모리슨층
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1. 개요
모리슨 층은 후기 쥐라기 초기 킴머리지안과 초기 티톤 생물상 단계에 해당하며, 미국 서부 지역에 널리 분포하는 지층이다. 이 지층은 1억 5630만 년 전부터 1억 4680만 년 전 사이에 퇴적되었으며, 당시 로라시아 대륙의 지리적 환경과 기후 변화를 반영한다. 모리슨 층은 여러 층으로 세분되며, 블러프 사암층, 브러쉬 베이슨 층, 티드웰 층 등을 포함한다. 이 층에서는 다양한 공룡, 포유류, 파충류, 어류, 식물 화석이 발견되어 당시의 생태계를 연구하는 데 중요한 자료가 된다. 특히, 모리슨 층은 우라늄 매장지로 경제적 가치도 지니고 있다.
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| 모리슨층 | |
|---|---|
| 개요 | |
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| 유형 | 지질 형성 |
| 명칭 유래 | 모리슨 (콜로라도주) |
| 지질학적 정보 | |
| 시대 | 후기 쥐라기 (김메르기 층 ~ 티토누스 층), |
| 시기 | 후기 쥐라기 |
| 주 암석 구성 | 이암 |
| 기타 암석 구성 | 사암, 사질 이암, 석회암 |
| 하위 단위 | 해당 없음 |
| 상위 지층 | 서머빌 층, 베클라비토 층, 커티스 층, 벨 랜치 층, 선댄스 층 |
| 하위 지층 | 시더 마운틴 층, 클로벌리 층, 라코타 층, 버로 캐니언 층 |
| 두께 | 최대 200m |
| 분포 지역 | 중앙 북아메리카: 애리조나 주, 콜로라도 주, 아이다호 주, 캔자스 주, 몬태나 주, 네브래스카 주, 뉴멕시코 주, 노스다코타 주, 오클라호마 주, 사우스다코타 주, 텍사스 주, 유타 주, 와이오밍 주 |
| 위치 정보 | |
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| 참고 문헌 | |
2. 지질학적 역사
방사성 연대 측정에 따르면, 모리슨 층은 1억 5630만 년 ± 200만 년 전(Ma)부터 1억 4680만 년 ± 100만 년 전[3][4]까지의 지층으로, 후기 쥐라기 초기 킴머리지안 및 초기 티톤 단계에 해당한다. 이는 독일 졸른호펜 석회암층, 탄자니아 텐다구루 층, 포르투갈 로린냐 층과 비슷한 시기이다.[5] 모리슨 층은 미국 서부 전역에서 중기 쥐라기의 서머빌, 선댄스, 벨 랜치, 와나카, 스텀프 층 위에 다양하게 놓여 있다.
2. 1. 초대륙의 분리와 북아메리카의 이동
당시 로라시아 초대륙은 북아메리카와 유라시아 대륙으로 분리되었지만, 여전히 육교로 연결되어 있었다.[6] 북아메리카는 북쪽으로 이동하여 아열대 지역을 통과하고 있었다.[6]2. 2. 모리슨 분지의 형성
네바다 조산 운동으로 서쪽이 융기하기 시작하면서 모리슨 분지가 형성되었는데, 이는 이후 로키 산맥을 형성한 조산 운동의 전조였다. 현재의 네바다와 유타 경계인 엘코 고지대에서 흐르는 시내와 강에 의해 퇴적물이 운반되어 늪지대, 호수, 강줄기, 그리고 범람원에 퇴적되었다.[6] 모리슨 분지는 뉴멕시코 남부에서 앨버타와 서스캐처원 북부에 걸쳐 있었다.2. 3. 기후 및 환경
북쪽에는 북극해의 연장인 선댄스 해가 캐나다를 지나 미국까지 뻗어 있었다. 몬태나의 모리슨 층에서 석탄이 발견되는데, 이는 해안을 따라 형성된 층의 북쪽 부분이 습하고 늪지였으며, 더 많은 초목이 있었다는 것을 의미한다.[6] 남서부에서는 풍성 작용에 의한 사암이 발견되는데, 이는 그곳이 훨씬 더 건조한 사막이었고, 모래 언덕이 있었음을 나타낸다.[6]3. 층서학
모리슨 층은 여러 층(Member)으로 세분되며, 지역에 따라 나타나는 층이 다르다.[7][8] 모리슨 층의 주요 층에 대한 정보는 하위 섹션인 "주요 층서"에 상세히 설명되어 있다.
콜로라도 고원 지역에서 모리슨 층은 4개의 부층(Submember)으로 나뉜다. 오래된 것부터 최신 순으로 다음과 같다.
