장기분지 지하 데사이트질 화산쇄설암의 퇴적환경과 퇴적과정 (Depositional environments and processes of the subsurface dacitic volcaniclastic deposits in the Miocene Janggi Basin, SE Korea)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 52권 / 6호 / 775 ~ 798페이지
· 저자명 : 김정환, 정종옥, 김용식, 구희찬, 손영관

초록

동해 확장과 관련하여 한반도 남동부에 형성된 전기 마이오세 장기분지는 에오세 왕산층을 기반암으로 하며그 상부에 장기역암, 성동리층 그리고 뇌성산현무암질암으로 구성된다. 이산화탄소의 육상 저장부지를 찾기 위한 시추 결과, 성동리층 하부에 두께 100 m 이상의 데사이트질 화산쇄설암이 있는 것을 확인하였고, 이를 대상으로 총 15개의 퇴적상과 4개의 퇴적단위로 분류하였다. 최하부 퇴적단위 1은 각형의 암편과 아원형의 부석이화산회 기질에 지지되어 있다. 두께가 최대 39.3 m인 이 퇴적단위는 전반적으로 괴상이며 분급이 불량하다. 탄화된 식물 파편, 탈유체구조 및 일부 공에서 나타나는 연한 붉은색의 기질 등은 퇴적단위 1이 육상에서 화산회가 풍부한 화쇄류에 의해 쌓인 화쇄류암임을 지시한다. 퇴적단위 2는 역암, 사암 및 이암으로 구성된 쇄설성 퇴적암으로 하부의 침식경계, 역지지 조직 및 상향세립화 경향 등을 근거로 하천퇴적물로 해석된다. 퇴적단위 3 은 세립의 유리질 화산회가 결여된 특징을 보이며, 탄화목과 부가화산력 및 내부균열을 가진 결정 등을 근거로육상에서 화산활동으로 형성된 화산쇄설성 밀도류가 수중으로 들어가 쌓인 것으로 해석된다. 이 경우, 밀도가낮은 세립의 화산회는 물의 표면을 따라 이동하는 저농도의 밀도류를 형성하는 반면, 조립의 입자들로 구성된밀도류(비점착성 쇄설류)는 물속에서 유변환을 일으키며 저탁류를 형성한 것으로 해석된다. 최상부 퇴적단위 4 의 경우, 역시 유리질 화산회가 결여되어 있으며 결정과 부석의 함량이 높다. 대체로 괴상이며 상부는 주로 엽층리 이암에 의해 덮여있어 수중에서 퇴적된 화산쇄설암으로 해석된다. 장기분지의 데사이트질 화산쇄설암의퇴적작용과 퇴적환경 변화의 이해를 통해 화쇄류의 수중 진입에 따른 화산쇄설암의 암상 변화를 이해함은 물론장기분지 충전물의 형성과정과 분지진화과정의 이해를 통해 최적의 이산화탄소의 저장층을 선정하는데 기여할 수 있을 것으로 생각한다.

영어초록

The Early Miocene Janggi Basin in SE Korea, formed in association with backarc opening of the East Sea, is filled with the Janggi Conglomerate, the Seongdongri Formation and the Noeseongsan Basalt above the basement rocks of the Eocene Wangsan Formation. A succession of >100-m-thick dacitic volcaniclastic deposits, which is a potential cap rock for underground CO2 storage in the basin, occurs in the lower part of the Seongdongri Formation at six borehole locations. The deposit can be divided into 15 facies and 4 depositional units. Unit 1 at the base is composed of angular lithic and subrounded pumice lapilli in an ash matrix. It is generally massive, very thick-bedded (up to 39.3 m), poorly sorted, and partly pinkish and contains carbonized wood fragments and fluid-escape pipes, suggesting emplacement by ash-rich pyroclastic flows in a subaerial setting.
The overlying unit 2 is composed of epiclastic conglomerate, sandstone and mudstone, showing features of fluvial deposits, such as scoured bases, clast-supported texture, and fining-upward trends. Unit 3 is composed of fine ash-depleted lapilli tuff, containing abundant fractured crystals of plagioclase and quartz as well as accretionary lapilli and carbonized wood fragments. These features are interpreted to be due to quenching of crystals and winnowing of fines, which occurred during the entrance of a subaerially derived pyroclastic density current (PDC) into a lake. The PDC is inferred to have been divided into a dilute and fine-grained PDC (ash cloud surge), which passed over water, and a dense, coarse-grained and cohesionless debris flow, which moved underwater via flow transformation. Unit 4 at the top also consists of fines-depleted, crystal-rich lapilli tuff, overlain by laminated mudstone, suggesting deposition of a PDC in a subaqueous setting. Understanding the depositional processes and changing depositional environments of the dacitic volcaniclastic deposits in the Janggi Basin can help understand the changes of lithofacies, which result from the entrance of PDCs into subaqueous environments, and the processes of basin-fill accumulation and basin evolution, thereby contributing to the selection of the most appropriate reservoir rocks for underground CO2 storage in the basin.

참고자료

· 없음