경상분지 신양동층에 나타나는 스트로마톨라이트를 이용한 고기후 연구

Abstract

경상분지 신양동층의 세 층준에서 발견되는 호성 스트로마톨라이트(하부로부터 Sy-1, Sy-2, Sy-3)의 조직과 안정동위원소 분석을 실시하여, 스트로마톨라이트가 성장한 호수의 물리․화학적 조건과 호수 주변의 지역적인 고기후의 변화를 추정하였다. 스트로마톨라이트의 내부는 그 조직이 반복적인 주기를 보여주고 있으며, 이러한 주기들은 일차-, 이차-, 삼차서열로 나눌 수 있다. 일차서열은 끝 부분에 항상 탄산염 머드가 피복하는 것이 특징이며 여러 차례에 걸쳐 표면이 용식된 구조를 수반한다. 이차서열은 항상 하부의 섬유상 방해석에서 상부의 미크라이트로 점이적으로 변화한다. 삼차서열은 이차서열을 이루는 섬유상 방해석이나 미크라이트 내에서 각각 반복적으로 나타나는 미크라이트와 섬유상 방해석층을 나타낸다. 스트로마톨라이트 내 미크라이트는 모두 세 종류이며, 이들은 클롯구조를 가지는 유형(M1), 필라멘트구조를 가지는 유형(M2), 특별한 구조가 없는 유형(M3)으로 구분된다. 안정동위원소 분석결과, Sy-3 스트로마톨라이트 내의 섬유상 방해석과 미크라이트는 Sy-2, Sy-1의 것들보다 산소동위원소가 부화되어 있다. 이는 Sy-3 스트로마톨라이트가 성장할 당시 주변의 호수물의 염분이 Sy-2나 Sy-1보다 더 높았다는 것을 의미한다. 이러한 지화학적 분석을 통한 고호수의 염분의 차이는 각 스트로마톨라이트의 조직에서도 발견된다. 즉 Sy-1과 Sy-2 스트로마톨라이트는 호수면이 하강함에 따라 빗물에 노출되어 스트로마톨라이트의 표면이 용해된 구조가 Sy-3에 비해 더 잘 나타나고, Sy-3 내에는 M1 타입의 미크라이트가 더 많이 포함되어 있다. 이러한 각 스트로마톨라이트 간의 조직적, 지화학적 차이는 스트로마톨라이트가 성장하던 백악기 중기의 한반도에 나타나는 지역적인 고기후의 차이를 반영하고 있는 것으로 해석된다.

Three units of the lacustrine stromatolites (Sy-1, Sy-2, and Sy-3 upwards) in the Sinyangdong Formation (Gyeongsang Basin) were investigated to delineate the physico-chemical conditions of paleo-lake waters and local paleoclimatic conditions based on the textural and stable isotopic data. The internal structures of the stromatolites show cyclic repetition, which can be divided into three cycles; first-, second-, and third-order cycles. First-order cycle is characterized by carbonate mud-drapes and several corroded surfaces at the uppermost part of the cycle. Second-order cycle always shows gradual change from lower fibrous calcite to overlying microbial micrite. Third-order cycle can be recognized by intervening fibrous calcite and micrite layers within micrite and fibrous layers of the second-order cycles, respectively. Texturally (M2 type), and 3) homogeneous micrite (M3 type). The oxygen isotopic compositions of the fibrous calcite and micrite of the Sy-3 stromatolite are more enriched than those of the Sy-1 and Sy-2 stromatolites. This suggests that paleosalinity of the lakewater in which the Sy-3 stromatolite grew may have been higher. Separate lines of textural evidences for higher salinity can be provided: 1) More frequent occurrence of corroded surfaces by meteoric water is present in Sy-1 and Sy-2 and 2) Sy-3 includes more M1 type micrite. Therefore, textural and geochemical differences between the stromatolites may well reflect the local paleoclimatic fluctuations during the Mid-Cretaceous in Korea.