# '''윈디힐 부층''': 가장 오래된 부층으로, 당시 모리슨 분지는 선댄스 해의 남쪽 해안을 따라 얕은 바다와 갯벌 퇴적으로 특징지어졌다.
# '''티드웰 부층''': 이 부층 동안 선댄스 해는 와이오밍으로 후퇴했고, 호숫가와 갯벌로 대체되었다.
# '''솔트워시 부층''': 최초의 순수한 육성층이다. 분지는 계절적인 갯벌이 있는 반건조 충적평야였다.
# '''브러시 베이슨 부층''': 솔트워시 부층보다 훨씬 미세한 입자로 구성된 화산재가 풍부한 이암으로 구성되어 있다. 강은 서쪽에서 흘러 투디치 호라고 불리는 거대한 알칼리 호수와 현대의 언컴파그레 고원 바로 서쪽에 위치한 광대한 습지를 포함한 분지로 흘러 들어갔다.
모리슨 층의 퇴적은 1억 4700만 년 전에 끝났다. 모리슨 층 위에는 하부 백악기의 시더마운틴 층, 부로 캐니언 층, 라이틀 층, 그리고 클로벌리 층이 있지만, 그 사이에는 3000만 년 동안의 지질 기록 공백이 있다.
3. 1. 주요 층서
모리슨 층은 여러 층(Member)으로 세분되며, 지리적 범위에 따라 그 출현 빈도가 다양하다. 각 층은 다음과 같다(알파벳순).[7][8]| 층 | 약칭 | 설명 |
|---|---|---|
| 블러프 사암층 | AZ, CO, NM, UT | 입자가 크고 처트 성분이 있는, 잘 분류된 밝은 갈색에서 흰색을 띠는 사암이다. 사구의 가장자리에서 풍성 작용으로 퇴적된 것으로 해석된다.[9] |
| 브러쉬 베이슨 층 | AZ, CO, NM, UT | 이암과 섞인 역암으로 구성되어 있으며, 부피의 최대 50%가 변성 비트릭 재로 구성된다. 호수 환경에서 퇴적되었을 가능성이 높으며, 호수 구성 요소는 플라야에 가까워진다.[10] |
| 피프티마일 층 | UT | 주로 카이파로위츠 분지에 존재하며, 역암이 최소화된 사암과 이암이 섞여 있다. 지역적으로 최상위 층이며, 다코타 층과 접촉한다.[11] |
| 잭파일 사암층 | NM | 주로 점토 매트릭스가 있는 흰색 교차층 서브아코스 사암이며, 다양한 창백한 녹색에서 빨간색 벤토나이트 이암 렌즈와 섞여 있다.[12] 최근의 쇄설성 지르콘 연대기 연구 결과에 따르면 부로 캐니언 층의 일부일 수 있다.[13][14] |
| 랄스톤 크릭 층 | CO | 이전에는 별도의 층이었으나, 최근 콜로라도 동부의 모리슨 층 기저 층으로 재분류되었다. 티드웰 층 및 염수 세척층과 유사하며, 역암, 사암, 석고-이암 및 석고-사암-이암 면을 포함한다. 석고가 해양 또는 호수 기원인지는 아직 결정되지 않았다.[15] |
| 리캡처 층 | AZ, CO, NM, UT | 대부분의 범위에서 모리슨 층의 바닥을 형성하며, 엔트라다 사암 및 와나카 층 위에 있다.[16] 하천 환경을 나타내는 점토질 사암 및 이암으로 구성되며, 순수한 풍성 사암 면과 섞여 있다.[17] 어떤 곳에서는 최대 19%의 정장석 장석을 포함하고 있다.[18] |
| 염수 세척층 | CO, UT | 하천 사암으로 구성되며,[19] 때때로 역암질 경향이 있다.[20] |
| 티드웰 층 | AZ, CO, NM, UT | 콜로라도 고원 북부에서 모리슨 층의 기저 층이다. 주로 실트스톤, 셰일 및 사암으로 구성되며, 때로는 석회암 암편과 얇은 석회암 층을 포함한다. 퇴적 환경은 진흙 평원에서 하천, 증발암 및 호수까지 다양하다. 모리슨 층 전체는 티드웰 층과 유사하다.[21] |
| 언크파파 사암층 | SD | 주로 사우스다코타 서부에 잘 분류된 세립질 사암으로 나타나며, 주로 석영으로 구성되어 있고, 일부 장석이 포함되어 있다.[22] 국부적으로 라코타 층이나 모리슨 층의 본체에 의해 덮여 있으며, 선댄스 층의 레드워터 셰일 층을 덮고 있다.[23] 블랙 힐스 지역 내에서 주로 별도의 층으로 언급된다.[24] |
