퇴적학
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1. 개요
퇴적학은 퇴적암의 생성, 이동, 퇴적 과정을 연구하는 지질학의 한 분야이다. 1929년 일본에서 처음 용어가 제창되었으며, 1960년대에 독립된 학문으로 자리 잡았다. 퇴적암은 쇄설암, 탄산염암, 증발암, 화학암의 네 가지 주요 유형으로 분류되며, 동일과정설, 누중의 법칙 등 지질학적 기본 원리를 바탕으로 연구된다. 퇴적학은 현장 조사, 시추 코어 분석, 암석학적 분석, 지구화학적 분석 등 다양한 연구 방법을 활용하며, 자원 탐사, 건축 재료, 지하수 관리, 고환경 및 고기후 연구 등 다양한 분야에 응용된다. 최근에는 셰일 형성에 대한 연구와 셰일 가스 개발과 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다.
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| 퇴적학 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 분야 | 지질학 |
| 하위 분야 | 퇴적암석학, 층서학, 고지리학, 고수리학 |
| 관련 학문 | 지구화학, 광물학, 고생물학, 토양학, 수문학, 해양학 |
| 정의 | |
| 정의 | 자연 퇴적물 및 그 형성 과정 연구 |
| 관련 용어 | 퇴적 지질학 |
| 연구 분야 | |
| 주요 연구 주제 | 퇴적 환경 퇴적 구조 퇴적 과정 퇴적암의 종류, 분포, 기원 |
| 연구 방법 | 암석학적 분석 지구화학적 분석 고생물학적 분석 수리 실험 |
| 주요 개념 | |
| 주요 개념 | 균등론 층서 누중의 법칙 횡적 연속의 법칙 절단 관계의 법칙 포함 관계의 법칙 퇴적상 퇴적 시스템 기저 준면 퇴적 주기 층서 서열학(sequence stratigraphy) |
| 역사 | |
| 주요 발전 | 18세기: 제임스 허턴의 균등론 제창 19세기: 찰스 라이엘의 층서학 확립 20세기: 퇴적상 개념 도입 및 발전, 층서 서열학(sequence stratigraphy) 발전 |
2. 역사
퇴적학(Sedimentology)이라는 용어는 1929년 일본의 야기 지오에 의해 처음 제창되었으며, 이는 1932년 영어권에서 "Sedimentology"라는 용어가 사용된 것보다 앞선 것이다.[12] 근대 지질학에서 퇴적학은 층서학의 일부로 여겨졌으나, 1960년경 독립된 학문 분야로 확립되었다.[10]
2. 1. 한국의 퇴적학
한국의 퇴적학 연구는 일제강점기 지질 조사를 통해 시작되었으며, 해방 이후 본격적인 연구가 이루어졌다. 1949년 사카모토 슌오(도쿄 대학 교수)가 "퇴적"이라는 용어를 사용하면서 연구가 활발해졌다.[10] 1950년대에는 이지리 쇼지 등이 퇴적학을 지질학의 중요한 기초 분야로 정립하는 데 기여했다.[10] 1957년에는 "퇴적학연구회"가 설립되어[10] 퇴적학 연구의 발전을 이끌었다.2. 2. 일본의 퇴적학 발달 과정
일본의 퇴적학 연구는 다음과 같은 단계를 거쳐 발전하였다.; 성립기 (1914-1949)
침적과 퇴적이라는 용어가 함께 사용되었다.[10] 당시에는 현재의 "퇴적암"을 "침전암"이라고도 불렀다.
- 1949년 사카모토 슌오(도쿄 대학 교수)가 "퇴적"이라는 용어를 사용하면서 관련 연구가 활발해졌다.
; 발전기 (제1기)
층서학이나 고생물학 연구자들이 퇴적상, 퇴적 작용, Depositional environment 등에 대한 연구를 활발하게 진행하면서, 세계에 앞서 '퇴적학'이라는 용어가 정착되었다.
