한반도의 지질

[Kim byoungil]

1. 한반도 지질

 우리나라 지질의 특징을 이해하기 위해서는 먼저 우리나라를 비롯해서 이웃한 나라의 지형을 파악하는 것이 중요하다. 왜냐 하면 지형은 지질 분포와 밀접한 관계가 있기 때문이다. 우리나라 주변의 산맥 분포 그림과 같이 남한 지방 산맥은 대체로 중국의 우이 산맥과 나란하며, 시베리아의 시호테알린 산맥과도 방향이 나란하다. 한편 타이완과 일본열도는 북동 방향으로 거의 같은 방향 위에 있다.
 우리나라 주변이 이러한 지형(地形)의 특징을 가지는 것은 우리나라를 비롯해서 중국, 일본, 러시아 등이 유라시아 판이라는 대륙판(大陸坂)의 가장자리에 함께 있으며, 태평양판과 필리핀 판이 유라시아 판과 충돌하면서 밀려들어가고 있기 때문이다

한반도는 좁은 면적에 비해 지질이 다양하며, 선캄브리아기부터 고생대, 중생대, 신생대 제4기에 이르기까지 오랜 기간 동안 형성된 다양한 암석들이 분포하고 있다.[1]

한국지질자원연구원 이윤수 박사는 한반도와 동아시아는 곤드와나 대륙이 분열되면서 만들어졌다고 말하는데, 고지자기 연구 결과 고생대 초 동아시아 땅덩어리들은 남반구에 위치한 곤드와나 대륙의 북쪽에 속해 있었으며, 후에 한반도를 이루게 될 땅조각들은 남반구 저위도와 적도 사이에서 서로 떨어져 있었다. 이웃엔 인도, 호주, 인도차이나, 아프리카 대륙이 있었다고 한다. 

2. 우리나라의 지질 분포 (地質分布)

  우리나라의 지질이 최초로 세계에 알려진 것은 1886년에 발간된 '한국 지질 개요'라는 책자에 의해서이다. 1945년 광복 이후 우리나라 지질학자들은 한반도의 지질을 본격적으로 조사하여 한반도 전체의 지질 분포를 밝혀냈다. 우리나라의 지질도는 19세기 말 독일 학자가 최초로 작성하였으며 그 후 1950년대에 와서 우리나라 과학자들의 힘으로 한반도에 관한 여러 종류의 지질도(地質圖)가 완성되었다.
  1960년에는 광물 자원을 개발하기 위해서 강원도를 중심으로 활발한 지질조사가 진행되었고, 그 결과 효과적인 자원 개발이 이루어져 우리나라 산업 발달에 많은 도움을 주었다.
  우리나라의 지질은 어떤 특징이 있는지 알아보자.
  한반도에는 화성암(火成巖)과 변성암(變成巖)이 약 2/3이며, 퇴적암(堆積巖)이 약 1/3을 차지한다. 그리고 암석의 연령은 30억 년 정도로 오래 된 것에서부터 수천 년의 젊은것까지 생성 연령이 매우 다양한 암석이 분포한다.
  한편 한반도의 지질 분포는 서울 - 원산을 연결하는 추가령 열곡대를 경계로 북쪽은 지질 분포가 불규칙하고, 남쪽은 비교적 일정한 방향을 보이는 것이 특징이다.
  한반도의 암석의 종류 그림과 같이 화성암류 35%, 변성암류40%, 퇴적암류 25%으로 한반도의 암석의 종류는 다양하다.

