Continental Margin Evolution (p179~p188) 강성찬 이지혜

목차 용어정리 Bransfield basin 서부 웨델해 연변부 지리학적 역사와 구조 환경 분지의 발달 탄성파 층서 Sequence 층서 해석 서부 웨델해 연변부

용어정리

용어정리 on lap 진퇴적 해침이 일어나거나 분지가 침강되면 퇴적분지 연변에서 육지 쪽으로 전진하여 퇴적이 일어날 때 나타나는 퇴적. 육상 퇴적물 위에 해양성 퇴적물이 퇴적된 상태를 의미하며 해수면의 상승에 의하여 야기됨.

용어정리 Acoustic basement 음향 기반암 Aggradation 매적작용 Progradation 전진퇴적 탄성파를 이용하여 지층을 탐사할 때 탄성파의 자료를 획득할 수 없는 것으로 생각되는 지각 내부의 기반을 이루고 있는 암반 Aggradation 매적작용 퇴적작용으로 지표면을 평탄화하는 작용 Progradation 전진퇴적 해빈이나 삼각주 또는 선상지 퇴적층이 바다 쪽으로 퇴적에 의하여 전진하며 성장해 가는 것.

용어정리 대륙화산호 Magmetic arc 화산호활처럼 굽은 모양으로 발달한 화산활동지역 해양지각 위에 발달한 것을 호상열도 대륙지각에 발달한 것을 대륙화산호

용어정리 Bouguer anomaly 부게 이상 중력의 측정값에 높이에 대한 보정 해면보다 위에 있는 지형에 대한 보정 등을 모두 고려하여, 높이 0인 장소에서의 값으로 환산하였을 때, 그 값이 세계의 같은 위도에서의 값과의 차이

Bransfield basin

Bransfield basin 분지 확장 Bransfield basin 200만년전 Early pliocene 남극반도 South shetland Island Bransfield basin 폭: ~100km Hero fracture zone Shackleton fracture zone 200만년전 Early pliocene 남극반도 북쪽과 south shetland island를 분리하면서 확장하는 분지로 폭은 100km로 넓고 hero와 shackleton 단열대 사이에 있다. 이 분지 안의 rifting은 2백만년 전이거나 플라이오세 전기때 시작되었다. 분지내에 일반적인 해저 확장에 대한 큰 증거는 없고 또한 태평양과 남극이 줄어드는 단계는 섭입이라기 보다 계속 진행중인 섭입과 대륙화산호와 관계가 있다. Glacial-marine process과 그것들과 관련된 암석상은 basin의 역사 전체에 퇴적작용을 좌우해왔다.

지리학적 역사와 구조 환경

지리학적 역사와 구조 환경 South Shetland Island, 남극반도가 3차 rifting event보다 이전에 연결 주장 South shetland Island 중생대 후기 대륙화산호 화성암, 변성암 대륙지각 30~32km 쌓임 남극반도 중생대 화산호 지각두께 : 38~44km South shetland island, 남극반도가 3차 rifting event보다 이전에는 연결되었다라고 주장하였는데 south shetland island는 중생대 후기 대륙화산호로 화성암과 변성암으로 구성되어있고 대륙지각은 30-32km쌓였고 남극반도 또한 중생대 화산호로 지각두께가 38-44km이다.

지리학적 역사와 구조 환경 Bransfield basin는 이전에 존재했던 얇아진 지각을 구성했다고 결론내림 Barker and Austin(1994) Bransfield basin 축 아래 지각이 더 얇음(20~25km) 약간 두꺼운 해양부분이 continental ridge와 물리적 특징 유사 Bransfield basin 중앙의 높은 bouguer gravity 고밀도의 얇은 퇴적층 아래 반해양지각 존재 설명 Bransfield basin는 이전에 존재했던 얇아진 지각을 구성했다고 barker and austin이 결론을 내렸는데 그 근거로 bransfield basin 축 아래 지각이 더 얇고 약간 두꺼운 해양 부분이 continental ridge와 물리적 특징이 유사하고 bransfield basin중앙의 높은 bouguer gravity를 가짐으로써 결론을 내렸고 마지막 높은 bouguer gravity는 고밀도의 얇은 퇴적층 아래 반해양지각 존재를 설명해주었고 이는 지각은 south shetland island와 분지 내에서의 주향에 따라 북동쪽을 더 두껍게 한다.

