Continental Margin Evolution 3조 김동원, 김행진, 김영빈

목차 Western Weddle Sea Margin Eastern Weddell Sea Margin Geologic History and tectonic Setting Seismic Stratigraphy Sequence Stratigraphic interpretation Eastern Weddell Sea Margin Geologic History and Tectonic Settin Lithostratigraphy Princess Martha Coast Continental Margin Coats Land Continental Margin Sequence Stratigraphic Interpretation

용어설명 1. Accretionary complexes (부가체) 해양판이 대륙판 아래로 깊게 섭입될때 해양판 위에 쌓여있는 퇴적물이 당겨져 대륙측에 붙어서된 것 2. Acouastic basement (음향기반암) 탄성파를 이용하여 지층을 탐사할 때, 탄성파의 자료를 획득할 수 없는 것으로 생각되는 지각 내부의 기반을 이루고 있는 암반 3. Aggradation (매적작용) 퇴적작용으로 지표면을 평탄화하는 작용

<Western Weddell Sea Margin> 서부 웨들해의 대륙붕은 남극에서 가장 넓은 곳 중 하나이다. 웨들 해의 서쪽으로는 남극반도의 산맥들이 동쪽으로는 Weddell Abyssal Plain (심해저평원)이 경계를 이루고 있다. 일반적으로, 해빙은 거의 일년내내 대륙붕을 덮고 있다. 그리고 지금까지 해빙은 주변부의 지구물리학적 작용을 막아왔다.

Geologic History and tectonic Setting 서부 웨들 해는 1억 7천 5백 만년동안 지각활동을 받아왔다. 곤드와나가 나눠지기 이전, 남극반도는 섭입대의 앞 가장자리 위에 있었다. 웨들 해는 존재하지 않았다. 반도는 퀸모드랜드와 코츠랜드의 연안에 위치해 있었다.

Geologic History and tectonic Setting 여러 지역의 지질학적 역사에서, 남극반도는 부가체에 의해 서쪽 가장자리를 향해 생긴 고지자기 호(arc)였다. 곤드와나의 붕괴에 앞서 존재해왔던 호는 쥐라기 후기부터 백악기 초기동안 있었던 확장의 증거를 보여준다 반도의 웨들해 측면에서, 일련의 후열도 분지들은 백악기 후기에서 제3기초기 내내 존재했다. 지역에 따른 일련의 지질학적 사건들은 몇 킬로미터의 퇴적층이 있는 지층의 북쪽에 위치해있는 라센(Larsen)분지와 남쪽에 위치해있는 Lataday분지에 기록되어져 있다.

Seismic Stratigraphy Larsen 분지의 탄성파 층서는 Anderson과 동료들 (1992b) 그리고 Sloan과 동료들(1995)이 두 개의 독립된 지역을 순항하여 수집한 중해상도의 탄성파 자료를 이용하여 조사되어졌다. 탄성파 기록들은 바다를 향해 두꺼운 쐐기모양의 퇴적광상들이 북서쪽에서 남동쪽으로 전진하고 있다는 것과 음향기반암이 진퇴적하고 있음을 나타낸다.

Seismic Stratigraphy 큰 지각변동을 받은 음향기반암은 도처의 내대륙붕을 깍아낸다. 기반암은 형상화하기 어렵지만 몇 지역들은 0.1~0.2초 위쪽으로 탄성파를 쏘아주면 무질서한 반사 패턴을 보여준다. 기반암은 인접한 섬 위에 드러난 쥐라기 시대의 화산암들이 바다쪽을 향해 확장되고 있음을 보여주고 있다.

Sequence Stratigraphic interpretation Larsen Basin (Unit S5)에서의 가장 오래된 층서 프로그램 들은, 가라앉고 있는 대륙붕 위에 미립자 퇴적물이 축적 되고 있음을 나타내는 지진 특성들을 보여준다. 시모어지층의 주향 대비에 근거를 둔 이프로그램이 성립할 법한 시대는 에오세 중기부터 올리고세 중기까지이다. 비교적 따뜻했던 온대기후 였다고 알려주고 있는 시모어 노두자료에 부합하는,S5시간대에 일어났던 지층의 빙하작용에는 지진의 증거가 없다.

Sequence Stratigraphic interpretation S4와 S3의 경계면(U3)은 잠정적으로 빙하침식면으로 이해되고 있는 지역적 부정합이다. 이 부정합은 아마도 빙상이 처음으로 북쪽의 남극 반도 대륙붕으로 나아갔던 마이오세 중기에 형성되었을 것이라 추측한다. 이것은 대륙붕쪽으로의 수많은 빙상의 전진을 설명하는데 따라다닌다. 이 단면도의 윗부분에서 가장 두드러지는 성장에서부터 매적작용까지의 변화는 북쪽의 남극반도 대륙붕 지층의 기하학적 구조와 상관관계가 있다. 그리고, 성장에서부터 매적작용까지의 이러한 변화들은 플라이스 토세(홍적세) 동안 sea-level 변동이 자주 일어나도록 만들었다. 남쪽 웨들해에서는 오직 몇 개의 지진 단면도만 얻어졌다.

<Eastern Weddell Sea Margin> Fimbul과 Riiser Larsen 빙상들은 거의 동쪽 웨들해 주변부를 둘러쌓고 있고, 대부분 좁은 대륙붕을 덮고있다. 불연속적인 산맥들은 퀸모드랜드의 연안에서 내륙100km의 동향을 따라간다.

