Sedimentary facies and depositional environments of the Jurassic Bansong Group: Temporal and spatial variation of sedimentary facies in syn-tectonic basins = 쥐라기 반송층군의 퇴적상과 퇴적환경: 조산동시성 분지 퇴적상의 시공간적 다양성

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Bansong Group in South Korea is a sedimentary rock formed in a Mesozoic inland basin, and its top is bounded by two thrust faults: Gongsuwon Thrust Fault (GTF) and Deokpori Thrust Fault (DTF). To reconstruct the sedimentary environment of the group, fieldworks in seven sections around Danyang, Yeongwol, Pyeongchang and Jeongseon areas were conducted and measured detailed lithology of the group. Based on the field data and thin section observation, nine facies are defined and grouped into three facies associations: gravely braided river channel (FA1), sandy braided river channel (FA2), and waterlogged floodplain/overfilled lacustrine (FA3). Sections bounded by DTF show a similar succession, with predominated conglomerates at the lower part, abundant mudstones in the middle and thick sandstones at the top. Meanwhile, GTF bounded sections show restricted occurrence of conglomerate and northward thickening of mudstones and sandstone strata. Northeastward paleoflow data, which suggest fluvial system parallel to the faults, are obtained from current ripples, planar cross bedding, and imbricated clasts. Weighted mean age of 185.7 ± 1.0 Ma was acquired from U-Pb zircon age dating of tuffaceous sandstone clast in the lower part of DTF bounded section. This age had been reported from the tuff bed in the middle part of GTF bounded section. The result indicates deposition in DTF bounded sections started contemporary or slightly later than those in GTF bounded sections. Based on the facies and geochronological data, we designate the basin in which the Bansong Group was deposited as the South Yeongseo Basin, and subdivide it into the Deokpori and Gongsuwon subbasins formed by each thrust fault. GTF propagation formed Gongsuwon Subbasin and subsequent development of DTF formed Deokpori Subbasin. The axial river systems transported the sediments and alluvial fans developed on the hanging wall. Continued movement of the faults resulted in basin inversion and ceased deposition. The strata were subsequently tilted to their present-day orientation.

국문 초록 (Abstract)

반송층군은 중생대 한반도 내륙 분지에서 형성된 퇴적암체로, 그 상부가 공수원 충상단층과 덕포리 충상단층에 의해 규제된다. 반송층군의 퇴적환경을 복원하기 위해 단양, 영월, 평창, 정선 일대의 일곱 지역에서 야외조사를 실시하여 층군의 자세한 암상을 기재하였다. 야외조사 결과와 박편 관찰을 기반으로 9 개의 퇴적상을 정의하고 이를 역질망상하천 하도(FA1), 사질망상하천 하도(FA2), 침수범람원(waterlogged floodplain) 또는 과충진호수 (FA3)에 해당하는 세 개의 퇴적상조합으로 분류하였다. 덕포리 충상단층에 의해 규제되는 지역에서는 역암이 우세한 하부, 이암이 우세한 중부, 사암이 우세한 상부로 이어지는 유사한 층서가 나타났고, 공수원 충상단층에 의해 규제되는 지역에서는 제한적인 역암 분포와 북쪽으로 갈수록 이암과 사암층의 두께가 증가하는 특징을 보였다. 또한 충상단층과 평행한 북동쪽 방향의 하천계를 지시하는 고수류 자료가 연흔, 직사층리, 인편상구조 등에서 확인되었다. 한편 185.7 ± 1.0 Ma 에 해당하는 가중평균연령을 덕포리 충상단층 지역 하부의 응회질사암 역 내의 쇄설성 저어콘 우라늄-납 연대측정을 통해 획득하였는데, 이와 유사한 연대가 공수원 충상단층 지역 중부의 응회암층에서 보고된 바 있다. 이는 덕포리 충상단층 지역이 공수원 충상단층 지역과 거의 동시에 형성되었거나 다소 이후에 형성되었음을 의미한다. 본 연구에서는 퇴적상 분포와 연대측정 자료를 바탕으로 반송층군이 퇴적된 분지를 남영서분지로 명명하고, 각 충상단층에 의해 형성된 덕포리소분지와 공수원소분지로 구분하였다. 공수원 충상단층과 그에 따른 공수원소분지의 발달과, 이후 덕포리 충상단층의 발달에 따른 덕포리소분지가 형성되었다. 지속적인 단층활동으로 인해 분지역전이 발생하여 퇴적이 중단되고, 결과적으로 퇴적층이 현재와 같은 기울어진 분포를 가지게 되었을 것이다.

목차 (Table of Contents)

• Abstract 3
• 1. Introduction 6
• 2. Geological setting 11
• 3. Methods 15
• 4. Facies description and interpretation 16
• 4.1. Massive clast-supported conglomerate (Gc1) 16
• 4.2. Stratified clast-supported conglomerate (Gc2) 20
• 4.3. Crudely stratified sandstone (Sc) 23
• 4.4. Horizontally stratified sandstone (Sh) 27
• 4.5. Planar cross-bedded sandstone (Sp) 30
• 4.6. Normally graded sandstone (Sg) 30
• 4.7. Laminated sandstone (Sl) 34
• 4.8. Laminated mudstone (Ml) 36
• 4.9. Mudstone-sandstone couplet (M-S) 38
• 5. Facies association 41
• 5.1. Facies association 1: Gravely braided river channel 43
• 5.2. Facies association 2: Sandy braided river channel 45
• 5.3. Facies association 3: Waterlogged floodplain/overfilled lacustrine 47
• 6. Results 48
• 6.1. Danyang area 49
• 6.1.1. Sangjinri section (SJ) 49
• 6.1.2. Hoesanri and Daejamri section (HS, DJ) 55
• 6.2. Yeongwol area 56
• 6.2.1. Eorayeon section (ER) 59
• 6.2.2. Wantaeksan section (WT) 65
• 6.2.3. Yeonhari section (YH) 65
• 6.2.4. Jeongyangri section (JY) 76
• 6.3. Pyeongchang area (Mitan section, MT) 76
• 6.4. Jeongseon area (JS section) 88
• 6.5. Zircon U-Pb age dating 91
• 7. Discussion 91
• 7.1. Spatial distribution of lithofacies 91
• 7.2. Depositional age 100
• 7.3. Tectonic structures vicinity of the Bansong Group 101
• 7.4. Paleoflow data 102
• 7.5. Basin development model 103
• 8. Conclusion 106
• 9. References 109
• 국문초록 118
• 감사의 글 119