지리학적 역사와 구조 환경 수심측정자료 분지내 상당한 화산활동/열수광상 분지 축을 따라 한줄로 늘어선 화산활동 최근 화산활동 Deception ,Penguin, Bridgeman Island의 북쪽 경계따라 분포 분지내 상당한 화산활동/열수광상 Bransfield basin 중앙지역에서 22개의 열흐름측정 (Nagihara, Lawver) 가장 높은 값은 분지의 중앙지역 남서,북동쪽 경계 정점과 가까운 곳으로부터 열흐름 값의 차이 파악 열수공 존재 주장 수심측정자료를 보면 (다음슬라이드 참조) 분지축을 따라 한줄로 늘어선 화산활동을 볼수 있고 최근 화산활동은 deception, penguin, bridgeman island의 북쪽경계따라 분포하였다. 또한 분지 내 상당한 화산활동과 열수광상이

bransfield basin의 수심측정자료로 분지 축을 따라 한줄로 늘어선 화산활동. 최근 화산활동이 Deception ,Penguin, Bridgeman Island의 북쪽 경계따라 분포

지리학적 역사와 구조 환경 지진파 탐사 자료 단층과 연관된 수많은 해저 급경사 화산, 열수, 판구조, 지진활동은 Bransfield basin내의 확장의 지속을 의미 하지만 확장의 매커니즘은 여전히 문제 있음 북부 남극 반도 전체의 구조 내에서 Bransfield basin의 확장하는 화산활동 관찰 Gonzalez-Ferran(1985) ‘Fan rift’ system의 일부가 될수 있다고 생각

분지의 발달

분지의 발달 Bransfield basin의 형성방법 제안 Barker, Dalziel Aluk-antarctic 판 섭입 정지 후 섭입되어지는 판이 계속 침강하여 단층 생겨 해구의 북서쪽으로 이동 분지의 확장은 해저확장이 끝나는 시점에 시작 20-4MA에 급격히 일어남 자기역전 단면으로 설명하여 분지 연령측정 정상상태에서 형성

분지의 발달 자기 특성을 통한 연령 측정 불가능 Bransfield basin의 형성방법 제안 Roach 좁고 역전된 자기 조각 추가 해저확장 과거 1.3MA 이내에 발생 주장 Kim, Chung, Nam 불규칙적인 분포 형태 나열되는 자기역전 측정 판운동의 지역적 응력장 변화 때문이라 주장 짧은 역사, 분지의 불확실한 형성과정에 의한 자기 특성을 통한 연령 측정 불가능

분지의 발달 Bransfield basin의 형성방법 제안 Tokarski Eastern Scotia Sea -> Bransfield basin South Scotia Ridge따라 힘이 전달 Rifting 시작 South Shetland Trench에서의 섭입정지 Eastern Scotia Sea에서의 동서해저확장의 시작 Tokarski는 eastern scotia sea에서 bransfield basin이 south scotia ridge따라 힘의 전달이 rifting이 시작이고 이러한 힘의 변화는 south shetland trench에서의 섭입정지와 eastern scotia sea에서의 동서해저확장의 시작때문이라 하였다.