| 웨스트워터 캐니언 층 | AZ, CO, NM, UT | 이암 렌즈와 때때로 역암 성분이 섞인 사암으로 구성된다. 유기물이 풍부한 땋은 하천 환경에서 퇴적되었다. "독극물 캐니언 사암"이라는 용어는 층의 상부 사암 단면에 비공식적으로 적용된다.[25] 웨스트워터 캐니언 층은 모리슨 층에서 우라늄 광석의 주요 원천이며, 특히 산후안 분지에서 그렇다.[26] |
| 윈디 힐 층 | CO, SD, UT, WY | 이전에는 선댄스 층의 상부 층으로 포함되었으며, 선댄스 층의 나머지 부분과 마찬가지로 해양 환경에서 퇴적되었지만, 부정합에 의해 분리되어 모리슨 층과 맞물리면서 명명법이 변경되었다.[27] 석회질, 화석 함유 사암으로 구성되어 있으며, 일반적으로 해양 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다.[28] |
3. 2. 기타 층서
모리슨 층은 여러 층으로 세분되며, 지리적 범위에 따라 그 출현 빈도가 다양하다. 각 층은 다음과 같다(알파벳순).[7][8]| 층 | 약어 | 분포 지역 | 설명 |
|---|---|---|---|
| 블러프 사암층 | AZ, CO, NM, UT | 입자가 크고 처트 성분이 있는, 잘 분류된 밝은 갈색에서 흰색 사암이다. 사구의 가장자리에서 풍성 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다.[9] | |
| 브러쉬 베이슨 층 | AZ, CO, NM, UT | 이암과 섞인 역암; 부피의 최대 50%가 felsic ash 낙하로 시작된 변성 비트릭 재로 구성된다. 퇴적은 플라야에 가까운 호수 환경에서 일어났을 가능성이 높다.[10] | |
| 피프티마일 층 | UT | 주로 카이파로위츠 분지에 존재하며, 역암이 최소화된 사암과 이암이 섞여 있다. 지역적으로 최상위 층이며, 다코타 층과 접촉한다.[11] | |
| 잭파일 사암층 | NM | 주로 점토 매트릭스가 있는 흰색 교차층 서브아코스 사암이다. 다양한 창백한 녹색에서 빨간색 벤토나이트 이암 렌즈와 섞여 있다.[12] 최근의 쇄설성 지르콘 연대기 연구 결과에 따르면 잭파일 사암층은 부로 캐니언 층의 일부일 수 있다.[13][14] | |
| 랄스톤 크릭 층 | CO | 이전에는 별도의 층으로 간주되었으며, 최근 콜로라도 동부의 모리슨 층의 기저 층으로 재분류되었다. 티드웰과 염수 세척층과 유사하게 보인다. 이러한 재분류는 접촉면과 방사성 연대 측정을 더 자세히 검토하여 뒷받침된다. 랄스톤 크릭은 역암, 사암, 석고-이암 및 석고-사암-이암 면을 포함한다. 석고가 해양 또는 호수 기원인지는 아직 결정되지 않았다.[15] | |
| 리캡처 층 | AZ, CO, NM, UT | 대부분의 범위에서 모리슨 층의 바닥을 형성하며, 엔트라다 사암 및 와나카 층 위에 있다.[16] 하천 환경을 나타내는 점토질 사암 및 이암으로 구성되며, 순수한 풍성 사암 면과 섞여 있다.[17] 어떤 곳에서는 최대 19%의 정장석 장석을 포함하고 있다.[18] | |
| 염수 세척층 | CO, UT | 하천 사암으로 구성되며,[19] 때때로 역암질 경향이 있다.[20] | |
| 티드웰 층 | AZ, CO, NM, UT | 콜로라도 고원 북부에서 모리슨 층의 기저 층이다. 주로 실트스톤, 셰일 및 사암으로 구성되며, 때로는 석회암 암편과 얇은 석회암 층을 포함한다. 퇴적 환경은 진흙 평원에서 하천, 증발암 및 호수까지 다양하다. 모리슨 층 전체는 티드웰과 유사하다.[21] | |
| 언크파파 사암층 | SD | 주로 사우스다코타 서부에 잘 분류된 세립질 사암으로 나타나며, 주로 석영으로 구성되어 있고, 일부 장석이 포함되어 있다.[22] 국부적으로 라코타 층이나 모리슨 층의 본체에 의해 덮여 있으며, 선댄스 층의 레드워터 셰일 층을 덮고 있다.[23] 블랙 힐스 지역 내에서 주로 별도의 층으로 언급된다.[24] | |