Geologic History and Tectonic Setting 곤드와나가 분리된기 이전에, 인도/스리랑카 동쪽 주변부와 아프리카 남동쪽 주변부는 동쪽 웨들해와 퀸모어랜드에 인접해 있었다. 판들의 상호작용은 복잡해져 갔지만, 거대한 지질 분리 이전의 남극대륙 주변부는 인도/스시랑카와 남아프리카 대응관계와 닮았다. 분리 이후의 층서학은 대륙이 멀리 떨어져 이동함으로써 상이한 점들이 증가하고 있음을 보여준다.

Geologic History and Tectonic Setting 곤드와나의 동쪽과 서쪽 분리는 페름기 시대부터 아프리카의 동쪽 연변부를 따라 정단층이 발달함으로써 시작되었다. 이러한 정단층은 열곡에서 주로 발달하였고, 결국 아프리카와 마다가스카르(Madagascar)/남극대륙의 분리는 시작되었다. 아프리카와 남극대륙은 쥐라기 중기부터 백악기 초기동안 규모가 크거나 작은 절단을 겪었다. 쥐라기 후기대 까지는 웨들 해 동쪽이 400km이상 넓어졌다. 초기 백악기까지는 남극대륙과 주변부들 사이에 아프리카와 남극대륙을 완전히 분리시키는 해양판이 형성되었다.

Lithostratigraphy ODP Leg 113 시추 현장은 웨들 해 대륙주변부와 심해저 평원을 설명할만한 지진단위에 관한 연대층서학과 암층서 학 자료를 제공한다. 코어는 평균 8.6%의 유기탄소와 함께 초기백악기 초기의 초미화석 점토암으로 구성된 site692에서 발견했다. 이 점토암의 선상 분석은 비슷한 시기의 포클랜드 고원 침전물 과 강한 유사성을 보여주고 있으며 더 나아가 퇴적물아래 500m에서 1000m 깊이의 물은 약한 유산소 환경 이었다는 것을 나타낸다. 백악기 침전물은 알려지지않은 시대의 자갈과 마이오세 에서 플라이토세 시대의 진흙 위에 가로누워져 있다.

Lithostratigraphy

Lithostratigraphy Site 693의 코어는 백악기 후기의 점토암, 이암, 규조암, 규화된 사암과는 적합하지 않는 플라이스토세에서 후기 올리고세의 반원양성 진흙을 398m 뚫고 들어갔다. 선상분석 결과는 백악기 후기의 이암들은 site692에서 발견된 Aptian(애프트)시대의 이암과 맞먹을 정도로 산화되어졌다는 것을 보여준다. Site694는 웨들 해의 심해저평원 가운데서 시추했고 웨들선상지의 발달 기록을 얻었다. 모래와 섞인 심해퇴적물들은 플라이토세 부분이 우세했고 후기 마이오세에서 초기 플라이오세 시대의 반원양성 퇴적물 사이에 있었다.

Seismic Stratigraphy MCS(해양보존협회) 자료의 30000km이상은 웨들 해 동쪽지역에서 얻어져왔다. 유감스럽게도, 웨들 해 산출된 ODP Leg 113는 대륙주변부 지층의 순차층서 분석을 위한 연대층서 정보를 얻기에는 적합하지않다. Brunt Megatrough의 남쪽과 북쪽 주변부가 매우 급격히 변했기 때문에 탄성파 층서는 분리해서 연구되어지고 있다.

Princess Martha Coast Continental Margin Princess Martha Coast 연안에서의 최초의 탄성파층서 조사는 Hinz와 Krause(1982) 그리고 Okuda와 동료들 (1983)이 지휘했다. Hinz와 Kristoffersen(1987)은 동쪽 웨들 해 주변부에서 다른 독일과 노르웨이 탐험대에서 얻은 지진 자료를 연구했다. 그들은 지층위의 몇 개의 주요한 부정합들을 지도화했다. Miller와 동료들(1990b)은 고해상도 자료를 포함하고 Hinz와 Kristoffersen보다 더 정확하게 알아 볼 수 있도록 탄성파층서 분석을 지휘했다. Miller와 동료들(1990b)은 대륙주변부의 ODP Leg 113 시추에서의 결과를 기반으로 한 Hinz와 Krause의 탄성파층서 설명을 수정했다.

Princess Martha Coast Continental Margin

Coats Land Continental Margin 코츠랜드 연안에대한 자료도 많지않고, 탄성파 층서를 위한 시도도 거의 없었다. 자료는 내륙방향의 음향기반암 위에 겹쳐져있는 몇 개의 변형된 전진퇴적의 순서를 보여준다. 바다쪽의 노출된 음향기반암은 Crary Trough에서 부분적으로 노출되어있는 두꺼운 층에 가로놓여 있다. Crary Trough 남쪽부분으로 가로질러 얻은 탄성파 반사 단면도는 이러한 순서를 보여준다.

Sequence Stratigraphic Interpretation Crary Fan은 Crary Trough의 빙하침식의 결과로 발달하여져 왔다고 믿어졌다. 이것은 빙하침식이 올리고세 후기부터 마이오세 초기사이의 어떠한 시기에 대륙붕에서 발생하고 있었다는것을 암시한다. Crary Fan은 웨들 해에서 대륙붕에 깊은 방하침식이 있었던 시기로 간주하고 있는 마이오세 중기부터 후기까지 급격한 성장을 겪었다.