처음 생성되는 방해석

처음 생성되는 방해석

그림 5.64 현생의 토양에 발달한 식물 부리를 따라 침전한 단산염 침전물(minocreton(남아프리카 공화국은 데, 아마도 이것은 화석을 이루는 탄산염 광물의 조성과 관계가 있는 것으로 여겨지고 있다. 처음 생성되는 방해석은 가장 불안정한 화석, 즉 아라고나이트와 고 마그네슘 방해석으로 이루어진 화석의 용해로부터 공급되어 침전하는 것이고 후기에 생성되는 방해석은 좀 더 안정된 마고네 방해석으로 이루어진 화석의 용해로부터 공급되어 침전하는 것으로 해석된다. 이러한 설명은 실제 결핵체를 가지는 사암의 연구로 확인된다. 즉, 결핵체를 가지는 충준에서 방해석으로 교토 양화 작용과 이에 따른 토양의 특성은 기후 조건과 밀접한 관계가 있다. 기후의 요인 중 토양의 특성을 주로 결정짓는 것은 수분(moisture)과 온도가 있다. 토양의 수분은 토양에 영향을 미치는 물리적, 화학적 그리고 생화학적 작용을 조절하고 화학적, 생화학적 활동의 정도는 온도에 달려 있다. 토양에서의 탄산염 단과(들)는 대체로 건조 내지 아습 윤 기후 하에서 연간 강수량이 1000 mm 이하이며 계절적으로 건기와 우기가 반

작용이 일어나지 않는 부분은 상대적으로 안정한 방해석인 저마그네슘 방해석으로 이루어진 황을 함유하고 있으나 원래 아라고 나이트로 이루어진 화석은 관찰되지 않는다는 점이다. 반면에 이라고 나이트로 이루어진 화석은 결핵체의 내부에서는 관찰이 가능하다 (Fursich, 1982). 사암이나 세일에서 결핵체의 모양은 좌 ·우, 상·하가 대칭을 이루거나 대체로 장축이 층리면에 평행한 디스크 모양에 이르기까지 다양하다. 이러한 결핵체 모양의 다양성은 퇴적물 내에 투수율의 이방성 (permeability anisotropy)에 따른 결핵의 성장률이 방향에 따라 다르기 때문이라고 해석되어 왔다. 이 설명에 의하면 퇴적물에서 납작한 모양을 가지는 결핵체는 수직 방향의 투수율이 수평 방향의 투수율에 비해 낮기 때문에 형성되는 것이며, 이 두 방향의 투수율의 차가 크면 클수록 그 모양은 더 납작해지는 것으로 해석할 수 있다. 그러나 공극 간 연결통로 (pore throat)가 수백 A 이하보다 작지 않은 경우는 퇴적물 내의 이온들의 확산은 투수율과는 거의 무관하며 공극 연결통로의 굴곡의 정도(tortuosity)의 제곱에 비례한다. 사암의 경우는 대체로 구형의 모래 입자로 이루어져 있으며, 생교란작용으로 균질화되어 입자가 배열되어 있으므로 공극 통로의 굴곡의 정도는 어느 방향으로나 비슷하기 때문에 이러한 투수의 이방성으로 설명하기는 곤란하다. 사암에서 결핵체의 납작한 정도는 아마도 퇴적물 내에 불균질 하게 분포를 하는 탄산염 광물로 이루어진 화석의 분포에 기인한 것으로 설명을 할 수 있다. 즉, 사암에서 결핵체의 발달이 탄산염 광물로 이루어진 화석이 암게 수평으로 발달한 충준에서 시작하였다면 방해석의 성장에 필요한 이온들은 수평 방향에서 많이 공급될 것이며 이로 인해 수평 층리면을 따라 확산에 의해 성장을 하는 결핵체의 발달이 빠르게 일어나도록 유도를 하여 납작한 모양을 만들 것이다. 만약 사암의 퇴적물 내에 이들 화석이 균질하게 분포한다면 결핵제의 성장은 탄산염 이온의 공급이 모든 방향에서 같이 일어나므로 수평이나 수직방향 모두 성장률이 같아서 구행의 결핵체가 형성될 것이다.

