Abstract

Organic geochemical analyses were carried out in order to characterize organic matter (OM) in the sediments recovered from Korea/japan Joint Development Zone (JDZ V-1, V-3, VII-1 and VII-2) which is located in the northern end of the East China Sea Shelf Basin. Late Miocene sediments from the JDZ V-1 and V-3 wells generally contain less than $0.5\%$ of total organic carbon (TOC). However, early Miocene and Oligocene sediments show TOC values of $0.6-0.8\%$. Middle to late Miocene sediments are rich in TOC up to $20\%$ from JDZ VII-1 and JDZ VII-2 wells. The reason for this rich TOC might be attributed to the presence of coaly shales. Kerogens in the Tertiary sediments from the JDZ series wells are mainly composed of terrestrially derived woody organic matter. Elemental analyses indicate that OM from these wells can be compared to type III. Low hydrocarbon potential and hydrogen index reflect the type of OM. According to the biomarker analyses, the input of the terrestrial OM is prevalent. Oxidizing condition is also indicated by Pristane/Phytane ratio. Samples from the JDZ V-1 and V-3 wells obtain maturities equivalent to the oil generation zone around total depth, and organic matter below 3600 m from JDZ VII-1 and VII-2 wells reached dry gas generation stage. Oligocene sediments below 3500 m in the JDZ VII-1 and JDZ VII-2 wells may have generated limited amount of hydrocarbons, showing a progressive decrease in hydrogen index with depth, due to thermal degradation with increased burial. Gas shows and finely disseminated gilsonite may indicate the generation and migration of the hydrocarbons.

동중국해 분지의 북부에 위치한 한일 공동 광구 시추공 (JDZ V-1, V-3, VII-1 그리고 VII-2)제3기 퇴적물 내의 유기물의 특성을 파악하기 위해서 유기 지화학적 분석을 실시하였다 JDZ V-1, JDZ V-3 공 후기 마이오세 퇴적물의 유기물 함량은 분석 구간에서 대부분 $0.5\%$ 이하로 매우 낮으나 초기 마이오세 및 올리고세 층에서는 $0.6-0.8\%$로 일정한 함유량을 보인다. JDZ VII-1, JDZ VII-2시추공의 중기-후기 마이오세 퇴적층의 경우에는 유기물이 풍부해서 $20\%$에까지 이르는 것으로 나타났다. 이들 시추공 퇴적물이 JDZ V-1이나 V-3공의 그것에 비해 일부 구간에서 유기물의 함량이 매우 높은 것은 탄질 셰일이 분석된 것으로 퇴적 환경이 탄층이나 탄질 셰일의 발달에 적합했던 것으로 판단된다. JDZ시리즈 시추공 제3기 퇴적물에 포함된 케로젠은 주로 육상기원의 목질 및 탄질물이고 원소 분석 결과에서는 주로 타이프 III에 비교되는 것으로 나타났다. 유기물 함량에 비하여 석유 생성 잠재력 (S2)및 수소지수 (HI)가 낮은 것은 육상 유기물의 특성을 반영하는 것이다. 생물표기화합물 분석에 의하면, JDZ시추공의 제3기 퇴적물 내의 유기물은 육상 고등 식물에서 유래한 것들이 우세한 것으로 나타났고, 퇴적 당시의 조건은 산화 환경이어서 퇴적된 유기물의 보존에 적합치 않았던 것으로 해석된다. 지화학적 특성을 통해서 유추한 JDZ시추공의 유기물의 특성 및 퇴적환경은 하성 환경이 우세한 가운데 일시적인 호수, 혹은 늪지나 범람원이 형성을 나타내 기존 조구조 운동 연구 및 퇴적학적 연구 결과와 일치하고 있다. 유기물의 열 성숙 단계는 JDZ V-1 및 V-3 시추공의 총 심도 부근 (각각 3317 m, 3221 m)에서는 석유 생성 중간 단계에 도달했고, JDZ VII-1 및 VII-2공의 3600 m 하부층은 건성 가스 생성 단계에까지 도달한 것으로 나타났다. JDZ VII-1, VII-2 시추공의 3500 m 하위 구간의 올리고세 퇴적층에서 유기물 함량 및 수소 지수가 급격히 감소하는 것은 매몰 심도가 깊어지면서 유기물이 열 분해되어 이미 탄화수소를 생성한 것으로 해석된다. JDZ VII-1 및 VII-2 시추공의 가스징후 및 길소나이트 (gilsonite)는 탄화수소가 생성되어 이동한 흔적을 시사한다.

Keywords

• Korea/japan Joint Development Zone;
• TOC;
• organic matter characteristics;
• hydrocarbon generation and migration

• 한일공동광구;
• 총유기탄소;
• 유기물 특성;
• 탄화수소 생성 및 이동;