- 1950년 이지리 쇼지[13]는 퇴적학을 지질학의 현재 과학적 기초 분야로 자리매김하였다.[10]
- 1951년 『연흔』[14]이 발간되었다.
- 1952년 『퇴적학연구』[15]가 발간되었다.
- 1957년 "퇴적학연구회"가 설립되었다.[10]
; 발전기 (제2기)
; 발전기 (제3기)
3. 퇴적암의 종류
퇴적암은 크게 쇄설성 퇴적암, 탄산염암, 증발암, 화학적 퇴적암의 네 가지로 분류할 수 있다.
- 쇄설성 퇴적암: 모암이 풍화, 침식되어 생긴 입자로 구성되며, 주로 파편 물질로 이루어져 있다. 규질쇄설암이라고도 한다.
- 탄산염암: 다양한 탄산염 광물(대부분 탄산 칼슘(CaCO3))이 침전되어 만들어진다.
- 증발암: 지구 표면에서 물이 증발하면서 형성되며, 암염(할라이트)이나 석고를 포함한다.[5]
- 화학적 퇴적암: 물에 녹아 있던 광물이 침전되어 만들어진다. 처트와 재스퍼가 이에 해당한다.
3. 1. 쇄설성 퇴적암
퇴적암은 크게 쇄설성 퇴적암, 탄산염암, 증발암, 화학암의 네 가지 유형으로 분류된다.- 쇄설성 퇴적암은 모암의 풍화와 침식으로 생성된 입자로 구성되며, 주로 파편 물질로 이루어져 있다. 쇄설성 퇴적암은 주로 입자 크기와 구성 성분에 따라 분류된다. 과거에는 "쇄설성 퇴적암"이라는 용어가 실리카(SiO₂)가 풍부한 쇄설성 퇴적암을 지칭하는 데 사용되었지만, 쇄설성 탄산염암도 존재했기 때문에 더 적절한 용어는 규질쇄설암이다.
- 유기적 퇴적암은 생물체의 잔해가 쌓여 형성된 퇴적암으로, 석탄과 셰일 오일을 포함하며, 일반적으로 쇄설성 퇴적암 분지 내에서 발견된다.
- 탄산염암은 다양한 탄산염 광물(대부분 탄산 칼슘(CaCO3))이 유기적 또는 무기적 과정을 통해 침전되어 만들어진다.
- 증발암은 지구 표면에서 물이 증발하면서 형성되며, 주로 암염(할라이트)이나 석고를 포함한다.[5]
- 화학적 퇴적암은 일부 탄산염암을 포함하며, 물에 녹아 있던 광물이 침전되어 만들어진다. 처트와 재스퍼가 이에 해당한다.
3. 2. 탄산염암
탄산염암은 다양한 탄산염 광물(대부분 탄산 칼슘(CaCO3))로 구성되며, 여러 유기적 및 무기적 과정을 통해 침전된다.[5]3. 3. 증발암
퇴적암의 한 종류인 증발암은 지구 표면에서 물이 증발하면서 형성되며, 일반적으로 암염(할라이트)이나 석고를 포함한다.[5]3. 4. 화학적 퇴적암
화학적 퇴적암은 수용액에서 광물이 침전되어 퇴적된 퇴적암이다. 재스퍼라이트와 처트가 이에 속한다.[5] 일부 탄산염암도 화학적 퇴적암에 포함된다.4. 퇴적학의 기본 원리
퇴적학 연구는 동일과정설, 누중의 법칙, 수평 퇴적의 법칙, 측방 연속성의 법칙, 관입의 법칙 등 여러 지질학적 기본 원리에 기초한다.
동일과정설: 과거에 일어난 지질학적 과정은 현재 일어나고 있는 과정과 동일하다는 원리이다. 즉, 현재 지구 표면에서 퇴적물이 쌓이는 방식을 관찰함으로써 과거 퇴적암이 형성된 환경을 추론할 수 있다.