분지의 발달 Bransfield basin의 형성방법 제안 Birkenmajer와 그의 동료들 확산구역이 분리되어 일어나기보다 발산지역 중심을 따라 일어남

분지의 발달 Bransfield basin의 형성방법 제안 Jeffers, Auderson, Lawer 지질학적, 지구물리학적 자료 재조사 그림 5-27 Aluk-Antarctic ridge crest의 Brabant 부분은 해구와 변칙적인 충돌 6-4MA때 남극판 고정 태평양 판에서 확장과 섭입 중지가 원인 Arc와 같은 방향 따라 단층 생성 Shetland부분의 계속적인 주향이동 끊어진 경계와 Boyd strait의 구조 확장

분지의 발달 Bransfield basin확장 해양판의 섭입에 의한 반응 탄성파 자료 지각의 부재 가라앉음과 식힘 탄성파 자료 확장이 심하게 끊어짐에 의해 생성 지각의 부재 arc에 평행한 주향이동단층 따라 발생 확장과 지각의 계속적인 얇아짐 Dike와 Sill은 퇴적지층에 더해졌고 화산과 육성기원 퇴적물들이 내부층에 굵게 만들어짐

탄성파 층서

탄성파 층서 Bransfield basin은 3개의 subbasin으로 구성 분리된 부분은 퇴적과정 다름 다른 구조적 작용, 판 섭입에 따른 다른 퇴적률 서로 독립적 Western Subbasin Central Subbasin Eastern Subbasin

탄성파 층서 Western subbasin 거친 바닥 , 깊이 <500m 좁은 단층경계 해저 가파른 비탈길 탄성파자료 해저에서 가파르게 수십미터 제거 해저 가파른 비탈길 단층이 최신의 지질구조 활동과 연관 탄성파자료 Western subbasin->central subbasin 0.1sec ->0.4sec

탄성파 층서 Central subbasin Basin floor의 갑작스런 깊이 상층부에서 복잡한 층구조 가짐 Western subbasin, central subbasin 사이 구분 상층부에서 복잡한 층구조 가짐 주향을 따라 매우 다양한 두께 횡절 부정합, 혼란스런 음향상 빙하기원

Trough mouth fan 연속적인 쐐기형태로 퇴적 Basin floor 덮고 있는 0.7sec두께의 퇴적물 빙하기 육성퇴적물 간빙기 원양성 퇴적물

Eastern subbasin 전진퇴적 Sequence의 두가지 모양 Trinity 반도 연변부 Bransfield basin쪽으로 전진퇴적 South Shetland 대륙붕 South shetland해구의 내대륙붕을 넘어 북쪽으로 전진퇴적 Sequence 대표하는 해수면 하강 빙하의 전진 저해수면 퇴적물 발달 하나는 trinity 반도 연변부에 있는 것으로 bransfield basin쪽으로 전진퇴적하고 또 다른 것인 south shetland 대륙붕에서 south shetland 해구의 내대륙붕을 넘어 북쪽으로 전진퇴적하는 것이다.south shetland 연변부와 진퇴적이 일어나는 곳에서 분지쪽으로 이동하는 3개의 Trinity반도 연변부를 4개의 뚜렷한 탄성파 sequence로 확인할수 있다.

탄성파 층서 Eastern subbasin (그림28-C) Sequence S1 S1 아래의 3개의 Sequence 울퉁불퉁한 해저바닥의 꼭대기에서 경계지어짐 마지막 최대빙하기 동안 형성되었을것 대륙붕 주위의 쐐기 모양 진퇴적 내에 아래쪽으로 움직임 S1 아래의 3개의 Sequence 진퇴적 내에서 아래로 이동 : 저층경계 정함 Sequence상부는 해저 근처에 침식/절단 Bransfield basin의 Rifting후에 유사하게 발달

그림28-C

Sequence 층서 해석

Sequence 층서 해석 5개의 제 3차 탄성주기 발견 Bransfield basin 퇴적 0.8Ma, 1.6Ma, 2.4Ma, 3.0Ma, 3.8Ma Bransfield basin 퇴적 Sequence S4 해령 중심의 침강이 멈춘 후 최초의 전호분지 침강시기인 2.4~3.0Ma에 발생 Sequence S3 1.6~2.4Ma에 퇴적 Sequence S2 1.6ma보다 어림 전호분지 침강기간, 후열도분지 rifting보다 앞선 South shetland해구의 섭입의 멈춤 때문에 절대연령과 관계없이 퇴적 sequence의 상대연령 추측