| 웨스트워터 캐니언 층 | AZ, CO, NM, UT | 이암 렌즈와 때때로 역암 성분이 섞인 사암으로 구성된다. 유기물이 풍부한 땋은 하천 환경에서 퇴적되었다. "독극물 캐니언 사암"이라는 용어는 층의 상부 사암 단면에 비공식적으로 적용된다.[25] 웨스트워터 캐니언 층은 모리슨 층에서 우라늄 광석의 주요 원천이며, 특히 산후안 분지에서 그렇다.[26] | |
| 윈디 힐 층 | CO, SD, UT, WY | 이전에는 선댄스 층의 상부 층으로 포함되었으며, 선댄스의 나머지 부분과 마찬가지로 해양 환경에서 퇴적되었지만, 부정합에 의해 분리되어 모리슨 층과 맞물리면서 명명법이 변경되었다.[27] 석회질, 화석 함유 사암으로 구성되어 있으며, 일반적으로 해양 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다.[28] |
모리슨 층의 다른 비공식적 또는 사용 중단된 지정에는 몬태나의 스토케트 베드(Stockett Bed)가 포함되며, 이 베드는 역청탄을 포함하는 비공식적인 하위 단위이다.[29] 브러쉬 베이슨, 리캡처 및 웨스트워터 캐니언에 각각 사용된 구식 용어인 카사메로, 차베즈 및 프리위트 사암이 있다.[30][31] 그리고 불링턴 층은 완전히 폐기되었다.
4. 화석
모리슨 층은 킴머리지안 시대 모리슨 분지의 식물과 동물상을 잘 보여주는 다양한 화석이 발견되는 곳이다. 발견된 화석의 상당수는 단편적이지만, 당시의 생태계를 파악하기에는 충분하다.

4. 1. 고기후 및 식물상
모리슨 층에서는 킴메리지안 시대 모리슨 분지의 식물과 동물상을 잘 보여주는 화석들이 많이 발견되었다. 전반적으로 고기후는 사바나와 유사하게 건조했지만, 속씨식물(잔디, 꽃, 일부 나무)이 없었기 때문에 식물상은 매우 달랐다. 당시 지배적인 식물인 침엽수는 은행나무, 소철, 고사리, 속새와 함께 발견되었다. 화석화된 식생의 대부분은 강 유역을 따라 살았던 하천(riparian) 식생이었다.[6]4. 2. 동물상
강을 따라 물고기, 개구리, 도롱뇽, 도마뱀, 악어, 거북, 익룡, 가재, 조개, 포유류가 서식했다.[6] 수백 개의 공룡 화석이 발견되었는데, 알로사우루스, 세라토사우루스, 토르보사우루스, 사우로파가낙스, 캄토사우루스, 오르니톨레스테스, 스테고사우루스, 헤스페로사우루스, 마이무라펠타, 가고일로사우루스 등과 매우 다양한 용각류가 발견되었다.[32] 발견된 용각류에는 디플로도쿠스, 카마라사우루스, 브라키오사우루스, 아파토사우루스, 브론토사우루스, 바로사우루스, 하플로칸토사우루스, 수퍼사우루스 등이 있다.[32] 이처럼 매우 다양한 용각류 종들이 어떻게 모두 공존할 수 있었는지에 대한 의문이 제기되었는데, 이들은 매우 다른 먹이 섭취 전략을 가지고 있었을 것으로 추정된다.[32]5. 주요 화석 발굴지
모리슨 층에서 중요한 화석이 발견된 장소는 다음과 같다.
- '''콜로라도'''
- * 가든 파크
- * 드라이 메사 채석장
- * 프루이타 고생물학 자원 지역
- * 푸르가투아 강 트랙 유적지 (오테로 카운티)
- '''유타'''
- * 클리블랜드-로이드 공룡 채석장
- * 공룡 국립 기념물
- * 행크스빌-버피 채석장 (행크스빌)
- '''와이오밍'''
- * 본 캐빈 채석장
- * 코모 블러프
- * 와이오밍 공룡 센터 (서모폴리스)
- * 텐 슬립

5. 1. 콜로라도
- 가든 파크: 고생물학자 오스니엘 찰스 마시와 에드워드 드링커 코프가 골 전쟁 동안 1877년에 발굴한 세 곳의 주요 유적지 중 하나이지만, 대부분의 표본은 1877-78년 현장 조사에서 분류하기에 불완전했다(''nomina dubia''). 최초의 거의 완전한 ''스테고사우루스'', ''케라토사우루스'', ''알로사우루스'' 골격이 이 유적지에서 발견되었으며, 전자의 모식 표본과 ''알로사우루스 프라길리스''의 제안된 신형 표본도 포함되었다.[33] 1992년에는 갑피가 제자리에 있는 ''스테고사우루스 스테놉스'' 표본이 발견되어 공룡의 등에 두 줄의 판이 있다는 것이 확인되었다.