누중의 법칙: 퇴적암 지층은 아래에 있는 지층이 위에 있는 지층보다 먼저 생성되었다는 원리이다.
수평 퇴적의 법칙: 퇴적물은 퇴적될 당시 거의 수평인 상태로 쌓인다는 원리이다.
측방 연속성의 법칙: 퇴적층은 물리적인 장애물이나 지형에 의해 방해받지 않는 한, 모든 방향으로 연속적으로 이어진다는 원리이다.
관입의 법칙: 퇴적암층을 관입한 화성암이나 단층은 퇴적암층보다 나중에 생성되었다는 원리이다.
5. 퇴적학 연구 방법
퇴적학 연구는 암석이 지표면에 드러난 노두를 관찰하고 기록하는 현장 조사, 시추하여 추출한 암석 코어 분석, 그리고 실험실에서의 암석학적, 지구화학적 분석 등 다양한 방법으로 이루어진다.
현장 조사에서는 암석층의 분포, 두께, 암상, 지질 구조 등을 측정하고 기록하며, 이를 지질도에 표시한다.[1] 시추 코어 분석을 통해서는 암석 형성을 설명하고, 층서 순차 분석을 통해 분지 내 암석층의 진행 과정을 파악한다.
실험실에서는 암석 코어의 암상을 광물학 및 암석학적으로 분석하여 조직, 입자 크기, 입자 모양, 입자 분급, 퇴적물의 조성을 측정한다. 또한, 지구화학 분석의 일환으로 동위원소 지구화학, 방사성 연대 측정을 통해 암석의 나이와 기원 지역과의 관계를 파악한다.
5. 1. 현장 조사
암석이 지표면에 드러난 곳인 노두를 관찰하고, 암석층의 분포, 두께, 암상, 지질 구조 등을 측정하고 기록한다. 암석층의 분포는 지질도에 표시한다.[1]5. 2. 시추 코어 분석
퇴적학자들은 퇴적암의 특성과 퇴적 조건을 파악하기 위해 시추 코어(석유 탐사 중 우물에서 시추 및 추출)를 분석한다. 이를 통해 암석 형성을 설명하고, 두께, 암상, 노두, 분포, 다른 지층과의 접촉 관계를 문서화한다. 또한, 암석 코어로 층서 순차 분석을 진행하여 분지 내 암석층의 진행 과정을 파악한다.암석 코어 분석을 통해 얻을 수 있는 정보는 다음과 같다.
- 암상: 광물학 및 암석학적 분석을 통해 조직, 입자 크기, 입자 모양(구형도, 둥근 정도 등), 입자 분급, 퇴적물의 조성을 측정한다.
- 지구화학 분석: 동위원소 지구화학, 방사성 연대 측정을 사용하여 암석의 나이와 기원 지역과의 관계를 파악한다.
5. 3. 층서 및 층서 순차 분석
분지 내 퇴적층의 층서(층의 순서와 관계)를 분석하고 층서 순차를 해석하여, 퇴적 환경의 변화와 퇴적 분지의 진화를 연구한다.겹침의 법칙은 퇴적 시퀀스를 해석하는 데 매우 중요하다. 오래된 변성 지형이나 습곡 및 충상 단층대에서 퇴적물이 종종 심하게 습곡되거나 변형된 경우, 상향 방향 지표 또는 점이지층을 인식하는 것이 퇴적 단면의 해석과 해당 지역의 변형 및 변성 구조를 이해하는 데 매우 중요하다.
퇴적물에서의 습곡은 원래 수평의 법칙을 사용하여 분석하는데, 이는 퇴적물이 대부분의 퇴적물 유형에 대해 기본적으로 수평인 안정각으로 퇴적된다는 것을 의미한다. 따라서 상향 방향이 알려지면 암석을 "펼쳐서" 포함된 퇴적 정보를 기준으로 해석할 수 있다.
