생물성기원 퇴적물 특성 및 해성 증발암

생물성기원 퇴적물 특성

생물성 퇴적물의 구성 물질은 유기물(organic matter)과 생물의 뼈(skeletous materials)의 형태로 나누어진다. 일반적으로 생물성 퇴적물은 탄산질(calcareous), 규산질(siliceous), 인산질(phosphatic)로 대부분 구성되어 있다. 연안에서 가까운 대륙붕에서는 저서생물의 골격들과 조개 (shells)가 많이 분포하고 해안에서 멀리 떨어진 대륙사면에서는 식물성 잔해물이 점차적으로 증가한다. 심해저에서는 플랑크톤 잔해들이 주요성분이다. opaline 골격은 해역에 따라서 지서생물 잔해인 해면류(sponges)가 주성분이 되고 대륙사면, 심해에선 규조류(diatoms)와 방산충(radiolarian)이 주요한 생물성 퇴적물이다.

 

기타 다른 형태의 형태의 생물성 퇴적물에는 strontium-sulfate manganese와 aluminum 복합체들이 있다. 호주 근해에 발달한 저서 생물류인 Great Barrier Reef가 주요한 예이며 해조류(algae), 산호의 골격은 탄산염으로 구성되었다. 아라고나이트(aragonite) 등의 석회석은 여러 생물군에 의해서 퇴적되고, 탄산염 내의 마그네슘 함량은 생물군에 따라 변하지만 거의 같은 범위에 속한다. 일반적으로 온난한 해수에 퇴적된 탄산염의 골격 내에 높은 함량을 나타낸다.

 

지질시대를 통해 현생이언 (Phanerozoic Eon : 6억년 전 ~ 현재) 기록에서도 탄산염으로 쌓인 저서생물의 중요성은 확실하고 지난 제 3기 (Tertiary)에 형성된 알프스 히말라야산맥의 상당부분이 조개껍질 들로 이루어진 조갑지의 탄산염이다. 또한 테티스해 (Tethys; 과거 서태평양과 유럽을 연결하는 해로) 주변에는 탄산염으로 이루어진 평탄저 (carbonate platform)가 발달하였다.

중생대에 아랍과 멕시코 석유층은 산호가 주성분인 석회암과 연관이 있고 고생대의 페름기 동안에 록키산맥에 발달되어 있는 탄산염 대륙붕도 산호초로 구성되어 있으며, 여기에는 해면동물, 완족동물 그리고 연체동물이 많이 분포하고 있다. 과거 해양의 대륙붕에서 형성된 지질시대의 천해성 석회암(limestone)의 대부분은 층리(bedding)에 평행한 수평면 (horizons)을 따라 배열된 규산질암(siliceous)의 쳐트chert)가 단괴형 또는 얇은 층(layer)으로 나타나며 혼합체를 이룬다. 광물학적으로 미세한 결정질 석영(finely crystalline quartz)지만, 제3기의 것들은 미정질(crypto- crystalline)이고 부분적으로 비결정질 (amorphous)이다. 캘리포니아의 마이오세 (Miocene) 지층은 규산질 기원의 규조류(diatom)가 우세하다. 해수의 포화상태(saturation)가 쳐트의 형성을 조절하는 조건을 설명해 줄 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이 대륙사면이나 심해저의 탄산염류 퇴적물은 부유생물이 기원이다. 대륙붕에서도 부유성 생물의 잔해가 나타난다(예 영국 chalk는 cocolithophorids로 구성), opal 역시 규산질 퇴적물의 중요한 성분으로 간주된다. 일반적으로 외해로 갈수록 저서 생물류가 감소하는 추세를 보이는데, 이는 유공충(foraminifera)과 저서류와의 비율로 알 수 있다. 심해에선 그 비율이 1 ~ 10배 이상이고 대륙붕의 가장자리에서는 50 : 50의 비율을 보인다. 즉, 부유생물 기원 퇴적물은 외해에서 더 우세하다.

 

 

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해성 증발암(marine evaporite)

백운석의 형성은 역시 증발암(evaporite) 환경에 들어가게 된다. shell과 skeleton 역시 주원인의 퇴적물이다. 생물성 유기물에 의해 침전된 해수의 증발 상태에서 형성된 퇴적물을 증발암이라 하며, 외해수와의 교환이 제한(반 폐쇄성 분지)되어 침전이 발생하고 충분한 염수가 제공되는 환경에서 우세하다. 지중해가 5 ~ 6백만년전 마이오세 (Miocene)에 부분적으로 분리된 경우이다. 대부분 table salt(halite)는 용해도가 낮은 염분부터 먼저 침전된다. 또한, 아라고나이트(aragonite : CaCO3) 석고(gypsum : CaSO4 ) 암염 (halite : Nacl)을 침전시키는데는 간수는 10배 농축되어야 한다. 일반적으로 증발암은 탄산과 gypsum(또는 anhydrite)을 포함한다. 어떤 것은 halite의 두꺼운 층을 이루며 드물게는 potassium salt로 구성된다. 1849년 Usiglion에 의해서 이 같은 광물침전 계열이 설정되었다.

 

건조기후(arid climate)에서 증발암 분지가 주로 형성된다. 새로운 해수의 제한된 공급과 해수의 증발에 의해서 농축된다. 어떤 암염(halite)은 각기 증발암 주기(cycle) 동안 또는 후에 제거되어야 한다. 선별보전과 선별작용은 염분침전물(salt deposits)의 화학적 특성을 좌우하는 기준이다.