Depositional history of the Janggi Conglomerate controlled by tectonic subsidence, during the early stage of Janggi Basin evolution

구희찬; 황인걸

doi:10.14770/jgsk.2017.53.2.221

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자료유형: 학술저널

저자정보: 구희찬 (과학기술연합대학원대학교) 황인걸 (한국지질자원연구원)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제53권 제2호

발행연도: 2017.4

수록면: 221 - 240 (20page)

DOI: 10.14770/jgsk.2017.53.2.221

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전기 마이오세 장기분지에서 시추된 6개의 코어를 통해 장기분지 최하부 층인 장기역암의 퇴적 환경을 분석하고, 각 코어 간 대비를 통해 분지형성 초기의 진화과정을 해석하였다. 퇴적상분석을 통해 장기역암을 4개의 퇴적상조합으로 구분하였다. 퇴적상조합 1은 하부 침식경계를 보이고 전체적으로 상향세립화 경향을 보이는 역암 및 역질 사암으로 구성된 것으로 보아, 역질 망상하천에서 퇴적된 것으로 보인다. 퇴적상조합 2는 탄질 셰일이 분포하는 것을 통해 범람원 퇴적물로 해석하였다. 퇴적상조합 3은 두꺼운 괴상 혹은 상향조립화 경향을 보이는 이질 사암 및 사암으로 구성되어, 하구사주 퇴적물 또는 전진구축하는 삼각주 퇴적물로 해석하였고, 퇴적상조합 4는 두꺼운 이암과 교호하는 엽층리 이암 및 점이층리 사암을 바탕으로 호수 퇴적물로 해석하였다. 퇴적환경의 변화와 하천퇴적물의 중첩 형태를 통해 장기역암을 총 4개의 퇴적단위로 구분하였으며, 이는 퇴적수용공간의 시공간적 변화에 의한 것으로 해석된다. 퇴적단위 J-1은 분지 서쪽인 장기 4, 6호공에서 퇴적상조합1이 우세하게 분포하고 동쪽인 장기 3호공은 퇴적상조합 2 또는 퇴적상조합 4가 우세하며, 장기 1, 5호공은 퇴적단위 J-1이 나타나지 않는다. 이는 분지형성 초기의 침강으로 장기 3, 4, 6호공 인근에 퇴적수용공간이 형성되면서, 장기 4, 6호공에서 역질 하천이 형성되었고 장기 3호공에서는 습지환경이 조성되었음을 지시한다. 퇴적단위 J-1이 나타나지 않는 장기 1, 5호공 지역은 퇴적수용공간이 충분치 않았던 것으로 보이고, 이는 상대적으로 고지대였음을 지시한다. 퇴적단위 J-2는 장기 5호공을 제외한 모든 시추공에서 퇴적상조합 1이 중첩되어 두껍게 퇴적된 것으로 보아, 퇴적물의 공급량이 퇴적수용공간의 증가율보다 많았음을 의미하며, 이는 분지의 침강률이 초기보다 낮았음을 지시한다. 퇴적단위 J-3의 하부는 퇴적상조합 2 또는 3이 우세하고, 장기 3호공의 일부에서는 퇴적상조합 4가 분포한다. 또한, 상부로 갈수록 입도가 증가하고 점차 퇴적상조합 1이 우세해지는 상향조립화 경향을 보이는데, 이는 분지가 급격히 침강한 이후 하천퇴적물이 분지 내부로 전진구축 한 것으로 해석된다. 퇴적단위 J-4는 화산재 퇴적층이 분포하고, 장기 1, 4호공은 하성 퇴적체인 상조합 1이 우세하게 분포하며 장기 3, 5, 6호공 지역은 호성퇴적체인 퇴적상조합 4가 우세하다. 이는 화산활동 이후 단층운동으로 인해 분지의 침강률이 급격히 증가하여 장기 3, 5, 6호공 지역에 호성환경이 발달하였음을 지시한다.

Using six drilling cores, depositional history in Janggi Conglomerate in the Early Miocene Janggi Basin was reconstructed. Lithofacies of the Janggi Conglomerate can be divided into 4 facies associations (FA-1 to FA-4). FA-1 consists of conglomerates with erosional lower boundary, interpreted as gravelly braided stream deposits. FA-2 contains coaly shale, suggesting deposition in floodplain environment. FA-3 consists of massive muddy sandstones in the lower part and coarse sandstones to conglomerates in upper part, inferred to have been deposited in mouth-bar or prograding delta. FA-4 is dominated by massive mudstones with laminated mudstone and normally graded sandstones, interpreted as lacustrine deposits. Based on vertical and lateral variations in facies associations, the Janggi Conglomerate can be divided into 4 depositional units (Unit J-1 to J-4) related with tempo-spatial variations in accommodation space. In the western part (JG-4, -6 wells) of the basin, the Unit J-1 is dominated by FA-1, whereas the eastern part (JG-3 well) is composed mostly of FA-2 and FA-4. The spatial distributions of the lithofacies in Unit J-1 is inferred to result from tectonic subsidence in the eastern part of the Janggi Basin. In JG-1 and -5 wells, Unit J-1 is absent, indicating physiographic highland during the early stage of basin evolution. The Unit J-2 is composed of up to 35 m thick FA-1, suggesting a decrease in accommodation space either by a decrease in subsidence rates or an increase in rates of sediment supply. The lower part of Unit J-3 is represented by FA-2, -3 and -4, whereas the upper part is dominated by FA-1, showing a coarsening-upward trend. The vertical distribution of facies associations in Unit J-3 suggest continuous filling of the basin after rapid subsidence with gradual decrease in rate of subsidence or increase in sediment supply. The lower part of Unit J-4 is represented by FA-1 and -2. In the upper part of Unit J-4, volcanic ash layers are common. Here, the western part (JG-1, -4 wells) is composed of thickly stacked units of conglomerate (FA-1), whereas the eastern part (JG-3, -5, -6 wells) is dominated by thick lacustrine mudstone (FA-4). Abrupt changes in the depositional environments between JG-4 and -6 wells are interpreted to result from syndepositional tectonic subsidence, probably related to the volcanic activity as reflected by ash layers.

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