측방 연속성의 법칙은 퇴적층이 물리적인 물체나 지형에 의해 방해받지 않는 한 처음에는 모든 방향으로 측방으로 확장된다는 것을 의미한다.
관입의 법칙은 지층의 층을 가로지르거나 침입하는 것은 지층의 층보다 젊다는 것을 의미한다.
퇴적학자들이 퇴적암의 특성과 퇴적 조건에 대한 데이터와 증거를 수집하기 위해 사용하는 방법 중 하나는 다음과 같다.
- 층서 순차
- * 분지 내 암석층의 진행 과정을 설명한다.
5. 4. 암석학적 분석
퇴적학자들은 퇴적암의 특성과 퇴적 조건에 대한 자료와 증거를 수집하기 위해 다음과 같은 방법을 사용한다.- 암석 노두(outcrop) 및 암석층의 분포 측정 및 설명
- 암석 형성에 대한 설명, 두께, 암상, 노두, 분포, 다른 지층과의 접촉 관계를 문서화하는 공식적인 과정
- 암석층 또는 암석층의 분포를 매핑
- 암석 코어(석유 탐사 중 우물에서 시추 및 추출)에 대한 설명
- 층서 순차
- 분지 내 암석층의 진행 과정 설명
- 암석의 암상 설명
- 광물학 및 암석학; 특히 조직, 입자 크기, 입자 모양(구형도, 둥근 정도 등), 입자 분급 및 퇴적물의 조성 측정
- 암석의 지구화학 분석
- 동위원소 지구화학, 방사성 연대 측정을 사용하여 암석의 나이와 기원 지역과의 관계 파악
5. 5. 지구화학적 분석
동위원소 지구화학, 방사성 연대 측정 등을 통해 암석의 생성 시기와 기원지를 파악한다. 예를 들어, 연대 측정을 할 때는 퇴적물 중에서 분석 목적에 맞는 원소를 추출하여, 원소[18]나 이온[17]의 함유 비율 또는 동위원소 비율을 분석한다. 또한 화석화된 유해를 추출하여 과거 환경 추정에 사용한다.퇴적물 중의 수용성 이온 분석을 통해 쓰나미 침수역인지 판별하기도 한다.[17]
6. 퇴적학의 중요성 및 응용
퇴적암은 석유, 천연가스, 석탄과 같은 에너지 자원과 납, 아연, 금, 우라늄 등의 광물 자원을 포함하고 있으며, 건축, 세라믹, 산업 재료 등 다양한 분야에서 활용되어 인류 역사와 문명 발전에 중요한 역할을 해왔다. 또한, 퇴적암은 지구 지하수 대수층의 상당 부분을 차지하여 지하수 자원 관리에도 중요한 역할을 한다.
6. 1. 자원 탐사 및 개발
퇴적암은 석유, 천연가스, 석탄과 같은 에너지 자원과 다양한 광물 자원의 주요 저장고이다. 퇴적학은 이러한 자원의 탐사 및 개발에 필수적인 정보를 제공한다.퇴적암은 다음과 같은 자원들을 포함하고 있다.
- 에너지 자원: 석유 오일 매장량, 석탄, 셰일 오일, 우라늄
- 광물 자원: SEDEX 형태의 납-아연-은 광상, 대규모 구리 광상, 금, 텅스텐, 우라늄, 귀금속, 보석, 중질 광물 모래 광상
6. 2. 건축 및 건설 재료
퇴적암은 현대와 고대 사회에서 다양하게 활용되어 온 생산물을 제공한다.- 건축 용도: 퇴적암에서 파생된 석재는 치수석재 및 건축에 사용된다. 특히 셰일이 변성된 슬레이트는 지붕재로, 사암은 하중을 지지하는 부벽에 사용된다.