3. 한반도의 형성 과정

  한반도 암석의 지질 시대 분포는 암석의 시대 분포 그림과 같이 선캄브리아대에서 신생대에 이르고, 선캄브리아대의 암석이 약 43%, 중생대의 암석이 약 40%이다. 이러한 사실은 한반도가 매우 긴 지질 시대 동안 여러 번의 지각 변동을 거쳐 형성된 땅덩어리임을 의미한다.
  한반도에 분포하는 암석의 종류와 연령, 지질 구조 등이 그려져 있는 지체 구조구를 보면서, 한반도의 형성 과정에 대하여 알아보자.
  한반도의 지질은 암석의 연령, 종류 및 지질 구조 등과 같은 기준에 따라 한반도의 지체 구조 그림과 같이 여러 개의 작은 땅덩어리로 나눌 수 있다. 이것을 한반도의 지체 구조구라고 한다.
  지질도와 지체 구조구를 함께 비교해 보면 선캄브리아대의 변성암류는 낭림 육괴, 경기 육괴, 소백산 육괴에 많이 분포한다. 평남 육괴, 옥천 습곡대에는 고생대의 퇴적암류가 많이 분포하고, 경상 분지에는 중생대의 퇴적 암류가 주로 분포한다. 한편 중생대의 화성암류는 한반도 남부 전체에 주로 분포하며, 신생대 3기층과 4기층은 소규모로 분포하고 있다.
  그리고 한반도는 여러 개의 지체 구조구로 이루어져 있다.
  한반도 남부의 화성암류는 대체적으로 중국 방향으로 분포하고 있는데, 이들은 모두 중생대의 화성 활동에 의해 형성된 것이다. 이와 같은 한반도 지질의 특징은 한반도가 지질 시대 동안 여러 번의 지각 변동을 받으면서 형성된 것임을 암시한다.

4, 한반도 지질의 특징

가. 선캄브리아대

  선캄브리아대는 약 40 억 년 전부터 시작하여 약 6억 년까지의 지질 시대를 말하며, 시생대층은 우리나라를 비롯해서 아시아 대륙 내에도 여러 곳에 분포한다.
  한반도에서의 선캄브리아대 지층은 경기 육괴, 낭림 육괴, 소백산 육괴 및 평남 육괴에 분포한다.
  선캄브리아대의 암석은 편마암, 편암, 규암, 결정질 석회암 등의 퇴적 변성암류와 화강편마암으로 이루어졌으며, 이들 암석은 약 30억 년부터 약 7억 8천만 년의 연령으로 편암 노두 및 규암 노두 그림과 같다.
  선캄브리아대의 지층은 여러 차례의 지각 변동과 화성 활동으로 습곡과 단층의 지질 구조가 많이 발달되어 있고, 심하게 변성되었다. 따라서 시생대(始生代)의 지층에서는 화석(化石)이 산출되지 않기 때문에 지층의 선후 관계나 지질 시대를 구분하는 데 어려움이 많다.
  한반도에서 시생대와 원생대(原生代)의 경계는 뚜렷하지 않으며, 두 시대의 특징은 다음과 같다.
  시생대층은 낭림 육괴에서는 낭림누층군, 무산층군, 경기 육괴에서는 서산층군 등에 분포하며, 서산층군은 경기 육괴의 서부에서 아산만, 태안 반도 일대에 분포한다. 이들 지층은 한반도의 기반암류 중에서 가장 오래 된 지층이다. 이 지층을 이루고 있는 암석들은 지각 변동에 의해 3∼5회의 변성 작용을 받은 것으로 밝혀지고 있다.
  원생대층은 시생대층과 함께 한반도 지질의 기반을 이루면서 낭림 육괴, 평남 육괴, 경기 육괴, 소백산 육괴에 분포한다. 경기 육괴에서는 부천, 시흥, 양평, 춘천, 태안, 연천 등에 퇴적 변성암으로 분포하며, 소백산 육괴에서는 소백 산맥을 따라 넓게 분포하며 태백산, 지리산 및 복내, 순창, 화순, 보성 일대에 편마암 복합체로 분포한다.

선캄브리아대의 암석분포

 나. 고생대(古生代)

  이 시대에는 한반도에 큰 지각 변동이 거의 없는 시기였으며 큰 시간 간극 없이 해침(海浸)과 해퇴(海退)가 반복되었다. 고생대 초기에는 해침이 일어났고 실루리아기와 데본기 때는 해퇴가 일어나 퇴적 작용이 중단되고 침식이 진행되었다. 고생대는 앞의 3기를 전기 고생대 뒤의 3기를 후기 고생대로 구분한다.

