대륙 연변부 퇴적환경과 대륙 연변부의 분류

대륙연변부 퇴적환경 - 대륙붕, 대륙사면, 대륙대

지구 표면의 70.8%가 해수로 덮여있고, 대륙붕은 5.5%를 차지하고 기타 대륙 사면(slope), 대륙대(rise)와 심해가 65.3%를 차지한다. 대륙붕은 연안(coasts)과 더불어 인류문화에 기여한 곳이다. 에너지 위기 시에 서방세계(the western world)에 중요한 역할을 해주었다. 석유(petroleum)와 가스(gases)의 많은 양을 공급해 주었고 현재에도 많은 양을 공급하고 있다(예, 미 걸프 해안의 대륙붕, 북해, 산타바바라 근처의 켈리포니아의 외해, 황해 등). 이외에도 많은 대륙붕이 존재하며 미래에도 무한한 자원의 공급원이 될 것이다.

 

일반적 특성

대륙연변부는 육지와 심해분지를 연결시키는 중간부분에 해당된다. 상부의 대륙붕은 연안을 포함하고 육지와 접해 있고 하부는 심해분지를 감싸고 있는 곳이다. 해저는 지표면의 70.8%가 해수에 잠겨 있고, 이들은 대륙붕(5.5%), 대륙사면, 대륙대, 심해저 (65.5%)로 구성되어 있다.

대륙연변부는 비교적 경사가 완만한 대륙붕과 경사가 급한 대륙사면 (4) 그리고 비교적 편평한 대륙대로 구성되어 있다. 또한 해저산맥, 해연을 통해 심해분지 (Deep ocean basin)로 연결된다. 따라서 대륙붕은 지표면의 5.5%, 해저면의 7.8% 밖에 안되지만(표 10-1), 육지와 근접분포 면적에 의하면 대륙붕은 인류 문화 발전과 밀접한 관계가 있다. 어업, 해운, 항만 분야의 산업발전은 연안을 지나 대륙붕을 통해서 이루어졌다.

 

퇴적물 기원

대륙이동설, 해저확장설에 이르러 북, 남미 대륙 판(plate)이 유럽과 아프리카 대륙판으로 페름기에 분리되었다(Emery et al., 1970). 대륙사면의 가장 오랜 퇴적물은 쥬라기와 하부 백악기(Late Cretaceous)의 것이고 육지에서 해양으로 퇴적물 이동은 대륙연변부에 있는 해연 (trench)과 재방(dam) 내에 포획되었고 이 퇴적물 포획지 (sediment trap)은 백악기 말기에 채워져서, 댐이 넘쳐 퇴적물은 대륙대로 운반되었다(Drake et al., 1959). 이런 댐은 전 세계에 분포하고 지체구조적이며 산호초, 속성작용 등의 기원으로 형성되었다. 미 동부에 발달한 평형층(horizon)은 대륙사면의 퇴적물 아래에 존재한다. 따라서 이는 백악기 말기의 외양성 퇴적물임을 나타낸다. 이층은 대륙사면 근처에 서로 나타난다. 확실하게 대서양에서는 중생대동안에는 대륙대가 존재하지 않았다고 할 수 있다. 심해해구(deep sea trench)가 대륙사면에 접해 있는 곳은 대륙대가 존재하지 않는다.

 

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대륙연변부의 분류

내부구조에 의한 분류

내부구조에 따라서 크게 2가지로 분류된다.

 

A. 침식형(또는 지체구조적) 연변부

대륙붕과 대륙사면 지역에서 나타나며 연속적인 퇴적작용이 발생하지 않는 형태이고, 지층이 습곡, 단층, 침식된 형태이다(예, 남부 캘리포니아), 층서는 제3기 층서가 얇은 4기 층서로 불연속적으로 연결된다. 현재 이들 표면은 플라이스토세 동안에 침식으로 형성되었다.

B. 퇴적형 연변부

계속적인 퇴적작용이 일어나는 이 지역에서는 별다른 변형을 일으키는 작용이 없이 4가지의 형태로 분류할 수 있다. 상향누적(upbuilding) : 대륙붕에 주로 퇴적되고 대륙사면에는 퇴적되지 않는 형태로서 대륙사면의 퇴적물은 슬럼프(slumping)나 저탁류(turbidity current)에 의해 이동된다(예, 북대서양) 외향퇴적 (outbuilding) : 앞선 모델과 달리 대륙사면에 주로 퇴적되고 육상 기원 퇴적물이 대륙붕에 존재하지 않는 형이다. 파랑의 영향으로 대륙붕에 계속적인 퇴적이 불가능하다. 따라서 대륙붕을 통과(by-passing)하여 대륙사면에 퇴적된다. 이 중형 (상향 + 외향; upbilding + outbuilding) : 앞서 언급한 2가지형이 동시에 나타나는 형. 퇴적층은 대체로 지표면과 평행하다(예, 멕시코만, 알래스카). 즉, topset과 foreset이 같이 존재한다.

● 제방에 의한 차단형(Entrapment by dam) : 대륙붕 외부에 제방(dam)과 해령이 존재하여 퇴적물이 보다 깊은 곳으로 운반되는 것을 차단하는 형. 이는 퇴적물이 이곳을 넘쳐흐를 때까지 계속 퇴적된다.

 

위에서 설명한 구조 중 침식형과 사향퇴적형은 대륙연변 육성단구(continental terrace)의 주된 근원으로 지각변동(diastrophism)이다. 침식작용이 활발한 모델에서는 대륙사면 상부 1/3은 오래된 퇴적물과 화산성 및 화성암이 외부로 노두화되어 있다. 이러한 내부구조의 주된 모델로 항상 발달되는 것이 아니라 지리적으로 다르며 상호교차적인 형태가 일반적이다. 특히 해수면 변동은 연변부 지형을 좌우하는데 중요한 역할을 한다. 해수면 상승, 하강의 시기에 따라서 대륙붕은 큰 영향을 받았고 대륙사면과 함께 여러 가지 형태의 지형으로 분류할 수 있다.

 

● 붕상승형 (shelf-rise type) : 대륙붕, 대륙사면, 대륙대가 잘 발달된 형(예, 미동부 멕시코만), 재방(dam)은 대륙붕, 대륙사면 아래에 존재할 수 있다.

● 경계면 침하형(Bordering-depression type) : 전반적인 연변부에 해연이 존재한다. 이 해연에 퇴적물이 많이 퇴적된 곳도 있다(예, 페루 칠레 해연), 반대로 퇴적물이 조금 퇴적되는 해연도 있다(예, 일본해연). 연변대 (Marginal plateau) 평탄한 지대가 형성된 형태(예, Blakee plateau)로, 플라이스토세에 퇴적되어 대륙붕과 유사하게 되었다. 그후 걸프해류의 영향으로 퇴적속도가 감소하였다. 따라서 외부 연변부에는 제방(dam)이 존재할 수 있다. 대륙경계부(continental Borderland) : 연변대와는 반대로 이는 반복적으로 습곡, 단층된 지형을 나타낸다(분지와 해령), 어떤 해령은 해수면 위로 노출되어 섬을 이룬곳도 있다(예, 남부 켈리포니아와 북부 Baja 켈리포니아 외해)

 

● 곱경사 대륙연변부(Steep-rift continental margin) : 대륙대가 잘 발달되지 않는 대륙연변부로서 대륙사면 저면에 해연이나 저지대가 존재하지 않는다.(예, Iberia 반도 서부연안) 이는 대륙사면기저에 많은 퇴적물이 쌓이고 대륙붕이 융기하는 곳에 나타나고 오래된 퇴적물이 외부로 노출되어 있다.