- 세라믹 및 산업 재료: 점토는 도기 및 벽돌 등의 세라믹 재료로 사용된다. 석회암에서는 시멘트 및 석회를 추출한다.[1]
6. 3. 지하수 자원 관리
퇴적암은 지구 지하수의 대수층 상당 부분을 포함한다. 이러한 대수층의 범위와 그로부터 얼마나 많은 물을 추출할 수 있는지에 대한 이해는 대수층을 구성하는 암석(저수지)에 대한 지식에 크게 의존한다.7. 최근 연구 동향
인디애나 대학교(블루밍턴)와 매사추세츠 공과대학교의 지질학자들이 이암 형성 과정에 대한 기존의 이해에 의문을 제기하는 연구를 발표했다. 2007년 12월 14일 ''사이언스''에 게재된 이 연구는 물이 천천히 흐르거나 정지된 상태에서만 진흙이 침전된다는 기존의 견해와 달리, "진흙은 조류가 빠르게 움직일 때에도 축적될 수 있다"는 것을 보여주었다. 즉, 일부 이암은 빠르게 움직이는 물에서도 형성될 수 있다는 것이다.[6]
Macquaker와 Bohacs는 Schieber 등의 연구를 검토하면서 "이러한 결과는 이전에 잔잔한 물에서 지속적으로 퇴적된 것으로 해석된 모든 이암에 대한 비판적인 재평가를 요구한다. 이러한 암석은 과거 기후, 해양 상태 및 궤도 변화를 추론하는 데 널리 사용된다"라고 언급했다.[7]
최근 셰일 가스와 타이트 오일 (또는 Light Tight Oil) 매장량에서 비전통적 유정으로서 이암으로부터 탄화수소를 상업적으로 생산하려는 노력으로 인해 이암에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.[8]
호주의 퇴적학자인 Dutkiewicz의 연구는 지구 순환이 지구 온도 및 기후 변화와 어떻게 관련되어 있는지를 설명했다. 이 연구는 탄소와 물의 순환, 그리고 해양의 현재 및 미래 탄소 포집 능력에 대한 열의 영향을 설명했다.[9]
참조
[1]
서적
Sand
Scientific American Library, New York
1988
[2]
서적
Geology Of Clays - Weathering, Sedimentology, Geochemistry
Springer Verlag, Berlin
1970
[3]
서적
Sedimentology & Stratigraphy
Wiley-Blackwell, Malden, MA
1999
[4]
서적
Sedimentary Geology: An Introduction to Sedimentary Rocks and Stratigraphy
W. H. Freeman
1996
[5]
서적
Earth, An Introduction to Physical Geology
National Library of Canada Cataloguing in Publication
2005
[6]
논문
Accretion of Mudstone Beds from Migrating Floccule Ripples
http://www.sciencema[...]
2007-12-14
[7]
논문
Geology: On the Accumulation of Mud
http://www.sciencema[...]
2007-12-14
[8]
논문
Morphology, Genesis, and Distribution of Nanometer-Scale Pores in Siliceous Mudstones of the Mississippian Barnett Shale
http://www.wwgeochem[...]
2009
[9]
웹사이트
Global warming speeds up currents in the ocean's abyss
https://samacharcent[...]
2022-04-16
[10]
논문
日本の堆積学小史
https://doi.org/10.4[...]
1998
[11]
웹사이트
堆積学とは？
http://www.mus-nh.ci[...]
[12]
논문
日本における堆積学, その歴史的展開
https://doi.org/10.4[...]
日本堆積学会
2004
[13]
논문
堆積学の根本問題
1950
[14]
웹사이트
漣痕
https://www.jstage.j[...]
[15]
웹사이트
堆積學研究
https://www.jstage.j[...]
J-stage
[16]
웹사이트
堆積学連絡会報
https://www.jstage.j[...]
J-stage
[17]
논문
土壌中の化学成分を用いた津波浸水域の調査方法
https://doi.org/10.2[...]
土木学会
2011
[18]
논문
ベリリウム同位体を用いる堆積学的研究
https://doi.org/10.4[...]
日本堆積学会
2014
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