 (1) 전기 고생대

  이 시대의 지층은 주로 해성층(海成層)으로 구성되어 있으며 조선 누층군 이라고 한다. 이 누층군은 강원도 삼척, 영월, 정선 등의 태백산 지역에 넓게 분포한다. 이 밖에 충청북도 단양 경상북도 문경까지 발달되어 옥천대 동북부의 퇴적층을 이루고 있다. 북한에는 평안북도 일대와 황해도 북부에 넓게 분포하며 압록강 연변에 소규모로 분포한다.
 조선 누층군의 하부는 셰일 및 저변성을 받은 규암 점판암 및 천매암 등이 발달되어 있으며 이를 제외한 대부분은 석회암(石灰巖)층으로 되어 있다.

 (2) 후기 고생대

  이 시대의 지층은 육성층이 우세하여 평안 누층군 이라고 한다. 그 분포 지역은 전기 고생대인 조선 누층군과 거의 비슷하다. 이 층의 대부분은 사암, 셰일, 역암 등이며 하부에는 석회암층으로 셰일, 사암, 역암으로 이루어진 평안 누층군 그림에서 볼 수 있다.

고생대의 지층의 분포                             고생대 전기 한반도 주변의 지질도

다. 중생대(中生代)

  중생대는 현생 이언 기간 중 한반도에서 조산 운동과 화성 활동이 가장 활발했던 시기이고 고생대 말에서 중생대 초에 이르기까지는 간헐적으로 화성 활동이 있었으나 큰 지각 변동이 없이 조용한 시기였다. 그러나 간헐적으로 있었던 화성 활동이 중생대의 백악기에 들어와 한반도 남부를 중심으로 활발해지면서 한반도의 지체 구조를 거의 완성하였다.

 (1) 중생대의 지층 : 중생대의 퇴적층은 모두 한천 또는 호수에서 퇴적되어 형성된 육성층이다.
대동 누층군과 경상 누층군으로 구분한다.
대동 누층군은 주로 회색사암, 흑색 셰일 및 역암 등의 암석으로 구성되었다.
  그리고 경상 누층군은 중생대 상부에 해당하는 지층으로서 역암, 사암, 셰일, 이암 등 여러 종류의 육성 퇴적물로 구성되어 있다. 하부의 지층에는 얇은 단층이 있고 상부의 지층에는 화산암류가 분포한다. 이 지층은 경상 남북도에 발달된 경상 분지에 분포하며 소규모로 전국에 산재되어 있다.

 (2) 중생대의 화성활동   중생대에는 2번의 화성활동으로 현재와 같은 한반도의 지체 구조가 거의 완성되었다. 대보 조산 운동은 고생대 이후 한반도에서 일어났던 지각 변동 중 가장 격렬한 운동으로 그 이전에 퇴적되었던 고생대 층과 대동 누층군의 지층을 심하게 변형시켰다.    이 화성 활동은 화강암(花崗巖)류를 형성하였다. 이때 일어난 비교적 약한 지각변동을 불국사 변동이라 하며 이시기의 화강암류를 불국사 화강암이라고 한다. 불국사 화감암류는 주로 경상 분지에 분포하여 석굴암 그림 에서 볼 수 있다.

