지질학 일반 한국의 지질

[김현대]

1. 지 질 개 관
우리 나라에는 선캄브리아누대의 지층에서 신생대 지층에 이르기까지 다양한 지층과 암석이 분포한다. 이들 중 선캠브리아누대의 변성암류와 고생대 퇴적암류 및 중생대의 심성암류는 여러 번에 걸친 지각변동과 백악기 이후에 일어난 융기와 삭박 작용에 의하여 크게 노출되었다. 선캠브리아누대의 변성암류와 중생대의 심성암류는 분포면적에 있어서 우리 나라 지질의 반 이상을 차지한다. 우리 나라 지질은 추가령열곡을 경계로 남과 북이 현저한 차이를 나타낸다. 북쪽에는 선캠브리아누대의 변성암류와 고생대 지층이 우세하게 분포하고 있는 데 반해, 남쪽에는 이들과 함께 중생대 지층이 넓게 분포한다.

암석의 대별 및 지역별 분포의 모양을 요약하면 다음과 같다.

(1) 선캠브리아누대의 것으로 생각되는 변성퇴적암의 주요 분포지는 한반도 중부에 있다.

(2) 두 개의 큰 고생대층 분포지는 평안남도와 강원도 북부에 있다.

(3) 비교적 큰 중생대층의 분포지는 경상남북도에 있고 작은 노출지들은 충청남도 중서부와 평양(平壤) 부근에 있다.

(4) 제3계의 작은 분포지는 동해안에 따라 몇 곳에서, 서해안에는 두 곳에서 발견된다.

(5) 북한에는 화강암의 저반이 거의 무질서하게 곳곳에 분산되어 있으나 남한에서는 지나방향(支那方向, 北北東-南南西)에 관계 있는 분포상태를 보여 주며, 분포 면적과 저반의 규모가 크다.

(6) 제4기의 화산암은 백두산 부근·반도 중앙부·동남 해안·제주도·울릉도에서 발견된다.

(7) 지층의 특징으로는 해성층이 적고 육성층이 많은 사실을 들 수 있다. 즉 고생대 전반까지의 지층은 대체로 하성층이나 고생대 말엽의 지층의 태반·중생층의 전부·신생층의 약 반은 육성층에 속한다.

2. 지 층 각 론
선캠브리아누대층
1) 경기육괴
경기육괴는 영남육괴와 더불어 남한 선캠브리아대의 기저를 형성한다. 하부로부터 경기변성암 복합체, 춘천계 및 연천계로 구분된다.

① 경기변성암 복합체

이는 경기지괴에 분포된 변성암으로서 종래 화강편마암계로 기재되어 오던 것이나 최근의 연구로 그 대부분이 준편마암류(호상편마암·반상변정질 편마암· 미그마타이트질 편마암)이며 이에 흑운모녹니석편암·결정질석회암·규암이 협재한다는 사실이 밝혀졌다. 이 복합체는 심한 화강암화작용을 받았고 또 여러 번의 변성작용을 받아 암상의 변화가 대단히 심하므로 지층의 추적과 세분이 곤란하여 이들을 일괄하여 경기변성암 복합체 또는 경기편마암 복합체라고 부르게 된 것이다.

이 복합체는 3개의 층군으로 나누어지는데 부천층군은 흑운모석영장석편암· 흑연편암·편마암·석회암·석회규산염암으로 구성되며, 시흥층군은 이 복합체의 대부분을 차지하며 주로 호상편마암과 반상변정편마암으로 구성되어 있고 이에 흑운모석영장석편마암· 편마암·녹니석편암·얇은 석회암층이 협재된다. 양평층군은 주로 양수리 도폭과 양평 도폭에 분포하는 호상편마암이다. 이 복합체는 그 변성정도가 연천군에 분포된 연천계와는 현저히 다르므로 연천계의 하위에 해당하는 지층군일 것으로 취급된다.

② 춘천계

춘천계는 장락 및 춘성층군으로 구분된다. 장락층군은 가평 및 용두리 도폭에 분포되며 규암층·흑운모편마암·석회암·각섬석질암·변성역암·규질편마암· 저변성편암으로 되어 있다. 장락층군의 기저는 경기변성암 복합체를 부정합으로 덮는다. 춘성층군은 녹니석편암·안구상편마암·석회암·흑운모편암·호상편마암으로 구성된다. 이는 장락층군과 경기변성암 복합체의 시흥층군을 부정합으로 덮는다.

③ 연천계

연천계의 표식지는 연천군이며 여기서 연천계는 화강편마암에 의하여 관입되고 이들은 조선계에 의하여 부정합으로 덮여 있다. 상원계는 화강편마암을 부정합으로 덮으므로 연천계는 상원계보다 오랜 지층이다. 여기서 화강편마암으로 기재된 암석은 실은 준편암임이 밝혀져서 연천계는 경기지괴의 선캠브리아 변성암 중에서는 가장 상위의 것으로서 춘천계보다도 후기의 암석으로 생각된다.

2) 영남육괴
영남육괴는 주로 편마암류와 편암류로 구성된 변성퇴적암으로서 지리산을 중심으로 서남부는 화강암질 편마암류 및 반상변정질 편마암 등의 준편마암류와 화강편마암을 주로 한 정편마암으로 구성되어 있고, 북동부는 주로 화강편마암, 미그마타이트질 편마암 및 편암으로 구성되어 있다.

