제주분지는 한반도 남부 해역에 위치한 신생대 열개성 퇴적분지로, 열개 작용이 활발하였던 에오세-올리고세 동안 육성 내지 연안 환경이 우세하게 발달하여 이암과 석탄층이 국지적으로 반복 산출되는 특징을 보인다. 본 연구에서는 제주분지 남부에 위치한 시추공 J4를 대상으로 HAWK-2 열분해 분석과 비트리나이트 반사도(VRo) 자료를 통합하여 올리고세 근원암의 유기물 특성, 열성숙도 구배, 생성잠재력을 재평가하였다. HAWK-2 분석 결과, 이암은 총유기탄소(Total Organic Carbon, TOC) 0.3∼7.0 wt%(평균 약 1.6 wt%) 범위로 분포하며, 특히 후기 올리고세 이암에서는 일부 구간에서 높은 HI와 S₂ 값이 확인될 뿐 아니라 해당 심도가 석유생성단계(Oil Window)에 해당하여, 제주분지 남부에서 가장 유효한 근원암층으로 해석된다. 반면, 전기 올리고세 이암은 심부 고성숙 구간에 해당하여 HI와 S₂가 감소하는 경향을 보인다. 석탄층은 TOC 10∼70 wt%에 달하는 매우 높은 유기물 함량을 보이나, 층서적으로 제한된 구간에서 산출되며 심부에서는 고성숙 가스형 특징을 나타낸다. VRo와 Tmax는 심도 증가에 따라 전형적인 열성숙도 구배를 나타내며, 약 2.6∼3.4 km 구간에서 석유생성구간, 그 하부에서는 가스생성구간으로 확인된다. 암상별 Tmax-VRo 회귀 분석 결과, 이암과 석탄은 상이한 기울기를 보여 근원암 성숙도 해석 시 암상별 보정이 필요함을 시사한다. HAWK-2 분석을 통해 산출된 제주분지 남부 근원암의 현재 생성가능 유기탄소(Generative Organic Carbon, GOC) 비율은 대체로 20% 이하로 제한적이며, 심도 증가와 열성숙도의 진전에 따라 감소하는 경향을 보인다. 그러나 HI의 심도별 변화와 열성숙도에 따른 변환율(Transformation Ratio, TR)을 함께 고려하여 Jarvie et al. (2012)의 방법으로 초기 생성가능 유기탄소(GOC₀) 비율을 보수적으로 복원한 결과, 미성숙 구간에서는 약 20% 수준, 심부 과성숙 구간에서는 58% 이상에 이르는 %GOC₀가 추정되었다. 이는 제주분지 남부 근원암이 현재는 제한적인 잔존 생성잠재력을 보이나, 열성숙 이전 단계에서는 훨씬 높은 생성가능 유기탄소 비중을 보유하고 있었음을 시사하며, 과거에 의미 있는 탄화수소 생성이 가능했을 잠재력을 지닌 근원암 시스템이 존재했음을 지지한다. 종합하면, 제주분지 남부 근원암 시스템은 혼합기원(Type II/III) 특성을 보이는 이암과, 높은 유기물 함량을 갖는 석탄이 공존하는 복합 근원암 체계로 해석되며, 특히 후기 올리고세 이암이 가장 유효한 석유생성 근원암층으로 평가된다. 본 연구 결과는 제주분지 근원암 특성에 대한 이해를 심화시키며, 향후 석유시스템 모델링과 가스 중심 탐사 전략 수립을 위한 기초 자료를 제공한다.
Jiyoung Choi (Sun,) studied this question.