백악기 공주분지의 퇴적상 및 화산활동

초록

한반도 중부에 위치하는 백악기 공주퇴적분지의 육성 쇄설성 퇴적층에 대한 퇴적암석학적 및 퇴적학적 연구를 통해 공주분지 퇴적층의 퇴적과정과 퇴적 환경을 해석하고 퇴적작용에 영향을 미친 화산활동을 분석하였다. 공주분지 퇴적암층은 쇄설성의 미성숙 역암, 사암 및 이암으로 주로 구성되며, 특히 사암은 기질의 함량이 높아 대부분 암편질 잡사암으로 분류되고 일부 장석질 잡사암을 포함하기도 한다. 이러한 사암들은 대개 퇴적 당시 쇄설물들이 근거리의 기원지에서 짧은 시간 동안에 퇴적분지로 이동하여 축적되어 형성되는 사암으로서 공주분지의 당시 지구조적 생성 환경과 일치하는 것으로 추정된다. 퇴적층의 기하학적 형태, 층간의 경계, 층 내 암상의 변화, 입도 변화 및 조직 등을 정밀 기재하여 퇴적상을 분류하고 상조합으로 구분하여 퇴적과정과 퇴적 당시의 환경을 해석하였는데, 주로 산출되는 퇴적상들을 세분해 보면, 역암층은 괴상의 기질지지 역암상, 괴상의 역지지 역암상, 점이 층리를 보이는 역암상 등 3개의 퇴적상으로 구분되며, 사암층은 괴상의 사암상, 점이층리를 보이는 (역질) 사암상, 사층리를 보이는 사암상 등 3개의 퇴적상으로 세분되고, 실트스톤 또는 이암층은 괴상의 이암상, 엽층리가 잘 발달된 이암상 등 2개의 퇴적상으로 구분되어 총 8개의 퇴적상으로 분류된다. 8개의 퇴적상을 다시 수평적·수직적 분포, 접촉관계를 고려하여 5개의 상조합으로 설정하고 퇴적환경을 유추하였는데, 공주분지 퇴적층은 크게 하부로부터, 조립질 쇄설물들이 빠른 속도를 가진 중력류에 의해 공급되어 형성된 것으로 해석되는 하부 퇴적층, 중력류에 의해 운반 축적된 조립질 퇴적물과 세립질 퇴적물들이 각각 층리를 잘 이루며 서로 교호하면서 나타나는 중부 퇴적층, 그리고 얇은 층리가 잘 발달하거나 괴상의 두꺼운 이암층의 상부 퇴적층으로 구분된다. 이러한 퇴적층은 전반적으로 상류 쪽에서는 퇴적분지 경계 단층을 가로질러 기원지로부터 미성숙 퇴적물을 공급받던 선상지 환경이, 그 하류방향으로는 선상지 평원, 하천환경과 호수환경이 차례로 인접하여 발달하여 있고, 이러한 환경 하에서 기원지에서의 지구조운동의 강도 변화에 따라 불규칙적으로 전진과 후퇴 퇴적을 반복하며 형성되었던 것으로 추정된다. 공주퇴적분지 내에는 관입상, 역암 내 화산암력, 분출상 등 세 가지 유형의 화산암이 분포한다. K-Ar 연대 측정 결과, 모두 백악기 후기의 산출 시기를 지시하고 있다. 이는 공주분지에서의 화산활동이 퇴적층 형성 이전과 퇴적층 형성시기 동안, 그리고 퇴적작용 종료 후에 각각 진행되었으나, 유사한 지화학적 조성을 갖는 것으로 보아 각 유형 별 화산암의 생성은 큰 시차 없이 동일한 마그마 기원으로부터 비교적 짧은 기간 내에 진행되었던 것으로 해석된다.

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