퇴적환경의 일반적 배경

퇴적환경

 

생물이 외부 자연환경에 따라서 생태계가 달리 형성되는 것처럼 퇴적물이 물리, 화학, 생물학적 환경에 따라서 다른 퇴적환경을 형성하게된다. 또한 지리적인 위치에 때라서도 많은 변화를 나타낸다. James Hutton은 현재는 과거의 지표다(The Present is the key to the Past)라 하였다. 이는 현재는 과거를 이해하고 해석하는 기준이 된다는 의미이다. 현재의 퇴적환경은 과거에도 동일한 조건이라면 동일한 결과로 나타날 것이다(동형 일체설; uniformitarianism). 퇴적물의 특성과 수리적 현상에 의해 결과적으로 나타난 퇴적된 환경을 조명하여 과거의 퇴적환경과 미래의 퇴적환경을 추정, 예측하는데 기여할 수 있는 기초이론에 관한 부분이다.

 

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연안퇴적 환경

바다와 육지가 만나는 지역인 연안은 바다와 육지의 복잡한 요인에 의해서 만, 하구, 삼각주, 습지, 해빈 조간대 등다양한 퇴적환경을 구성되어 있다. 특히, 하구, 조간대 그리고 해빈은 우리나라에서도 많이 존재하고 인간들과 밀접한 관계를 가지고 있다. 따라서 연안퇴적환경 중하구, 조간대 그리고 해빈의 퇴적환경을 알아보고자 한다.

 

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퇴적상(sedimentary facies)과 의미

상(facies)이란 용어는 여러 학문적 분야에서 광범위하게 사용된다. 특히, 지구과학에서는 암석상, 광물상 퇴적상 등 각각의 의미를 가지고 있다. 여기서는 층서학적관점의 상(facies)이란 의미를 중요시한다. 상이란 퇴적암에 나타난 암석상 이나 고생물학적상의 종합체로서 이를 통해서 형성된 기원과 환경을 유추할 수 있다. 퇴적환경 연구는 많은 학자들에 의해서 시도되어 왔다. 많은 세부환경으로 나누어질 수 있지만 어떤 한가지 기준으로 분류하기는 불가능하다.

동일한 퇴적계에서 소 단위환경은 작은 변화에 의해서도 서로 다른 퇴적상이 나타난다. 예를 들어 기후의 차이가 있으면 서로 다른 퇴적물이 나타난다. 또 다른 중요한 요인(factor)은 퇴적물 유용도(availability of sediments)이며, 퇴적물의 조직과 분포, 주변 환경 에너지의 강약에 의해 좌우된다. 이외에도 지체 구조학적 관점과 해수면 변동(tectonics & sea level change), 화학적 요인, 이상 기온 등 복잡한 요인이 복합되어야 할 것이다. 그러나 기본적으로는 대단위 환경(broad environments)을 규명하는 것이 중요하다(예: 조간대, 해빈, 대륙붕, 심해저 등).

 

여기서는 해저환경과 연관시킨 연안(shores), 대륙붕(continental shelves), 심해저 (deep-sea floor)의 대규모 퇴적 환경 (depositional sedimentary environments)으로 분류하여 그 중에서 대표적인 몇 가지 세부 환경을 제시하였다.

 

 

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층서(sequence)의 중요성

층서는 많은 환경의 상호관계를 나타낸다. 층서(sequence)의 연구는 다음과 같이 수평적, 수직적인 상의 변화 등, 2가지 관점에서 연구된다.

 

- 수평적 상(lateral facies)의 관계

이는 환경을 지리학적으로 넓은 공간을 시간과 층서학적 단위에 강조되어 있다. 특히 천해지역에서는 니질(mud) 퇴적물 옆에 사질(sand) 퇴적물이 출현하는 것 같이 측면 퇴적 환경 변화를 제시하는 요인이다.

- 수직적 상(vertical facies)의 관계

이는 시간에 따른 환경의 변화를 나타내며 연속적으로 다른 층서적 단위는 퇴적환경의 일시적 변화를 규명할 수 있다. 이들에 대한 것은 Walther(1894)에 의하여 수직적 단면도(proflie)를 연구하는 중요성을 처음 강조하였다. 그의 "Law of facies”에서는 측면으로 서로 관련된 환경들은 수직적인 층서에서 연관될 것이다. 따라서 수직적 단면도(profile) 연구에 있어서 시간에 따른 측면상의 상호관계 연구가 필요하다.

 

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해수면 변화

광역 퇴적환경은 다시 소규모의 환경으로 분류할 수 있다(예 : 천해 퇴적환경은 대륙붕(self), 상부해안 (backshore), 하부해안(foreshore) 등으로 구별된다). 퇴적작용 (sedimentation)이 진행됨에 따라서 해침과 해퇴(transgression & regression)의 영향 하에 face 경계면이 측면으로 이동해간다. Visher(1965)에 의하여 몇 가지 모델이 제시되었다. 이중에서 천해에서는 해침-해퇴의 영향이 중요한 역할을 한다고 제시했다. Curray(1964) 역시, 해안선(shoreline)은 이들 작용에 의해서 진행됨을 강조했다. 또한 여러 가지 요소들을 크게 2가지 요소 즉, 퇴적율과 상대적 해수면 변화(rate of deposition & direction of sea level change)로 나타낼 수 있다. 퇴적율은 침식 (erosion)과 퇴적(deposition)의 상대적 결과에 의해서 나타난다. 해수면 상승 하강의 결과는 퇴적율과의 종합된 결과로 해안선에 나타난다. 실례로 순수퇴적의 높은 비율과 관련하여 상대적으로 낮은 해수면 상승은 해양방향으로 해안선을 이동시킨다(regression).

반대인 경우는 육지 방향으로 이동시킨다. (transgression), 전자의 좋은 예가 미시시피 선상지 (Mississippi delta)로서 홀로세(Holocene) 해수면 상승 동안에 나타난 것이다. 결국, 일반적으로 해안선의 해퇴와 해침은 퇴적물의 침식과 퇴적, 상대적 해수면의 변화의 종합으로 나타난다. 여기서 후자의 경우 지각의 하강과 상승(uplift & submergence)을 고려해야한다. 긴 시간동안 해수면이 상승한다해도 지각이 하강해서 균형(equilibrium)을 이룰 수 가 있다. 따라서 해수면 상하운동은 지체구조(tectonics)의 운동과 퇴적작용에 의한 상대적인 결과로 나타난 것이 해안선의 해침, 해퇴를 야기시킨다(예: 침강 + 퇴적 = 융기 + 침식일 때 균형을 이룬다).