그러나 투수율의 이방성은 세일에 형성된 결해체의 납작한 모양을 어느 정도 설명할 수 있다. 즉, 세일에는 관상의 점토광물이 층리면에 평행하게 배일되어 있어 투수율의 이방성은 어느 정도 예상할 수가 있다.
복하여 발달할 때 생성된다. 건조와 아습을 기후에서는 우기에 비가 오더라도 그 양이 충분하지가 않기 때문에 상층 퇴적물(토양) 표층부에서 Ca를 함유한 광물(장석, 인회석, 각섬석 등)과 바람에 실려 온 탄산염 광물 분진으로부터 Ca를 용탈 시켜 아래로 스며들다 건조해지면 토양수로부터 방해석으로 침전한다. 이렇게 하여 생성된 방해석 단괴(노들)를 칼 크리트(calerate) 또는 칼 리치 (Caliche)라 하며, 대부분의 경우에는 붉은색을 띠는 이암층(고토양, paloosol)에 발달한다. 방해석 단괴는 대개 선택적으로 식물의 뿌리 주위를 둘러싸며 발달하기도 한다. 이러한 토양 기원 단괴 (노들)가 성장하여 인접 단괴와 합체가 되면 석회암층을 이루기도 한다. 우리나라 경상남 · 북도에 분포하는 백악기 경상누층군에는 토양 기원의 석회암 단괴(노들)들이 잘 발달해 있다(그림 5.65).

토양층에서 탄산염 광물의 생성은 토양수가 알칼리성을 나타내며 증발산율

그림 5.65 경상분지 백악기 하산동중에 발달한 토양기원 석회가 연평균 강수량보다 더 많아야 일어난 암 단과(경상남도 사다고 한다. 만약 그렇지 않다면 Caco, 의 용탈이 일어나 이 성분은 지하수로 빠져나간다. 토양의 수분은 토양의 표면으로부터 탄산염과 이의 구성 이온들을 녹여 토양층 내로 이동을 시킬 만큼의 양을 이루어야 한다. 그렇지만 그 양이 넘쳐서 토양으로부터 이들 성분을 매내가 서는 안 된다. 매우 건조한 상태에서는 이러한 토양 탄산염이 생성되지 않거나 아주 얇게 토양의 얕은 표층 부분

결제는 일반적으로 해양 환경에 쌓인 퇴적물에 잘 나타난다. 앞에서 살펴본 바와 같이 방해석을 침전시키는 이온들은 퇴적물 내에 포함되어 있는 화석의 용해로부터 대체로 공급된다고 여겨진다. 해양 환경에 쌓인 퇴적물과는 달리 육상 환경에 쌓인 퇴적물에도 비슷한 형태의 탄산염 단(노들)가 생성된다. 육상 환경에서는 퇴적작용이 불연속적으로 일어나기 때문에 하천 주위의 법람원 환경에 쌓인 되적물은 큰 홍수가 일어나 하천을 범람하여 퇴적물이 공급되기 전에는 지표면에 장기간 노출되기도 한다. 이렇게 노출되는 동안 퇴적물은 식생 등의 영향을 받아 토양화 작용제 5장 구조에 생성된다. 이는 용해된 탄산염이나 이온들을 토양층 하부로 이동을 시킬 충분한 물이 없기 때문이다. 실제로 건조 기후에서 아습을 기후까지의 상태에서 강수량이 증가할수록 토양 기원 탄산염)의 침전율이 증가하는 것으로 알려지고 있다.

토양에서 탄산염 성분은 토양의 건조 정도와 온도에 따라 침전과 함유량이 결정되지만 이러한 탄산염 성분은 차고 건조한 기후지대보다는 덥고 건조한 기후 지대에서 더 많이 나타난다. 이는 찬기 후에서는 CaCO, 가 낮은 온도에서 더 높은 용해도 때문에 토양층 내에 들어있는 탄산염도 용출되어 나갈 경우가 더 많기 때문이다.
그림 5.66 엑시코 만에 나타나는 주요한 중광물구(heary mineral prouncel 미시시피강 퇴적물이 분산되어 나타나는 분포도 화살표로 표시되어 있다. : 동부 구.. 미시 시구 중앙 사스 구. : 리오그란데 구. V: Davies and Moore, 1979