중생대의 지층과 암석 분포
라. 신생대(新生代)

  신생대는 큰 지각 변동이 거의 없이 평온하였으며, 한반도가 현재와 같은 모양으로 완성된 시기이다.
  제 3 기층은 주로 동해안을 따라 소규모로 분포하며, 이들은 동해의 형성과 밀접한 관계를 갖는다. 길주-명천 분지와 양남-포항 분지 등에는 해성층도 함께 나타난다.
  이 지층은 주로 남회색 또는 회색의 사암, 역암, 셰일, 이암 및 응회암으로 이루어졌으며, 얇은 갈탄층이 협재되어 있다. 이들 지층에서는 유공충과 연체동물을 비롯해서 규화목(硅化木) 및 식물 화석을 유공충 및 매머드 그림에서 볼 수 있다.
   제 3 기 중엽부터 제 4 기층은 서해안의 간석지와 해빈, 동해안의 석호와 해빈, 산록 완사면이나 계곡, 평양 저지대, 중산간 지대, 평탄화된 지형의 중간 이상의 높이에 분포한다.
  탄소 14의 연대 측정에 따르면, 현재 한반도의 해안선 모양은 약 7,000년 전에 완성된 것으로 해석된다. 동해안을 따라서 빙하성 해수면의 변동과 지반 운동과 관련되어 해안단구(海岸段丘)는 해안 단구 그림과 같이 발달되어 있다.
 

신생대의 지층과 암석 분포

5. 지질 분포(地質分布)에 따른 수석 산지(壽石山地)

  우리나라에 분포하는 암석은 약 30억 년의 연령을 가진 변성암에서 부터 약 1000년의 연령을 보이는 화산암(백두산은 약 1000년 전 까지도 화산 활동을 하여 많은 양의 분출물을 뿜어내며 천지를 만들었다) 까지 암석의 연령 범위가 매우 넓게 분포되었다.
  변성암류 40%, 화성암류 35, 퇴적암류 25%으로 다양한 암석이 분포하며 좋은 석질의 모암이 될 수 있는 변성암류는 북한의 낭림육괴(평안북도, 함경남도)와 경기육괴(서울, 경기도, 충청남북도, 강원도) 소백산 육괴(전라남북도)에 많이 분포되어 있음을 한반도의 지체 구조 그림에서 알 수 있다.
  그리고 고생대의 퇴적암류는 오랜 세월이 지났기 때문에 물 씻김(수마) 의해서 수석감으로는 손색(遜色)없는 돌로 평남육괴(황해도, 평안남도) 옥천 습곡대(전라남, 북도와 충남 서해안 일대) 와 중생대의 퇴적암류는 경상분지(경상남, 북도) 에 화성암류는 한반도 남부 전체에 분포하고 있다. 다만 신생대 제 3 기 중엽부터 제 4 기초에 걸쳐 백두산, 한라산 울릉도 등지에서 화산활동이 있어 많은 양의 현무암질 용암을 분출하였다. (현무암질은 강질의 다공질 = 多孔質로 형을 찾기가 어렵다) 한반도의 화성암, 변성암, 퇴적암의 분포 그림과 같이 한반도에 분포하는 암석을 지질도를 근거로 화성암류, 퇴적암류, 변성암류로 분류하여 그린 것이다. 수석감이 될 수 있는 변성암이 남한쪽 보다 북한쪽에 더 많이 분포되고 있음을 알 수 있다. 화산 활동지역과 석회암층을 제외하고는 퇴적 변성암류와 변성암류로 좋은 석질의 산지가 전국적으로 분포되어 있으며 북한에도 일부 지역을 제외하고는 좋은 수석 산지가 산재(散在) 되어 있음을 알 수 있다. 특히 북한 쪽은 남한 쪽보다도 기후 변화에 의해서 겨울철에는 동결작용(東結作用)으로 암석이 파괴되는 테일러스 (암석 부스러기) 에 의해서 양질의 모암만이 남아 있다고 볼 수 있기 때문에 북한은 남한 보다 더 좋은 수석 산지가 있다고 말할 수 있다. 단 필자(筆者)는 북한의 산지를 직접 확인하지 않았기 때문에 매우 유감일 수밖에 없다. 그러나 중국의 산지를 두 차례 다녀왔기 때문에 본 내용이 크게 모순(矛盾)되지 않을 것으로 사료(思料) 된다.
  자유로운 왕래(往來)나 통일이 된다면 새로운 수석 산지로 강돌 , 바닷돌 , 산돌을 가리지 않고 수석 취미가 활성화 될 것이 분명하며 더군다나 요즘 문양석의 아름다움이 새로운 수석 문화를 안내하고 있는 것을 볼 때 서해안의 평안북도 신의주 아래 용암포 까지 바닷돌이 기다리고 있으며 동해로는 함경북도 나진까지 현란(絢爛)한 색깔의 문양석으로 돌향기를 모든 수석인과 함께 공유(公有)하고 향유(享有)할 것으로 자못 기대되는바가 크다고 생각된다.
    

