Architecture and Depositional Style of Gravelly, Deep-Sea Channels: Lago Sofia Conglomerate, Southeyn Chile

칠레 남부 라고 소피아 (Lago Sofla) 심해저 하도 역암의 층구조와 퇴적 스타일

The Lago Sofia conglomerate in southern Chile is a lenticular unit encased within mudstone-dominated, deep-sea successions (Cerro Toro Formation, upper Cretaceous), extending from north to south for more than $120{\cal}km$. The Lago Sofia conglomerate is a unique example of long, gravelly deep-sea channels, which are rare in the modern environments. In the northern part (areas of Lago Pehoe and Laguna Goic), the conglomerate unit consists of 3-5 conglomerate bodies intervened by mudstone sequences. Paleocurrent data from these bodies indicate sediment transport to the east, south, and southeart. The conglomerate bodies in the northern Part are interpreted as the tributary channels that drained down the Paleoslope and converged to form N-S-trending trunk channels. In the southern part (Lago Sofia section), the conglomerate unit comprises a thick (> 300 m) conglomerate body, which probably formed in axial trunk channels of the N-5-trending foredeep trough. The well-exposed Lago Sofia section allowed for detailed investigation of sedimentary facies and large-scale architecture of the deepsea channel conglomerate. The conglomerate in Lago Sofia section comprises stratified conglomerate, massive-to-graded conglomerate, and diamictite, which represent bedload deposition under turbidity currents, deposition by high-density turbidity currents, and muddy debris flows, respectively. Paleocurrent data suggest that the debris flows originated from the failure of nearby channel banks or slopes flanking the channel system, whereas the turbidity currents flowed parallel to the orientation of the overall channel system. Architectural elements produced by turbidity currents represent vertical stacking of gravel sheets, lateral accretion of gravel bars, migration of gravel dunes, and filling of channel thalwegs and scoured hollows, similar to those in terrestrial gravel-bed braided rivers. Observations of large-scale stratal pattern reveal that the channel bodies are offset stacked toward the east, suggestive of an eastward migration of the axial trunk channel. The eastward channel migration is probably due to tectonic tilting related to the uplift of the Andean protocordillera just west of the Lago Sofia deep-sea channel system.

칠레 남부에 분포하는 라고 소피아 역암 (후기 백악기)은 이암이 우세한 심해 퇴적층 (Cerro Toro Formation) 내에 렌즈상으로 산출하고 남북방향으로 120 km 이상 연장된다. 라고 소피아 역암은 융기대전면분지 (foreiand basin)인 마젤란 분지의 융기대전면곡분 (foredeep trough)을 따라 발달한 심해저 하도계 퇴적층으로 해석된다. 이처럼 연장이 대단히 좋은 역질의 심해저 하도가 발달하는 것은 현생 심해저 환경에서 매우 드문 현상으로 라고 소피아 역암은 퇴적학적으로 매우 흥미로운 예이다. 연구지역의 북부에 분포하는 라고 소피아 역암은 이암 퇴적층 사이에 협재하는 3-5매의 역암체로 구성되고, 고수류 측정에 따르면 퇴적물은 동, 남, 남동 방향으로 운반된 것으로 유추된다. 이 역암체는 융기대전면곡분의 서편에 위치한 해저사면을 따라 발달한 심해저 하도계의 지류에서 퇴적된 것으로 해석되며, 지류들은 남북방향의 주하도로 수렴하였을 것으로 추정된다. 남부 지역의 라고 소피아 역암은 300 m 이상의 두께를 가지는 역암체로 구성되고, 남북방향으로 긴 융기대전면분지의 축을 따라 발달한 주하도에서 퇴적된 것으로 해석된다. 이 역암체는 층리를 보이는 역암, 괴상 혹은 점이층리의 역암, 기질지지 역암으로 구성되며, 각각은 저탁류에 의한 밑짐 운반, 고밀도 저탁류, 니질 암설류에 의해 퇴적된 것으로 해석된다. 층리역암에서 측정된 고수류 방향은 남남서항으로 주하도의 방향을 지시한다. 반면, 북부 및 남부 지역의 기질지지 역암에서 측정된 고수류 방향은 흔히 하도 방향에 대해 고각도를 이루는데, 이는 하도의 둑 또는 주변 사면이 붕괴하여 니질 암설류가 형성되었음을 지시한다. 형태구성 (architecture) 분석 결과, 라고 소피아 역암은 육상의 역질 망상하천 퇴적층과 유사한 구성요소로 구성되며, 라고 소피아 심해저 하도계는 망상하천과 유사한 지형적 특성을 지녔을 것으로 추정된다. 또한 하도 역암 내 큰 규모의 층구조는 동쪽으로 이동 누적된 특징을 보이는데, 이는 지구조 운동에 의해 주하도가 점진적으로 동쪽으로 이동하였을 가능성을 시사한다.