에 흘렀던 유수로서 그 흔적이 고기(古明)의 퇴적물에 기록되어 있으므로 이에 대한 분석을 통하여 고지리와 고기 사면의 발달 상태를 재현할 수 있다. 고수류를 연구하는 주목적은 적물의 이동 방향을 알아냄으로써 광역적인 배 수계(drainage systerm)를 유추하고 해류의 발달 1 향, 퇴적물의 기원지 그리고 고기 해안선의 위치 등을 알아내는 데 있다. 고수류를 분석하는 방법에는 여러 가지가 있고 그 모두가 분석 자료를 도면으로 작성함으로써 해석하고 있다. 이러한 과정에는 자세한 야외 조사와 고수류의 측정 그리고 이 자료들을 도면에 나타내는 작업 등이 필요하다. 고수류의 분석에는 사층리와 연흔 등 일차적으로 생성된 퇴적 구조가 가장 유효하고 또한 중요하다. 그러나 저 탁암의 경우에는 지층의 바닥에 생성된 여러 종류의 구조(sole markings)가 중요하다. 이들 바닥에 생긴 구조들은 퇴적 당시에는 머드(mud) 퇴적물의 상부 표면에 생기지만 그 위에 놓인 사암의 바닥면에 하부의 머드 퇴적물 표층에 생긴 자국에 채워진 모래 퇴적물의 충진물(
로서 보존되어 있다. 유수의 방향을 지시하는 퇴적 구조는 지질학적인 시간으로 볼 때 짧은 기간 동안 특정한 장소에서 어떤 방향으로 유수가 흘렀는가를 나타낸다. 따라서 광역적인 고수류의 발달 양상을 알아보기 위해서는 고수류에 대한 측정을 많이 하고 광범위한 지역에서 자료를 수집해야만 한다. 일차적인 퇴적 구조 외에도 퇴적물의 조직과 성분을 이용하여 고수류의 방향을 추정할 수 있다. 지역에 따른 특정한 광물군의 분포는 퇴적물 운반의 양상을 나타낼 뿐만 아니라 퇴적물 기원지의 지질과 위치에 대한 정보를 제공해 준다.

중 광물구(heavy mineral province) 지역으로 구별된다(그림 5.66). 멕시코 만의 증 광물 구는 이 만으로 공급하는 퇴적물 기원지의 유역 분지 지질히 다양하기 때문에 이에 따라 퇴적물에 나타나는 중광 물의 집합도 다양하게 구분된다. 특히 미시시피강으로부터 공급되는 퇴적물은 그림 5,66의 중광 물구 II로 이 중광 물의 분포로 보아 미시시피강으로부터 유래된 퇴적물의 분산 방향을 알아볼 수 있다. 이렇게 중광 물구는 퇴적물 기원지와 하천계 그리고 연안류의 영향을 받아 형성된 것으로 이를 이용하여 특정한 중광 물들을 이동시킨 수류(水)의 발달 방향과 분산의 정도를 알아볼 수 있다. 이와 비슷한 연구가 전 세계 여러 지역에서 이루어졌는데, 이와 같은 광물 구의 분포에 대한 도면 작성을 위해서는 해저면에 대한 많은 시료가 있어야 하며, 퇴적물의 구성 광물에 대한 실험 관찰이 필요하다.

고기(古)의 암석에서는 퇴적물의 성분 변화보다는 앞에서 살펴본 사층리와 그밖에 일차적인 퇴적 구조를 이용하여 더 쉽게 고수류의 방향을 측정할 수 있다. 그러나 암석과 퇴적 구조의 관찰이 불가능한 지하의 사암에 대해서는 광물 성분을 이용하여 고수류를 유추하기도 한다. 최근에는 물리 검층법 중 하나인 경사계 검증 (dipmeter log)을 이용하여 지하에서 지층의 고수류 측정(그림 5.67)이 가능해지기도 하였다. 물론 경사계 검층 자료를 해석하려면 다른 방법을 통한 사암체의 모양과 배열 상태 등에 대한 검토가 필요하다. Fuchtbauer(1958)는 독일 남부의 제3기 전지 분지 몰라세(foreland basin molasse, molasse란 조산대로부터 유래된 퇴적물을 가리킴) 퇴적암의 시추 코어에서 석영과 장석 그리고 중광 물을 조사하여 중광 물을 구분한 후 이를 새로이 융기하는 알프스 산맥의 여러 가지 선상지 기원의 분포 양상으로 해석하였다(그림 5.68), 장석과 암 편을 많이 함유하는 사암들은 여러 종류의 중광 물들을 함유하고 있으며, 이들을 여러 개의 중 광물 군으로 나누고 이들 각각을 특정한 알프스 산맥 기원지로부

5.6.2 고수류 및 퇴적물의 조직과 성분현생의 수중에 쌓인 퇴적물에서는 유수에 의해 형성된 일차적인 퇴적 구조를 이용하기가 어렵다. 그 대신에 모래 퇴적물의 광물 성분을 이용하여 퇴적물이 운반된 방향을 알아볼 수 있다. 현생 환경에서의 해안선 지역과 외해에서의 퇴적물의 분산 이동 방향에 대해서는 미국의 멕시코 만에서 잘 연구되어 있다. 멕시코 만의 퇴적물은 북미의 강과 내부, 멕시코의 중생대 조산대와 유카탄 반도의 탄산염 암초로부터 유래된다. 중광 물의 조합으로 볼 때 멕시코 만은 동부에서 서부로 5개의