① 영남계

영남계는 영남육괴 북동부에 분포되며 3개의 통으로 구분된다. 이 육괴의 남서부인 지리산 지역의 영남계는 화강화작용이 진전되어 암석의 구분이 불가능하여 지리산편마암 복합체라고 부르게 되었다. 평해통은 이질기원암의 변성암인 안구편마암·호상편마암·운모편암 및 사질 기원암의 변성암인 세립질 석영장석흑운모편마암·규암·석영견운모편암으로 구성되며 결정질 석회암과 각섬석질암이 협재되어 있다. 심한 습곡작용을 받았으며 암상은 원남층과 비슷하다. 기성통은 변성집괴암·변성응회암·변성분출암과 같은 변성암류로 구성되어 있으나 간혹 변성퇴적암이 협재된다. 평해통을 부정합으로 덮고 원남층으로 덮인다. 원남통은 아래서 위로 원남층·동수곡층(東水谷層)·장군석회암층(將軍石灰岩層)·두음리층(斗音里層)으로 4분된다. 원남층은 주로 변성이질암과 변성사질암의 호층으로 되어 있고, 동수곡층은 천매암과 견운모편암으로 구성된다. 장군석회암층은 주로 괴상의 석회암으로 구성되어 있으며 두음리층은 율리계에 의하여 부정합으로 덮이고 운모편암·천매암·근청석(菫靑石)편암·사질점판암으로 되어 있다

② 율리계

율리계는 녹니석편암·흑운모규선석편암·규암·석영흑운모편암·견운모녹니석편암으로 되며 율리통과 태백산통으로 나누어진다. 율리통은 조선계의 장산규암층에 의하여 부정합으로 덮인다. 태백산통은 태백산 부근에 분포하며 율리통은 부정합으로 덮이나 조선계에 의하여 부정합으로 덮인다.

③ 지리산편마암 복합체

심한 화강암화작용과 변성작용을 받은 퇴적기원의 변성암류가 지리산 부근에 분포되어 있다. 그 변성 연령은 7.74∼12.43억 년으로서 그 근원암은 영남계와 율리계에 대비되는 것이다. 괴상화강편마암·반상변정편마암·각섬석흑운모편마암·아노르소사이트질 편마암으로 된 정편마암으로 구성된다.

3) 북한지역
① 낭림층군

평안북도 동부와 함경남도 서부 지역에 넓게 분포하고, 주로 편마암과 규암 및 편암으로 구성된다. 또한, 무산 지역에 분포하는 시생누대의 지층은 무산층군으로 불리며, 주로 편마암, 각섬암, 편암, 규암 및 혼성암으로 구성되고 약 1500m의 두께를 갖는다.

② 마천령계

이 계는 함경남북 도계에 따라 비교적 넓게 분포되어 있는 변성 퇴적암으로 두께 약 6,000m인 고회암 및 석회암을 주체로 한 운모편암·흑연편암·사장암·각섬석편암·운모편마암으로 되어 있다. 이 계는 습곡과 단층에 의하여 심하게 교란되어 있고 다량의 화성암류의 관입을 받아 변성 정도가 높으므로 그 층서와 구조를 밝히기 곤란하다. 이 계에 관입한 화성암류의 관입시기는 전 쥬라기임이 밝혀져 있어 이 계의 시대도 전 쥬라기임이 분명하다.

③ 화강편마암류

화강편마암류는 평북육괴와 단천탁상지를 거의 완전히 덮고, 보통 비교적 뚜렷한 편마구조를 보이며 흑운모·장석·석영이 평행한 호층을 이룬다. 편마암의 다량은 기존 퇴적암 또는 그 변성암을 화강암의 마그마가 동화하여 이루어진 혼성암일 것으로 생각된다.

화강편마암은 변성퇴적암류로 된 마천령계에 관입하였고 황해도에서는 상원계에 의하여 부정합으로 덮인다. 상원계에 의하여 부정합으로 덮여 있는 화강편마암은 그 시대가 원생대 이전일 것이고, 마천령계에 관입한 것은 원생대 중엽 이후의 것일 가능성이 있다.

④ 상원계

과거에 직현통, 사당우통 및 구현통으로 구분되었으나 1960년대 이후 새롭게 수정되었다. 수정된 상원계는 하부로부터 직현통, 사당우통, 묵천통 및 멸악산통으로 구분되고, 이를 부정합으로 덮는 구현계는 비랑통과 눙리통으로 구분된다. 상원계와 구현계는 평남분지에 넓게 분포하며 혜산-이원 지역 등에 소규모로 분포한다. 직현통은 주로 규암, 천매암, 편암 등으로 구성되고, 사당우통과 묵천통 및 멸악산통은 주로 탄산염으로 이루어지며 여러 종류의 스트로마톨라이트를 포함한다.

⑤구현계

구현계는 종래에 상원계의 구현통에 해당되는 지층으며, 주로 편암과 천매암 및 규암으로 구성된다. 구현계에는 스트로마톨라이트를 포함하는 석회암과 역암이 협재된다.

4) 옥천누층군
충청북도 충주 부근으로부터 남서 방향으로 옥천을 지나 이리 북쪽 15㎞까지 대상으로 길게 분포되고, 이는 천매암·합력천매암·운모편암·규암·각섬암·사암·점판암으로 되어 있으며, 합력천매암은 다량의 석회암·규암·소량의 화강암(?)·화강편마암(?)의 자갈을 포함한다.

구성 암석의 변성 정도는 전기한 변성퇴적암의 그것에 비하여 대단히 낮으며 점판암 중에는 불량한 토상흑연 광상이 들어 있다. 사암과 점판암은 평안계 중에서 발견되는 것들과 큰 차가 없어 화석을 얻고자 하는 노력이 가해지고 있으며, 최근에는 그 중에서 인상이 불명한 식물화석이 발견되었으며 석회암 중에서는 코노돈트의 파편이 발견되었다. 또 고회암층에서는 고생대 캠브리아기의 표준화석인 Archaeocyathus가 보고되어 있다.