Sequence 층서 해석 Bransfield basin의 과거의 퇴적 시스템 피스톤 코어 통한 표층 퇴적물 분포 음향상 분석, Grab sample 결합하여 구성

Sequence 층서 해석 고해수면/간빙기 계열 그림 5-31 분지는 대부분 규산질의 반원양성 머드 지지대와 제방의 얕은 지대는 제외 강한 기저 해류가 퇴적을 막음 퇴적물 중력류 흐름은 가파른 사면에서 퇴적작용 높다.

Sequence 층서 해석 저해수면/빙하기 계열 유스타시 저해수면, 빙하의 전진으로 변함 지지대, 제방으로 둘러싸임 고해수면때 침식된 퇴적물 주상해분은 빙류의 흐름의 전달자 역할 그림5-32

서부 웨델해 연변부

서부 웨델해 연변부 남극의 넓은 연변부중 하나 경계 해빙은 매년 대륙붕에 덮혀있음 서쪽 : 남극반도의 산부분 동쪽 : 웨델 심해저 평원 해빙은 매년 대륙붕에 덮혀있음 해양의 지구 물리학적 일을 막아옴

지질학적 역사와 지구조환경

지질학적 역사와 지구조 환경 판구조 활동 : 175myr 동/서 곤드와나 사이의 Rifting 동남극과 남극반도의 부분적 확장 대규모 화산이 Jurasic 동안 TAM내에서 절단 반도의 반시계방향 회전운동은 동남극 분리 야기 (127MA~118MA) 곤드와나 붕괴 이전 존재 arc는 확장의 증거 Late Jurassic ~Early Cretaceous 제3기 섭입이 끝나는 동안 ridge-crest 와 해구의 충돌은 계속됨

지질학적 역사와 지구조 환경 웨델해의 연속된 후열도분지 존재 Late Cretaceous ~Early Tertiary 지질학적 사건 지층은 Larsen basin, 퇴적지층 의 몇km포함하는 Lataday basin에 기록 Larson,Lataday basin 층서 Drill 지점 아님 Lassiter, orville, black coast의 노두로 추론 James Ross, Seymour, 인접합 섬의 노출로 추론

탄성파 층서

탄성파 층서 Larsen basin의 탄성파 층서 Anderson과 그의동료, Sloan과 그의 동료들이 조사 (그림5-33) 퇴적작용으로 인해 바다쪽으로 두꺼워지는 쐐기모양의 퇴적물(그림5-34) 북서에서 남동방향으로 진퇴적 태평양-남극 대륙붕과 큰 유사성 보임

그림5-33

그림5-34 그림5-34

탄성파 층서 Larsen 분지 탄성파 층서 혼란스런 반사 경향 나타남(그림5.35) 오래된 지층(S5) (그림5-36) 남동으로 3-4도 바다쪽으로 향하는 강한 반사가 특징 S5와 S4는 북동-남서 경향인 단층대로 분리 각각의 단층은 수직 웨델해의 서쪽 연변부를 따라 확장

그림5-35

그림5-36

탄성파 층서 Larsen 분지 탄성파 층서(그림5-34) S4와 S3은 지역적 부정합(U3)에 의해 분리 육지쪽으로 미끄러짐 대륙붕에서 가장 오래된 빙하작용 S3은 바다쪽으로 향하는 경사 반사면 주요 매적작용을 나타냄 S3와 S2 사이의 경계 우점한 매적작용부터 우점한 전진퇴적 변화 표시

그림5-34 그림5-34

경청해 주셔서 감사합니다