The Paljori Tuff in the Miocene Eoil Basin, SE Korea: primary and secondary volcaniclastic sedimentation in a fluvio-lacustrine setting

정종옥; 권창우; 손영관

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자료유형: 학술저널

저자정보: 정종옥 권창우 손영관

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제42권 제2호(통권 제167호)

발행연도: 2006.6

수록면: 175 - 197 (23page)

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한반도 남동부의 어일분지는 마이오세의 동해 확장과 관련하여 우수향 주향이동에 의해 만들어진 인리형 퇴적분지이다. 이 분지의 최하부 지층인 감포역암은 온난하고 습윤한 기후 하에 하성-호성 환경에서 쌓인 역암, 사암, 이암과 여러 화산기원 암석으로 구성되어있다. 팔조리응회암은 약 2-20 m 두께로 감포역암의 최상부에 협재되어있으며 광범위한 분포를 보이는 데사이트 조성의 응회암으로 어일분지의 층서대비에 건층으로 이용되어왔다. 팔조리응회암은 세밀한 상분석을 통해 세 개의 일차 화성쇄설성 퇴적상[괴상 (화산력)응회암(LTm과 Tm)과 부가화산력을 함유한 층상 응회암(Ts)]과 일곱 개의 이차(재동) 화성쇄설성 퇴적상[괴상 (역질)사암(GSm과 Sm), 희미한 층상 사암(Sds), 사층리 (역질)사암(GSxs와 Sxs), 괴상 이암(Mm), 엽층리 이암(Ml)]으로 구성되어있으며, 이들은 4개의 퇴적단위(하부로부터 단위 Ⅰ에서 Ⅳ)에 나뉘어져 쌓여있음이 밝혀졌다. 일차 퇴적상으로 구성된 단위 Ⅱ와 Ⅲ은 화성쇄설성 밀도류에 의해 쌓인 반면, 이차 퇴적상으로 구성된 단위 Ⅰ과 Ⅳ는 하성-호성 환경에서 화성쇄설물의 재동작용에 의해 형성된 화산이류, 고농도 홍수류 그리고 하천류에 의해 쌓인 것으로 해석된다. 이상의 단위들은 분지축에 평행한 방향인 북동-남서 방향으로 다음과 같은 일관적인 암상변화를 보인다. (1) 단위 Ⅱ는 분지의 남쪽에만 분포하며 북동쪽으로 갈수록 입도가 감소하다가 결국 측멸한다. (2) 단위 Ⅱ의 내부구조는 남서쪽에서는 대부분 괴상(Tm)인데 북동쪽으로 가며 괴상과 층상(Tm과 Ts)으로 변한다. (3) 단위 Ⅲ의 화산력 입자들은 북동쪽으로 가면서 부석편의 비율은 증가하고 암편의 비율과 함량은 감소한다. (4) 단위 Ⅲ의 하부경계는 북동쪽으로 가며 침식경계로 변한다. (5) 단위 Ⅳ는 북동쪽으로 갈수록 층상 퇴적상의 비율이 증가하며 두께는 두꺼워지고 입도는 감소한다. 단위 Ⅲ의 입자배열로부터 측정된 고유향은 분지 남서쪽 지역에서는 동-서 방향을, 그 외의 지역에서는 북동쪽 내지는 북쪽방향을 나타내어 분지의 경계단층이나 내부단층과 평행한 배열을 보인다. 이상의 암상변화는 (1) 단위 Ⅱ와 Ⅲ을 형성시킨 화성쇄설성 밀도류가 분지의 남서쪽으로부터 흘러들었고, (2) 이들은 북동쪽으로 이동하며 암편 입자를 선택적으로 퇴적시킴과 동시에 입자농도가 낮아져 난류적이고 침식적으로 변화하였으며, (3) 화쇄류의 고농도 저류는 분지지형의 영향을 강하게 받으며 흘렀던 것으로 보인다. 또한 (4) 이차퇴적을 일으킨 화산이류, 고농도 홍수류, 하천류 등은 북동쪽으로 가며 희석되었으며, (5) 분지의 축이 북동쪽으로 기울어져 있어, 더 큰 퇴적공간을 가진 분지의 북동쪽에 이차퇴적상이 두껍게 쌓였던 것으로 보인다. 팔조리응회암은 광역적으로 분포한 응회암 단위가 층서대비는 물론 화산-퇴적작용과 대규모 분지지형에 대해서도 중요한 정보를 제공할 수 있음을 보여준다.

