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중국 가스함유 육성 셰일층(Songliao 분지)의 퇴적환경과 층서 및 이를 바탕으로 한 호성 셰일가스 함유 퇴적층에 대한 고찰

Review on the depositional environment and stratigraphy of Chinese gas-bearing shale succession (Songliao Basin) and their implication on lacustrine shale gas deposits
지질학회지 제53권 제6호, 2017.12, 845-862 (18 pages)
DOI :10.14770/jgsk.2017.53.6.845
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초록
이 논평에서는 중국 일대에 발달하는 셰일가스 함유 육성(호수) 퇴적층 중 Songliao 분지에 대해 고찰하고 이를 바탕으로 호성층 및 해성층 기원의 셰일가스를 비교하였다. 중국 북동부에 분포하는 Songliao 분지는 호수에서 퇴적된 흑색 셰일을 다량으로 포함하고 있어 최근 들어 중요한 셰일가스 탐사 대상지로 떠오르고 있다. Songliao 분지는 주로 백악기에 발달하였으며, 그 중에서도 백악기 후기에 퇴적된 Qingshankou층과 Nenjiang층에 흑색 셰일이 두껍게 나타난다. 흑색 셰일은 Songliao 분지 내에 발달한 호수가 크게 확장되었을 때 퇴적되었으며, 이 시기는 전세계적으로 해수면이 상승한 시기와 대략적으로 일치하고 따라서 당시에는 분지내 호수가 바다와 연결되어 있었을 것으로 추정된다. 이러한 호성 셰일가스 함유 퇴적층은 해성층의 그것과는 다른 특징을 보이는데 그 중에서도 가장 중요한 것은 호성 흑색 셰일층의 수직적 및 수평적 분포가 매우 복잡하다는 것이다. 그 이유로는 호수 분지의 지구조적 진화 과정, 호수의 작은 크기에 따른 잦은 퇴적 환경의 변화, 유입되는 퇴적물의 경로 변화, 기후 변화에 따라 급격하게 일어나는 호수면의 변화 등이 있다. 이렇게 생성된 호성 퇴적층은 수평적 분포는 좁으나 수직적으로는 매우 두껍게 나타나는 양상을 보이며, 이로 인해 셰일가스를 함유하고 있는 퇴적층의 부피가 일정 이상으로 유지될 수 있다. 또한 호수 환경에 쌓이는 셰일의 암석학적인 특성, 즉 취성도, 석영 함량 등이 해성층의 그것과 다르며, 이는 셰일가스의 생산단계에서 중요하게 고려해야 할 대상이 된다.

This manuscript reviews shale gas-bearing lacustrine deposits in the Songliao Basin, located in northeast China, and compares lacustrine and marine gas-bearing shales. Abundant black shales deposited in the lake environment occur in the Songliao Basin, and therefore the basin has been a focus of shale gas study. The Songliao Basin mainly formed during the Cretaceous, and thick black shales developed in the Qingshankou and Nenjiang formations during the Late Cretaceous. These shale deposits mainly formed when the lake developed extensively, and this time interval overlaps with the time of global sea-level rise. Therefore, it has been thought that the lake would have been connected with the ocean during the intervals of high lake level. These lacustrine shale gas bearing deposits are fairly different from those of marine origin, especially in their distribution pattern; vertical and lateral distributions of the lacustrine black shales are very much complex. Such complex distribution of lacustrine shale was caused by structural evolution history of the lacustrine basin, abundant changes in depositional condition due to small size of lake, changes in sediment route, and rapid lake level changes caused by climate change. The lake deposits form laterally restricted but vertically thick successions, resulting in volumetrically significant shale gas distribution. In addition, lithologic characteristics of lacustrine shale are different from those of marine shale, such as brittleness and proportion of quartz, which are important in terms of shale gas production.

목차
요약
ABSTRACT
1. 서언
2. 중국 대륙에서의 셰일 및 이암층의 개요
3. Songliao 분지
4. Songlia 분지의 호성 셰일층: Qingshankou층
5. 고찰: 육성 호수 이암층의 퇴적학적 특성 및 Songliao 분지와의 비교
6. 결언
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