* 용어 해설

1. 화성활동 :  마그마가 생성되고 상승하여 화산암과 심성암을 만드는 모든 활동
2. 고지구 자기 : 지질 시대에 있었던 자기현상, 지질 시대 동안에 지극이 수차례 바뀐 것이 암석에 기록되어 있다.
3. 육괴 : 주로 선캄브리아대의 여러 종류의 암석이 함께 분포하는 큰 땅덩어리
4. 편마암 복합체 :  편마암, 규암, 결정질 석회암 및 편암 등이 심한 습곡 구조를 보이며 함께 분포하는 지역
5. 해침과 해퇴 :  해수면의 수위가 지각 운동 또는 기후 변동으로 높아져 육지가 물에 잠기는 면적이 넓어지면 해침, 수위가 낮아져 육지가 물에 잠기는 면적이 작아지면 해퇴라고 한다.
6. 누층군 :  어느 한정된 지질 시대 동안 여러 지층이 함께 쌓여 있는 전체 지층을 부르는 명칭
7. 변동 :  작은 규모의 조산 운동을 말한다.
8. 현생 이언 : 지질 시대 구분의 가장 큰 단위로 생물의 생존을 나타내는 화석이 많이 나타나는 고생대 이후를 가리킴. 

6. 암석분포

화성암은 주로 고생대 말부터 신생대 초에 이르는 기간 동안에 있었던 3차례의 화성활동 주기를 통해 생성되었으며(Park, 2012), 그중의 절대 다수는 쥬라기에서 백악기 초에 걸쳐 있었던 대보조산운동에 의한 대보화강암과 백악기에서 제3기 초에 있었던 불국사변동에 의한 불국사화강암으로 구성되어 있다(Kim, 1970a; Jeong and Chang, 1996). 두 화성암체의 대부분은 화강암으로 구성되며 화강암의 많은 부분은 흑운모화강암인 것으로 나타나고 있다. 대보화강암은 북북동-남남서 방향의 큰 구조선을 따라서 대상으로 관입한 등립상 중립질-조립질의 흑운모화강암 또는 화강섬록암이다. 불국사화강암은 북동-남서방향과 북북동-남남서 방향의 구조선을 따라서 관입한 등립상 중립질-세립질 흑운모화강암, 또는 화강섬록암(Geological Society of Korea, 1999)으로서 대보화강암에 비하여 대상 분포의 경향이 약하고 공간적으로는 경상분지에 집중 분포하는 점 등에서 차이를 보인다. 대보화강암의 주성분 광물은 석영, 사장석, 알칼리장석, 흑운모, 각섬석, 백운모이며 불국사화강암은 석영, 알칼리장석, 사장석, 각섬석, 흑운모 등이 주성분으로 알려지고 있다(Geological Society of Korea, 1999).

변성암은 가장 오랜 지질역사를 가지며 이후의 모든 화성암, 퇴적암의 기반을 형성할 뿐만 아니라, 국토의 절반 이상을 차지하는 넓은 분포를 보인다. 변성암 분포는 주로 경기육괴, 영남육괴, 그리고 옥천대(또는 옥천변성대)로 구분하여 설명된다(Kim, 1970a; Kang, 2012). 경기육괴는 낭림육괴 남측의 경기지역을 중심으로 강원, 충청 지역에 이르러 옥천대와 접하는 북북동-남남서 방향으로 연결되는 선캠브리아기의 변성암과 이를 관입한 백악기 이전의 화강암 분포지에 해당한다. 영남육괴는 옥천대와 경계를 이루는 강원 남부지역에서 소백산으로 연결되는 북북동-남남서 방향의 선캠브리아기 변성암의 주 분포 지역으로서 동남쪽으로 경상분지와 접하고 있다. 영남육괴의 분포지역이 대부분 소백산맥 지역에 해당되므로 소백산육괴(Lee, 1973)라고도 불린다. 경기육괴와 영남육괴를 분리하고 있는 옥천대의 중심은 충주와 대전의 남부 지역을 통과하고 있다.

