울릉분지 상부 제4기 퇴적물의 유기물 기원 및 지화학적 분포

Origin of Organic Matter and Geochemical Variation of Upper Quaternary Sediments from the Ulleung Basin

이 연구에서는 동해 울릉분지 북서부와 동부 해역의 상부 제4기 퇴적물의 지화학적 특징, 공간적 및 수직적 분포와 유기물 기원을 규명하기 위해 천부 퇴적물을 이용하여 원소분석, Rock-Eval 열분석 및 유기물 동위원소분석을 실시하였다. TOC, TN 및 TS 분석결과는 울릉분지 북서부 및 동부지역에서 값들의 공간적인 변화는 없지만 MIS 기간에 따른 수직적인 변화는 뚜렷하게 인지된다. 이는 동해의 퇴적환경 및 속성작용들이 해수면 변화에 따라 많은 영향을 받았다는 것을 의미한다. 코어 퇴적물의 분석 결과, TOC/N, TS/TOC, 유기물 동위원소비들(δ13Corg와 δ15Norg)은 퇴적물 내 유기물이 주로 해성 조류 기원이며, 일반적인 해양 또는 정체 환경에서 퇴적되었음을 지시한다. 또한 TOC/N과 유기물 동위원소 값들(δ13Corg와 δ15Norg)은 MIS 기간에 따른 변화가 없기 때문에, 동해 울릉분지에서 유기물은 MIS 기간에 상관없이 동일한 기원을 가지고 있다. 그러나 Rock-Eval 열분석 결과는 유기물 기원이 육성 식물이고, 열적 성숙단계가 미성숙단계임을 보여준다. 이러한 원소분석, 동위원소 분석과 열분석 간의 상반된 결과는 대서양, 이베리아 심해 평원 및 지중해 등에서 미성숙 단계 유기물에서도 관찰되었다. 따라서 Rock-Eval은 열적으로 미성숙 단계 유기물의 특징을 잘 반영하지 못하는 것으로 추정되기 때문에, Rock-Eval을 이용하여 미성숙 단계 유기물의 특징을 규명할 때 주의가 필요하고 다른 지시자들의 결과를 종합적으로 판단하여야 한다.

Elemental, Rock-Eval pyrolysis and isotopic analysis of the core sediments from the northwestern and eastern Ulleung Basin of the East were carried out to identify their geochemical characteristics, spatial and vertical variation and origin of organic matter in Upper Quaternary sediments from the northwestern and eastern Ulleung Basin of the East Sea. TOC, TN and TS did not show spatial variation between the sampling locations whereas they showed systematic vertical variation associated with MIS stages related to the sea-level change of the East Sea. It is suggested that these past changes of sea-level influenced the sedimentary depositional environments and/or diagenesis which resulted the patterns observed in this study. Based on the results of TOC/N, TS/TOC, δ13Corg and δ15Norg analysis, organic matters in the study area appears to be predominantly originated from the marine algae rather than land plant and deposited under normal marine oxic condition during MIS I and MIS III period, and under euxinic/anoxic condition during MIS II period. TOC/N, δ13Corg and δ15Norg have a relatively constant value irrespective of MIS stages, implying that the organic matter source does not change by the sea-level fluctuations. However, the results of Rock-Eval pyrolysis indicates that the organic matter is in immature stage and originated from land-plant(Type III), locating in the immature stage land plant (Type III). Similar differences were reported from other areas such as the Atlantic Ocean, Iberia Abyssal Plain, Mediterranean Sea, suggesting that Rock-Eval method does not exactly reflect the characteristic of immature organic matters. Accordingly, the application of Rock-Eval pyrolysis for delineating the source of immature organic matters should be approached with caution and all other geochemical proxies should be considered altogether at the same time.