The Miocene Eoil Basin, SE Korea, is a pull-apart basin formed by dextral strike slip during back-arc opening of the East Sea. The Gampo Conglomerate, the lowest formation of the basin, is composed of conglomerates, sandstones, mudstones, and several volcaniclastic units deposited in a fluviolacustrine setting under warm and humid climatic conditions. The Paljori Tuff is an extensive dacitic tuffaceous unit, 2-20 m thick and intercalated in the uppermost part of the formation and used as a keybed for basin-wide correlation of strata. Detailed facies analysis shows that the tuff can be divided into four depositional units (Unit Ⅰ to Ⅳ in ascending order) that are composed of either primary or secondary (reworked) pyroclastic facies, including massive (lapilli) tuff (LTm and Tm), accretionary lapilli-bearing stratified tuff (Ts), massive (gravelly) sandstone (GSm and Sm), diffusely stratified sandstone (Sds), cross-stratified (gravelly) sandstone (GSxs and Sxs), massive mudstone (Mm), and laminated mudstone (Ml). Units Ⅱ and Ⅲ, composed of primary pyroclastic facies (LTm, Tm, and Ts), are interpreted as deposits of pyroclastic density currents whereas Units Ⅰ and Ⅳ, composed of secondary pyroclastic facies, are interpreted to be deposits of volcanic mudflows, hyperconcentrated flood flows, and streamflows produced by remobilization of pyroclastic debris in a fluviolacustrine setting. These primary and secondary pyroclastic units show consistent lithofacies changes in a SW-NE direction, parallel to the basin axis: (1) Unit Ⅱ, occurring only in the southern part of the basin, fines and abruptly pinches out toward the northeast, (2) internal structures of Unit Ⅱ change from mostly massive (Tm) in the southwest to massive and stratified (Tm and Ts) in the northeast, (3) the relative proportions of pumice and lithic lapilli in Unit Ⅲ increase and decrease, respectively, toward the northeast, (4) the lower contact of Unit Ⅲ changes from non-erosional to erosional toward the northeast, and (5) Unit Ⅳ thickens and fines toward the northeast together with an increase in the proportion of stratified facies. Paleoflow directions measured from the grain fabric of Unit Ⅲ are trending E-W in the southwestern part and NE or N in other localities, mostly parallel to the border and intrabasinal faults of the basin. These lithofacies changes suggest that (1) the pyroclastic density currents, which formed Units Ⅱ and Ⅲ, were fed from the southwest of the basin, (2) they became diluted, turbulent, and locally erosive together with selective deposition of lithic grains as they traveled northeastward, (3) the flow path of the dense underflow of the pyroclastic flow was controlled by the basin-floor topography, following the trends of the border and intrabasinal faults, (4) resedimentation processes also involved progressive dilution toward the northeast, and (5) there was larger accommodation space for the deposition of reworked volcaniclastics (Unit Ⅳ) in the northeastern part of the basin probably because of plunging of the basin axis toward the northeast. The Paljori Tuff demonstrates that a laterally extensive tuff unit, commonly used for stratigraphic correlation, can also be a prolific source of information on large-scale basin configuration as well as volcano-sedimentary processes.

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요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 지질개요
3. 감포역암의 암상과 팔조리응회암의 퇴적환경
4. 팔조리응회암의 퇴적상과 퇴적단위
5. 모드분석
6. 고유향 분석
7. 팔조리응회암의 분출 및 퇴적과정
8. 팔조리응회암의 퇴적과 분지지형
9. 결론
사사
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