경기육괴와 영남육괴 모두 편마암복합체, 편암복합체, 화강암질암으로 주로 구성되며 양 육괴간의 암상 차이는 크지 않는 것으로 보고된다(Geological Society of Korea, 1999). Kim (1970a)은 두 육괴간의 층서대비가 가능하다는 관점에서, Lee (1973)는 두 육괴 모두 결정질 편마암류의 범주를 벗어나지 않는다는 관점에서 두 육괴가 동일지괴인 것으로 판단하였다. Kihm et al. (2010)은 두 육괴가 동일한 지괴에 속하거나 최소한 고생대 초까지는 두 육괴가 동일한 지괴였던 것으로 보았다. Kim et al. (2003)은 두 육괴에서 가장 오래된 퇴적층의 형성시기가 약 19억년으로 일치하는 반면 신원생대 화성활동에서는 상이한 점을 들어 1,870 Ma를 기준으로 그 이전에는 동일한 지체구조적 역사를 가졌으나 이후에는 다른 역사를 가진 것으로 보고하였다. Park et al. (2006)은 두 지괴의 분리 이후의 지구조적 환경변천사가 동일하지 않을 가능성을 제시하였으며, Lee et al. (2010) 또한 화강암체의 연대 분포가 상당히 다르다는 관점에서 두 육괴에서의 지구조적 환경이 다를 수 있음을 보고했다.

605개의 시추공 감마검층자료로부터 한반도 남쪽에서의 전체성분 감마강도 분포를 구했다. 그 결과, 20 API 미만의 낮은 감마값부터 700 API에 이르는 높은 감마값까지 나타났다. 감마강도 분포는 지역마다 상대적인 높은 감마와 낮은 감마가 공존하고 있어 복잡한 양상을 보이지만 대체로 경기 중북부, 강원 북부, 충청도, 전라도 지역에서 높은 감마값이 우세한 반면에 경상도와 강원 남부 지역에서는 낮은 감마값이 나타나는 양상을 보인다. 이와 같은 분포는 남한지역의 감마분포를 태백-단양-하동 선을 경계로 동측의 낮은 감마와 서측의 높은 감마분포로 구분할 수 있게 한다. 이 차이는 일차적으로, 서측에 높은 감마지질인 화성암과 변성암이 분포하고 동측에는 낮은 감마지질인 퇴적암이 넓게 분포하기 때문에 생긴 결과이지만, 동측 권역에 주로 분포하는 불국사화강암의 감마강도가 서측 권역의 대보화강암에 비해 현저히 낮아서 만들어진 결과이기도 하다.

불국사화강암과 대보화강암 사이에 나타난 큰 감마강도 차이는 먼저 두 화강암체의 광물 및 지화학적 조성 차이에서 그 원인을 찾을 수 있다. 특히 두 화강암에 있어서의 K성분을 중심으로 한 지화학적 조성 차이(Cho et al., 1998; Lee and Kim, 2012)는 칼륨 자체가 방사성원소이며 다른 방사성원소와의 친화성까지 좋은 점을 감안할 때 제시된 감마강도의 차이를 설명할 수 있는 하나의 중요한 요인이 될 것으로 보인다.

