서태평양 마샬제도 Lomilik와 Litakpooki 해저산 망간각의 조직 및 지화학적 특성

Abstract

망간각의 조직 및 지화학적 특성과 코발트 연대측정법(Co-chronometry)을 이용하여, 망간각 형성 이후의 서태평양 지역 고해양환경 변화를 파악하기 위하여 마샬제도 배타적 경제수역 내 Lomilik과 Litakpooki 해저산에서 채취된 6개의 망간각을 분석하였다. 망간각은 조직과 지화학적 성분 차이에 의해, 치밀한 조직(층 1), 퇴적물이나 철산화물이 충진되어 있는 다공성 조직(층 2),그리고 탄산염불화 인회석(Carbonate Fluoapatite)이 충진 또는 치환하고 있는 흑색의 균질한 조직(층 3)의 3개 층으로 구분된다. 층 1은 층 2에 비해 Mn, Co, Ni, Mg의 함량이 높고, 층 2는 Fe, Al, Ti, Ba, Cu, Zn의 함량이 높다. 층 3은 Ca, p의 함량이 층 1과 층 2에 비해 현저히 높으며, Mn, Fe, Co, Ni등의 함량은 층 1과 층 2에 비해 낮다. 코발트 연대측정법 결과에 근거할 때, 연구지역의 망간각은 최소 56~31 Ma(초기 에오세 ∼ 올리고세)전에 형성되기 시작한 것으로 추정된다. 층 1과 층 2, 층 2와 층 3의 경계면은 7 ∼ 3 Ma, 26 ∼ 14 Ma정도이다. 층 3은 층 2가 형성되기 이전의 인산화 작용으로 Ca와 P의 함량이 높으며, 미세조직들이 잘 보존되어 있는 것으로 보아 층 3의 철 ⋅ 망간산화물들이 아산화(suboxic)환경에서 재결정되었다고 보기는 힘들다. 또한 층 3에서 Mn에 비해 상대적으로 더 낮은 Co 함량 등을 고려할 때 과거 지질시대동안 Co 공급량이 일정치 않았을 가능성도 있다. 다공성 조직의 층 2는 약 26 ∼ 9 Ma 동안 형성되었다. 공극사이에 유공충을 포함한 생물기원퇴적물이 포함되어 있으며, Ba, Cu, Zn 등 수층 생물과 관련된 원소의 함량이 높은 것으로 보아 층 2는 고에너지환경에서 형성되었음을 시사한다. 또한 층 2에서 Al의 증가는 쇄설기원 물질의 유입에 의한 것으로 추정된다. 플라이오세 이후에 형성된 층 1은 치밀한 조직을 보이며, 형성 이후 속성작용을 받지 않았다.

Six ferromanganese crusts from the Lomilik and Litatfooki seamounts in the Marshall Islands were analyzed for texture, geochemistry and stratigraphy to delineate the paleoceanographic conditions. The crusts can be divided into three layers; 1) outermost massive layer (Layer 1), 2) middle porous Fe-oxides rich layer infllled with biointemal clasts (Layer 2), and 3) innermost massive layer cemented and/or replaced by carbonate fluoapatite (CFA) (Layer 3). The Layer 1 contains higher Mn, Co, Ni, and Mg than other two layers, and the Layer 2 was relatively more enriched in Fe, Al, Ti, Ba, Cu, and Zn. However, the Layer 3 shows higher Ca and P and lower Mn, Fe, Co, and Ni contents than overlying two layers. Based on the Co-chronometry, the crusts are postulated to have begun to grow from 56-31 Ma (early Eocene to Oligocene). The boundaries between layers 1 and 2, and layers 2 and 3 are dated to be 7-3 Ma and 26-14 Ma, respectively. High contents of Ca and P in Layer 3 clearly indicate that the layer had been phosphatized prior to the formation of Layer 2. Considering the well-preserved mjcrostructures in Layer 3, it is unlike that the crusts themselves were recrystallized in suboxic condition. Also, the lower Co concentrations in Layer 3 may imply that the Co supply was not constant during the formation of Layer 3. Layer 2, characterized by the porous texture, grew over Layer 3 during 26-9 Ma. Internal biogenic sediments including foraminifera within the original cavities and the enrichment of organophillic elements such as Ba, Cu, and Zn, suggest that Layer 2 have below high production regions. Also, high content of allumino silicate components may indicate increased terrigeneous input during the formation of Layer 2. The Layer 2. The Layer 1 has been subjected to little diagenetic influence since the Pliocene.