed. In the Carboniferous to Permian, non-marine and shallow-marine siliciclastic sediments (Pyongan Supergroup) were deposited in the Taebaeksan Basin, unconformably overlying the Ordovician carbonates.

한반도(韓半島)의 퇴적은 옥천분지(沃川盆地)에서 후기 원생대 초기에 시작됐다. 얕은 물의 탄산염과 규산쇄설물이 이 실패한 열곡 분지에 퇴적됐다. 캄브리아기에서 오르도비스기까지 긴 기간 동안, 방해석 해의 얕은(조하대, 조간대, 조주대) 플랫폼인 태백산분지(太白山盆地)에서 탄산염 퇴적이 우세했다. 실루리아기 순서는 국지적으로 정합적으로 나타난다. 임진강분지(臨津江盆地)에서는 규산쇄설물과 탄산염 퇴적물(데본기)이 형성됐다. 석탄기에서 페름기까지, 비해양성 및 얕은 해양성 규산쇄설물 퇴적물(평안누층군)이 태백산분지(太白山盆地)에 퇴적됐으며, 오르도비스기 탄산염암을 부정합으로 덮었다.

In the early Triassic, collision of the North and South China blocks occurred along the Imjingang Belt (Fig. 2.9), a probable extension of the Sulu Belt in Shandong Peninsula and Dabieshan Belt in China. The collisional deformation also occurred in the Okchon and Taebaeksan basins with extensive thrust faults and folds. Both siliciclastic and carbonate sequences of the late Proterozoic to the Permian were influenced by compressional deformation events during this time (Songrim Orogeny).

초기 트라이아스기에는 중국(中國) 산동반도(山東半島)의 소로대(蘇魯帶)와 대비산대(大別山帶)의 연장선으로 추정되는 임진강대(臨津江帶)를 따라 북중국(北中國) 지괴와 남중국(南中國) 지괴가 충돌했다(그림 2.9). 이 충돌 변형은 광범위한 충상단층과 습곡을 동반하며 옥천분지(沃川盆地)와 태백산분지(太白山盆地)에서도 발생했다. 후기 원생대에서 페름기까지의 규산쇄설암과 탄산염암 순서 모두 이 시기(송림조산운동) 동안 압축 변형 사건의 영향을 받았다.

The Jurassic compressional deformation was due to northwestward subduction of the Pacific (Farallon) Plate beneath the Asian continent (Maruyama and Seno, 1989; Maruyama et al., 1997). The deformation (Daebo Orogeny) was dominated by thrust movements during which the Yongnam Massif (with Taebaeksan Basin) was fused together with the Kyonggi Massif (with Okchon Basin) by a dextral fault (ca. 200 km) along the Okchon Fold Belt and Honam Shear Zone (Fig. 2.10). It was associated with intrusion of granites and extrusion of basic-rhyolitic magmas in the entire fold belt, affected by low-angle subduction of the Farallon Plate under the Asian continent. In the thrust depressions, non-marine sequences (Taedong Group) were locally deposited, forming piggyback basins.

쥐라기 압축 변형은 태평양(패럴론)판이 아시아 대륙 아래로 북서쪽으로 섭입했기 때문이다(Maruyama and Seno, 1989; Maruyama et al., 1997). 이 변형(대보조산운동)은 충상 운동이 지배적이었으며, 이 기간 동안 영남육괴(태백산분지 포함)는 옥천습곡대와 호남전단대를 따라 우수향 단층(약 200km)에 의해 경기육괴(옥천분지 포함)와 융합됐다(그림 2.10). 이는 아시아 대륙 아래 패럴론판의 저각 섭입의 영향을 받은 전체 습곡대에서 화강암의 관입과 염기성-유문암질 마그마의 분출과 관련이 있었다. 충상 함몰지에서는 비해양성 순서(대동누층군)가 국지적으로 퇴적되어 피기백 분지를 형성했다.

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