또 한편으로는 대보화강암을 형성시킨 마그마가 불국사화강암을 형성시킨 마그마에 비해 고방사성이라는 가정도 가능하다. 여기에는 대보화강암이 0.708을 상회하는 비교적 높은 Sr초생값에 주로 S 타입의 화강암인 반면에 불국사화강암은 Sr초생값이 기준값에 미치지 못하는 낮은 값이며 주로 I 타입 화강암으로 나타나는 연구 결과들(Kim and Shin, 1990; Geological Society of Korea, 1999)이 좋은 연관성을 보인다. 뿐만 아니라 미량원소나 희토류원소의 분포 경향과 노름광물의 삼각도점시 결과 등(Lee et al., 1987; Geological Society of Korea, 1999)이 대보화강암이 조산대 및 주변암석의 심한 혼화작용의 산물인 반면에 불국사화강암은 현무암질 암석으로부터의 분화되었음을 시사하고 있음도 매우 고무적이다. 사실 맨틀과 지각, 해양과 대륙지각 간의 현저한 방사능 함량 차를 감안할 때, 기원이 맨틀인지 지각인지의 문제는 그 화성암체 전체의 감마강도 결정에서 크게 영향을 미치는 요인이 될 수 있다. 따라서 대보화강암과 불국사화강암 간의 감마강도 비는 대보화강암이 지각기원에 가까운 반면 불국사화강암은 맨틀 또는 하부지각 기원에 가까운 것으로 본 해석(Geological Society of Korea, 1999)과 좋은 일치를 보인다.

그러나 감마강도 차이가 대보화강암과 불국사화강암 간의 비교에서보다도 대보화강암을 대상으로 한 육괴별 비교에서 더 크게 나타났음은 근원마그마의 특성에 대한 고려를 매우 복잡하게 만든다. 대보화강암의 마그마 특성에 대한 육괴별 구분 및 관입환경의 차이까지 고려해야 함을 시사한다. 관입환경 중에서는 근원마그마의 이동거리, 피관입암과의 상호작용(interaction), 관입암체의 규모 등이 고려 요소가 될 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 태평양판과의 거리가 증가하는 영남육괴, 옥천대, 경기육괴의 순서가 바로 감마강도의 순서와 일치하는 현상이 가진 지질학적 의미도 흥미로울 수 있다. 높은 감마의 경기육괴 화강암이 큰 규모의 저반 형태를 보이는 반면에 낮은 감마인 영남육괴 및 경상분지 내 화강암이 주로 작은 규모의 암주형태로 분포하고 있는 현상 또한 관입암체의 규모가 미치는 영향을 가리키는 것으로 해석할 수도 있겠다. 화성암체의 관입 규모는 주변 모암과의 방사성물질의 교환(Stuckless and Nkomo, 1978)의 용이성과 직결될 수 있기 때문이다. 영남육괴에서 관입암과 피관입암의 감마강도가 비슷한 현상까지 감안하면 더욱 복잡한 연립방정식이 된다.

결국 화성암체 또는 육괴별 간의 감마강도 차이에는 여러 영향 요소들이 중첩된 것으로 보아야 할 것이다. 특히 화성암체 내에서의 방사성 물질의 활발한 이동성(Keys, 1979)을 감안하면 각 요소가 어느 정도의 영향을 미쳤는지에 대한 보다 구체적인 논의는 암체별, 육괴별 감마 자료가 더 보강된 이후에 가능할 것이며, 특히 감마선분석검층에 의한 성분별 감마자료가 보충될 후일을 기약해야 할 것으로 보인다.

감마강도 분포가 가진 또 하나의 특성은 태백-단양-하동 선의 서측에서 일관된 방향을 가진 감마이상대가 많이 발견되는 점이다. 이 감마이상대의 방향성은 사용된 감마자료의 밀도를 감안할 때 상당히 강한 방향성이라고 할 수 있으며, 특히 동북동-서남서 방향이 우세한 낮은 감마이상대의 존재가 주목된다. 이 권역에서 지층 분포가 감마이상대의 방향에 크게 영향을 미친 곳은 없어 보인다. 지질분포를 제외하고서 선형적인 방사능 분포를 설명하기 위해서는 방사능 물질의 유동 통로로서의 단층 및 절리의 존재(Stuckless and Nkomo, 1978; Keys, 1979)를 생각하지 않을 수 없다. 더욱이 4개의 낮은 감마이상대 중에서 북쪽에 있는 2개의 낮은 감마이상대는 인접한 단층과 연결될 수 있어 긍정적이다. 남쪽에 있는 2개의 낮은 감마이상대는 단층, 절리의 존재와 직접 연결시키기 어려우나 낮은 감마이상대의 위치가 금-은 광상구의 위치와 좋은 상관을 보여 결과적으로는 열극구조로의 연결 가능성을 높이고 있다.

