Acoustic Stratigraphy and Sedimentary Processes in the KONOD-1 Area between the Clarion and Clipperton Fracture Zones, Northeastern Equatorial Pacific

북동태펑양 크라리온-크리퍼톤 균열대 사이 한국 망간노듈개발지역-1의 탄성파층서 및 퇴적작용

In the Korea Ocean Nodule Development (KONOD)-1 area between the Clarion and Clipperton fracture zones of the northeastern equatorial Pacific, the pelagic sediment layer can be divided into two or three units on air-gun seismic profile. The acoustic units can be also correlated with those in the DSDP site 163 core. The topmost unit (unit I) is acoustically transparent and consists of zeolitic clay and radiolarian ooze of late Oligocene to middle Eocene age. Unit IIA is well-stratified and transparent in the lower part. consisting of the radiolarian ooze intercalated with chert beds and zeolitic clay of early Eocene to Paleocene age. Unit IIB is stratified with layers of silicified and compacted flinty-cherty nannofossil chalk (late Cretaceous) on top of the acoustic basement. Units I and IIA form the Line Islands Formation that overlies an unnamed formation of unit lIB. The entire layers and the unit I layer propressively thin northward, except near the Line Islands Ridge. The distribution of sediment layer has been controlled by the equatorial Cenozoic CCD and the northward spreading of the Pacific plate. The change of CCD corresponding to the subsidence and migration of the plate has determined the sediment composition of the DSDP 163 core passed across the equator of high sedimentation suite. The late Cretaceous sedimentary layer (unit IIB) in the 163 core was formed above the CCD south of the equator. The unit IIA resulted from rapid subsidence of the Pacific plate below the CCD in the Paleocene. The unit IIA is seen only in the west of 149 W. Both the units IIA and I were probably formed during the Pacific plate passing and after leaving the equatorial region respectively since early Eocene. In the south of the KONOD-l area, the unit I was redistributed by bottom current, a branch of the Antarctic Bottom Water flowing eastward guided by the Clipperton fracture zone. The activities of bottom currents were prolonged for a long geological time. Turbidite layers occur more than 350 km from the Hawaiian Ridge to near the Clarion fracture zone. They originated directly from the Hawaiian Ridge, filling the topographic lows.

해양연구소는 1983년에 한국 망간 노듈개발지역으로 선정된 태평양 북동 척도대의 크라리온-크리퍼톤 균열대사이에서 망간 노듈시료, 코아퇴적물시료를 비롯하여 3.5kHz음파탐사, 에어-건 음파탐사 그리고 지자기탐사등을 설시하였다. 에어-건 음파탐사기록에 의하면, 이 지역에서의 퇴적층은 이 지역내의 DSDP 163 지역 시추결과와 대비될 수 있는 2 내지 3의 층단위로 나뉠수 있다. 최상부 층단위 (Unit I)는 음파특성상 투명하며 후 올리고세에서 중기 에오세까지의 지올라이트 크레이와 방산충 연니로 이루어져 있다. 층단위 IIA는 음파총리가 확연하지만 하부로 갈수록 투명해지고 퇴적물은 팔레오세부터 초기 에오세까지의 방산충 연니로 이루어져 있으며 처어트층과 지올라이트 크레이가 협재되어 있다. 층단위 IIB는 음파 기저면 (해양 현무암) 위에서 음파총리가 뚜렷하고 고화된 백악기의 프린트-처어트질 Nannofossil백악으로 이루어 져있다. 층 단위 I과 IIB는 Line Islands 층군을 이루고 층군 IIB는 명명되어 있지 않다. 전체의 퇴적층과 층단위 I은 Line Islands Ridge 근처를 제외하고는 북쪽으로 갈수록 점차 얇아지는데, 이는 신생대 동안 척도대 CCD의 변화와 태평양판이 북쪽으로 이동하였기 때문이다. 판이 퇴적율이 높은 적도대를 가로질러 이동하는 동안 판이 침강함에 따른 CCD의 변화는 DSDP 시추공 163 퇴적물의 성분이 퇴적시대에 따라 변하도록 하는 요인이 되었다. 후백 악기의 퇴적층(층단위 IIB)는 적도 남쪽 CCD상부 깊이에서 형성 되었고, 층단위 IIA는 팔레오신동안 태평양 판이 CCD 깊이보다 더 깊은 심도로 급격히 침강한 결과이며 단지 서경 149도 서쪽에서만 나타난다. 층단위 IIA와 I은 판이 에오신초기부터 각각 척도지역을 통과하는 동안 또는 통과후에 형성되었다. 한국 망간노듈 개발지의 남쪽에서는 층단위 I이 크리퍼톤 균열대에 의해 동쪽으로 흐르도록 조절되는 남극 저층수의 한 지류에 의해 재분포되어 있는데 이 저총수의 활동은 지질시대의 상당 기간(최소한 에오세중기부터) 동안 작용하였다. 또한 Hawaiian Ridge에서 크라리온 균열대에 이르는 약 350Km에 달하는 거리에 터어바다이트층이 나타나는데, 이 층은 Hawaiian Ridge에서 직접 발생한 저탁류에 의한 것이다.