제주분지 제삼기 육성층의 층서 및 퇴적물 기원

Stratigraphy and Provenance of Non-marine Sediments in the Tertiary Cheju Basin

제주도 남쪽지역에 발달한 신생대 대륙붕 주변분지(marginal-continental shelf basin)들은 타이완-신지 융기대 및 오키나와 곡분을 따라서 주로 북동-남서 방향으로 분포하고 있다. 이들 분지중 제주분지의 육성퇴적층에 대한 층서와 조구조적 환경(tectonic setting)을 밝히기 위해 10개 시추공을 연결하는 측선의 탄성파자료와 사암 및 응회암층 시료를 분석한 결과, 본 지역의 층서는 5개의 퇴적층과 기반암으로 설정되었다. 퇴적층 A는 플라이스토세 - 현세 퇴적물로 구성되어 있으며 퇴적층 B는 플라이오세 퇴적물로 구성되어있고 하위 퇴적층 C와 경사부정합관계를 갖는다. 하부구간에서는 수로의 발달로 인해 연속성이 매우 불량한 부분이 분지의 북부쪽에서 주로 관찰된다. 분지 남부지역은 하위 퇴적층과는 뚜렷이 구분되었으나 북부지역은 이들 퇴적층이 평행하게 퇴적되어 층간의 경계구분이 어렵다. 초기 마이오세에 해당되는 퇴적층 C의 탄성파 반사면들은 분지의 최남단부에서는 상위층에 경사지게 수렴하나 중-북부에서는 준평행하게 발달된다. 이들 두 지역간의 차이는 분지 남서부를 따라 발달된 주향이동 단층의 영향에 의한 것이며 이들 단층의 활동은 퇴적층 B의 발달이전에 종료되었다. 초기-중기 마이오세의 퇴적층 D내에는 퇴적후의 습곡 및 단층작용이 많이 관찰된다. 본 층은 부분적인 침강에 의해 두께의 변화가 심하다. 올리고세의 퇴적층 E는 하부 기반암 위에 부정합으로 놓여있으며 퇴적초기의 지형에 의한 경사에 의해 기울어 져 있고 퇴적 이 종료된 후의 구조운동에 의 해 습곡되 었다. 퇴적층 D 내에 발달된 화산암층의 절대 연령은 초기 - 중기 마이오세 이며 퇴적층 E 내에 분포하는 응회암층은 희토류 원소 분석 결과 및 고생물 자료 해석에 의하면 Green Tuff Formation 보다 고기의 화산활동에 의한 응회암이다. 탄성파층서 및 퇴적물의 분석 결과에 의하면 분지의 형성후 퇴적된퇴적층 E는 육성 퇴적물로 이루어 져 있으며 대륙지괴의 근원지로부터 퇴적물이 공급되었음을 지시한다. 퇴적층 E가 형성된 후 분지 외부의 퇴적물 공급지가 구조적 요인에 의해 융기하였고, 그 결과로서 퇴적물의 유입, 분지의 침강 및 화산활동이 급격히 증가하였으며 이들로 구성된 퇴적층 D는 화산활동을 수반한 반복조산대로부터 유래되었다.

Seismic reflection profiles and exploratory drilling well samples from the southern marginal-continental shelf basin of Korea delineate that the Tertiary sedimentary sequences can be grouped into five sequences (Sequence A, Sequence B, Sequence C, Sequence D and Sequence E, in descending order). Paleontologic data, K-Ar age datings, correlation with tuff layers and sequence stratigraphic analysis reveal that the sequences A, B, C, D and E can be considered as the deposits of Holocene $\~$ Pleistocene, Pliocene, Late Miocene, Early $\~$ Middle Miocene and Oligocene, respectively. The sequence stratigraphic and structural analyses suggest that the southern part of the Cheju Basin had experienced severe folding and faulting. NE-SW trending strike-slip movement is responsible for the deformation. The sinistral movement of strike-slip fault ceased before the deposition of Sequence B. Age dating and rare-earth elements analysis of volvanic rocks reveal+ that the Sequence D was deposited during the Early $\~$ Middle Miocene and the Sequence I was deposited earlier than the deposition of the Green Tuff Formation. Sedimentary petrological studies indicate that sediments of the Sequence I came from the continental block provenance. After the deposition of the Sequence E, uplift of the source area resulted in increase of sediment supply, subsidence and volcanic activities. The Sequence D show these factors and the sediments of the Sequence D are considered to be transported from the recycled orogenic belt.