일반적으로 금속 광상이 형성될 때 중광물과 친화성이 큰 방사능물질의 집적이 함께 이루어짐(Goldsmith, 1966; Keys, 1979)을 감안할 때 열극구조와 연관된 이 상관의 의미가 클 수 있기 때문이다. 광상구의 위치가 높은 감마이상대보다도 낮은 감마이상대와 더 밀접한 상관을 보인 현상에 대해서는 광상이 형성될 때 방사능 물질의 집적이 일어나는 곳이 있다면 주변에 저방사능 특성을 보이는 곳이 더 넓게 존재해야 한다는 논리에다 광상조사와 연관된 감마검층 자료가 없는 자료 특성이 고방사능 분포를 제대로 반영하지 못한 것으로 설명할 수 있겠다. 그러나 이를 뒷받침할 다른 구체적인 자료가 없는 현 상황에서는 가능성만에 의지한 논의의 수준을 벗어나지 못하는 게 사실이며, 향후 연구의 과제로 기대된다.

연구결과를 요약하면 다음과 같다.

1) 한반도의 남쪽 지역에 분포하는 암석의 감마강도는 화성암>변성암>퇴적암의 순으로 값이 낮아지며 평균값에 있어서 화성암과 변성암의 감마강도는 비슷하게 나타났다.

2) 한반도의 남쪽 지역에 분포하는 주요 암석의 감마강도가 확인되었으며 화강암이 평균 147 API 단위로 가장 높고 석회암이 평균 21 API로 가장 낮게 나타났다.

3) 대보화강암과 불국사화강암의 감마강도를 비교한 결과 대보화강암에서 높은 감마값이 나타났다. 흑운모화강암으로 암상을 제한한 경우나 화성암전체로 확대한 경우에서 비슷한 결과가 나타났으며 그 차이는 30~40% 규모에 이른다.

4) 경기육괴와 영남육괴를 비교한 결과에서는 경기육괴가 영남육괴에 비하여 현저하게 높은 감마강도를 보였으며 그 차이는 전체 대보화강암과 불국사화강암 간의 차이보다 크게 나타났다. 이러한 경향은 대보 흑운모화강암만을 대상으로 한 경우나, 대보화강암에 속하는 모든 화성암, 그리고 육괴내의 모든 화성암으로 범위를 넓힌 경우에도 비슷하게 나타났으며, 옥천대는 경기육괴와 영남육괴의 중간에 해당되는 감마강도를 보였다.

5) 화강암에서의 감마강도 차이에는 K성분의 차를 포함한 지화학적 조성 차이를 비롯하여 근원 마그마의 특성 차, 마그마 이동거리, 화강암체의 관입 규모 등이 복합적으로 영향을 미친 것으로 보인다.

6) 한반도 남쪽 지역에서의 감마강도 분포는 태백-단양-하동 선을 경계로 동측의 낮은 감마와 서측에서의 높은 감마로 큰 차이를 보이며 서측의 높은 감마 권역에서는 높은 감마와 상대적인 낮은 감마이상이 일관된 방향성을 가지며 특히 동북동-서남서 방향성이 우세하게 나타난다.

7) 낮은 감마이상대는 금-은 광상구의 위치와 좋은 상관을 보여 낮은 감마이상대가 금속 광상의 탐사 지표가 될 수 있는 가능성을 보인다.