- 드라이 메사 채석장: 다양한 종류의 동물군과, 모리슨 층 채석장 중 가장 다양한 공룡 세트가 발견되었다. 첫 번째 발굴은 브리검 영 대학교 연구자들이 1972년에 실시했다. 독특한 표본으로는 알려진 가장 긴 공룡인 ''수퍼사우루스'', 키메라 ''울트라사우루스'', 대륙에서 가장 큰 육식 동물인 ''토르보사우루스''가 있다.
- 프루이타 고생물학 자원 지역: 프루이타 남쪽에 위치한 배드랜드 유적지로, 캘리포니아 주립 대학교와 로스앤젤레스 카운티 자연사 박물관의 조지 칼리슨이 적극적으로 작업했다. 포유류, 도마뱀, 악어의 수많은 표본이 발견되었다. 가장 최근에는 이 지역에서 ''프루이타포소르 빈드셰펠리아''와 새로운 공룡 ''프루이타덴스''가 설명되었다.
- 푸르가투아 강 트랙 유적지, 오테로 카운티.
5. 2. 유타
- 클리블랜드-로이드 공룡 채석장: 1920년대 후반 유타 대학교의 지질학자들에 의해 처음 발굴되었다. 1939년 윌리엄 리 스토크스는 프린스턴 대학에서 탐험대를 이끌었다. 쥐라기 시대에 이 채석장은 심각한 가뭄으로 인해 공룡들이 모여 죽었던 일시적인 연못이었을 가능성이 높다.[34] 그들의 시체는 계절성 홍수 사건에 의해 재작업되었으며, 다른 곳에서 온 부분적인 시체도 추가되었다.[35] ''알로사우루스 프라길리스''는 이 지역에서 가장 흔한 공룡이며, 기저 수각류의 고생물학 연구를 위한 모델 유기체가 되었다. 희귀 수각류인 ''스토케소사우루스''와 ''마르소사우루스'' 표본 또한 이곳에서 처음 발견되었다.
- 공룡 국립 기념물: 1909년 카네기 자연사 박물관을 위해 일하던 얼 더글러스에 의해 처음 발굴되었으며, 공공 전시를 위해 모리슨 층에서 용각류를 찾는 것이 목적이었다. 이 기념물에는 시더 마운틴 층에서 화석화된 공룡도 있다.
- 행크스빌-버피 채석장, 행크스빌
5. 3. 와이오밍
- 본 캐빈 채석장
- 코모 블러프: 북미에서 가장 유명한 화석 산지 중 하나이다. 1877년 코프와 특히 마쉬에 의해 처음 발굴되었으며, 다양한 용각류와 비공룡 종의 화석이 발견되었다. 백악기의 클로버리 지층과 일부 트라이아스기 지층도 이 지역에 노출되어 있다.
- 와이오밍 공룡 센터 (서모폴리스)
- 텐 슬립: 다나 채석장을 포함하며, 최소 12개의 용각류와 수각류가 발견되었다.[36]
6. 경제 지질학
모리슨 층은 1951년 뉴멕시코 주 그랜츠 근처에서 발견된 잭파일 우라늄 광체를 포함하여 우라늄 매장지를 포함하고 있다.[12] 풍부한 그랜츠 광물 벨트의 광석 매장지는 웨스트워터 캐니언 층과 잭파일 층의 사암층에 집중되어 있다. 이 벨트의 광산은 1948년에서 2002년 사이에 340000000lbs의 U3O8을 생산했다. 우라늄은 환원제 역할을 하는 식물 잔해와 휴메이트에 의해 침전되었다.[37]
7. 모리슨 층과 다른 지층과의 비교
방사성 연대 측정에 따르면, 모리슨 층은 기저부가 1억 5630만 년 ± 200만 년 전(Ma),[3] 상부가 1억 4680만 년 ± 100만 년 전으로,[4] 후기 쥐라기의 초기 킴머리지안, 그리고 초기 티톤 단계에 해당한다. 이는 독일의 졸른호펜 석회암층과 탄자니아의 텐다구루 층과 비슷한 시기이다. 나이와 대부분의 동물군은 포르투갈의 로린냐 층과 유사하다.[5]
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Abstract book of the XV Encuentro de Jóvenes Investigadores en Paleontología/XV Encontro de Jovens Investigadores em Paleontologia, Lisboa, 428 pp.
2017
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