Characteristics and Depositional Processes of Fluid-Mud Deposits in the Early Cretaceous McMurray Formation, Alberta, Canada :캐나다 앨버타주 전기 백악기 멕머레이층에서 산출되는 유동 이토 퇴적층의 특징과 퇴적작용

오주현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 오주현 (안동대학교, 안동대학교 대학원)

지도교수: 조형래

발행연도: 2018

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이용수7

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2021

Tidally-influenced deposition and microfacies sequences of fluid muds: Early Cretaceous McMurray Formation, Alberta, Canada

오주현 , 조형래 Geosciences Journal 2021.12 학술저널

2018

Fluid-mud deposits in the Early Cretaceous McMurray Formation, Alberta, Canada

오주현 , 조형래 지질학회지 2018.10 학술저널

Characteristics and Depositional Processes of Fluid-Mud Deposits in the Early Cretaceous McMurray Formation, Alberta, Canada

오주현 지구환경과학과 2018.01 학위논문

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유동 이토는 에스츄어리 환경에서 잘 발달하지만, 고생의 에스츄어리에서 형성된 유동 이토 퇴적층에 대해서는 연구된 바가 드물다. 캐나다 앨버타주의 전기 백악기 멕머레이층은 조석 영향을 받은 하도-에스츄어리 퇴적층을 포함하는데, 이 퇴적층에서 점토질 기질 속에 조립질 입자가 산발적으로 분포하는, 유동 이토의 특성을 보이는 일부 퇴적층이 발견된다. 유동 이토 퇴적층의 특징과 퇴적작용을 규명하기 위해 앨버타 크리스티나레이크 지역의 시추코어에서 중부 멕머레이층의 하도사암체에 포함된 이암층의 시료를 채취하여 박편을 제작하고 현미경으로 자세히 관찰하였다. 이암층들은 퇴적물의 조직과 구조를 바탕으로 3개의 퇴적상으로 구분된다. 각 퇴적상은 < 1mm ~ 수 cm 두께의 층을 형성하며, 점이적 또는 선명한 경계를 가지고 서로 수직적으로 변화하는 관계를 보인다. 퇴적상 1은 무구조의 실트질 이암(structureless silty mudstone)으로, 주로 점토로 구성되며, 입자질 조직(grainy texture), 평탄한 하부 경계, 흩어져 분포하는 조립질 실트에서 세립질 모래 크기의 입자, 그리고 층리에 평행하게 배열된 납작한 유기물 파편 등을 보인다. 이러한 특징들은 고농도의 부유 점토가 floc을 형성하고 조립질 입자들을 지지할 수 있는 양력을 가진 점착성 이토류, 즉 유동 이토에 의해 퇴적되었음을 지시하며, quasi-laminar plug flow 정도의 점토 농도와 점착성을 제시한다. 퇴적상 2(silt-streaked mudstone)는 퇴적상 1과 유사하게 산재한 조립질 입자들과 유기물 파편들을 포함하고 입자질 조직을 보이는 점토로 구성되며, 조립질 실트에서 세립질 모래로 이루어진 불연속적인 조립질 실트 엽층(streak)들을 포함한다. 퇴적상 2도 점착력을 지닌 유동 이토에 의해 퇴적된 것으로 해석되나, 조금 낮은 점착성을 지난 quasi-laminar plug flow 또는 upper transitional plug flow 상태에서 plug 아래의 약한 난류에 의해 실트 streak들이 형성된 것으로 해석된다. 퇴적상 3(heterolithic laminated mudstone)은 실트 엽층과 점토질 엽층이 교호하는 특징을 보이며, 실트 엽층과 점토질 엽층의 상대적 비율에 따라 두 유형으로 나뉜다. 유형 1은 비슷한 두께의 실트 엽층과 점토질 엽층으로 구성되며, 주로 평행 엽층리를 보인다. 실트 엽층은 흔히 횡적으로 불연속적이다. 유형 2는 상대적으로 두꺼운 실트 엽층과 매우 얇은 점토질 엽층으로 구성되며, 평행 엽층리 또는 저각도 사엽층리를 보인다. 퇴적상 3은 plug 아래의 난류 운동이 보다 활발한 upper/lower transitional plug flow 상태의 유동 이토에 의해 퇴적된 것으로 해석된다. 난류가 발달한 바닥 근처에서의 유속 변동에 의해 실트 엽층과 점토질 엽층이 교대로 퇴적되었으며, 난류 정도와 유속 등에 따라 실트와 점토의 상대적인 퇴적 비율이 달라졌으리라 생각된다. 이러한 연구 결과는 다른 에스츄어리 퇴적층에서도 유동 이토 퇴적층이 흔히 발달할 수 있으며, 유동 이토 퇴적층은 에스츄어리 퇴적층을 구성하는 주요 퇴적상임을 제시한다.

Fluid muds commonly occur in estuarine environments, but their ancient examples have rarely been studied in terms of depositional characteristics and processes. Cores of fluvial to estuarine sequences of the Early Cretaceous McMurray Formation, Alberta, Canada show structureless mudstone layers with floating coarser grains, which are indicative of the deposition by muddy cohesive flows, i.e., fluid muds. These mudstone layers and the associated layers are examined in detail through microscopic observation of thin sections for unravelling sedimentary characteristics and processes related to fluid-mud deposition. The mudstone layers are classified into three microfacies: structureless silty mudstone, silt-streaked mudstone, and heterolithic laminated mudstone. These microfacies form sub-millimeter- to centimeter-scale layers and pass vertically into one another with transitional or sharp boundaries. The structureless silty mudstone is dominantly composed of clay particles, showing ‘grainy texture’, and contains randomly dispersed grains of coarse silt to fine sand and platy organic debris arranged parallel to the layers. It is interpreted as the deposits of cohesive fluid muds with clay flocs and strength for supporting coarser grains in suspension (quasi-laminar plug flow). Silt-streaked mudstone is similar to structureless silty mudstone in texture, but has discontinuous streaks of coarse silt to very fine sand grains. These characteristics are also suggestive of cohesive fluid muds, in which, however, intermittent weak turbulence at the base resulted in the deposition of silt streaks (quasi-laminar plug flow or upper transitional plug flow). Heterolithic laminated mudstone is characterized by alternation of silt and clay-rich laminae, which are parallel laminated or low-angle cross-laminated. This microfacies is divided into two types. Type 1 consists of silt and clay-rich laminae of similar thickness. Type 2 comprises dominantly silt laminae with much thinner, clay-rich interlaminae. The heterolithic lamination is suggestive of turbulence and velocity fluctuations at the near-bed zone below cohesive plug (upper or lower transitional plug flow). These results suggest that fluid-mud deposits may commonly occur in other estuarine to tidally-influenced fluvial successions and form major sedimentary facies of estuarine successions.

#fluid mud #sedimentary facies #depositional processes #estuarine deposits #McMurray Formation

ABSTRACT ⅰ
CONTENTS ⅲ
LIST OF FIGURES ⅳ
1. INTRODUCTION 1
2. GEOLOGIC SETTING 4
3. FACIES ANALYSIS OF MUDSTONES 9
3.1. Microfacies 1 (F1): Structureless Silty Mudstone 20
3.2. Microfacies 2 (F2): Silt-Streaked Mudstone 23
3.3. Microfacies 3 (F3): Heterolithic Laminated Mudstone 26
4. DISCUSSIONS 29
5. CONCLUSIONS 33
ACKNOWLEDGMENTS 35
REFERENCES 36
ABSTRACT IN KOREAN 43
APPENDIX 1 45

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