지층의 연속성과 불연속성

[아이돌동근]

지층을 이루는 암석을 퇴적암이라고 한다. 물 밑에서 퇴적한 지층을 수성층(水成層)이라 하는데, 이는 다시 퇴적층이 생긴 장소가 어디냐에 따라서 해성층(海成層)·호성층(湖成層)·하성층(河成層)으로 나뉜다. 이에 비해 지표면에서 생긴 지층을 풍성층(風成層)이라고 한다. 지층은 그것이 형성된 뒤 긴 시간을 거쳐 지각변동이나 침식작용으로 지표면에 노출되어 눈에 띄게 된다. 해저에 퇴적하여 생긴 지층이 지표 가까이 존재하는 것은 지반의 융기 등 지각변동이 있었다는 증거이며, 따라서 지층을 조사하면 과거에 어떤 지각변동이 있었는지 알 수 있다.

1. 구조
지층의 기본 단위를 단층(單層)이라고 하며, 단층과 단층의 경계면을 층리면(層理面) 또는 지층면, 그것이 단면에 나타난 것을 층리라고 한다. 또한 단층을 구성하는 것은 가는 입자가 배열된 엽층(葉層)이며, 엽층이 단면에 나타난 것을 엽리(葉理)라고 한다.

안정된 해저에 모래와 같은 물질이 다른 곳으로부터 공급되면, 그 모래는 해저의 얕은 층으로 퍼지고 침적하여 엽층을 만든다. 엽층은 차례로 겹쳐서 쌓이는데 대부분 그 과정이 대부분 불안정하여, 파랑이나 해류의 영향으로 다른 곳으로 운반되거나 침적되는 일을 되풀이 한다. 그러나 해저가 침강(沈降)하여 파랑이나 해류의 영향이 없어지면, 엽층은 더이상 운반되지 않고 다음 퇴적물에 덮인다. 이리하여 몇 개의 단층이 형성된다.

같은 물질로 된 단층들이 쌓인 것을 부층(部層)이라 하며, 다시 다른 물질의 여러 부층이 쌓인 것을 누층(累層)이라고 한다. 누층과 누층의 경계는 퇴적환경의 변화, 또는 시간간극이 적은 부정합(不整合)으로 나타나는 일이 많다. 또 누층의 집합을 층군(層群), 층군의 집합을 누층군이라고 한다. 층군이나 누층군의 경계는 시간간극이 큰 부정합, 즉 그 사이에 지각변동이 일어난 경우에 나타난다.

2. 정합과 부정합
어떤 지역에서 지층이 연속적으로 퇴적되어 있고, 지층 사이에 큰 시간간격이 없는 경우 이들 지층의 관계를 정합이라고 한다. 물론 이들 지층 사이에 근소한 시간적 간격을 의미하는 퇴적이 전혀 없다거나, 다소의 침식이 나타나지 않는 것은 아니지만, 긴 지질시대에서는 이를 무시할 수 있다. 한편, 어떤 지층이 형성된 후 지각변동 등으로 크게 침식되고, 후에 그 위에 다시 지층이 형성된 경우, 이들 지층의 관계를 부정합이라 한다. 따라서 어떤 지층 사이에 부정합이 나타나면, 상하의 두 지층 사이에는 상당한 시간간격이 있음을 의미한다. 이를 부정합의 법칙이라 한다.

3. 연속성과 불연속성
지층은 일반적으로 한 지역에서 짧은 시간 동안에 시간적으로 연속성을 보이지만, 이 경우도 조금 멀리 떨어진 지역과는 연속성이 잘 일치하지 않는다. 따라서 이 경우에는 서로 간의 동시성을 인정할 수 있는 퇴적물 조성의 특징을 살피거나, 광범위하게 분포된 공통의 단층(예:화산회층)을 찾아서 이를 기준으로 멀리 떨어진 지층 간에 연속성을 확인해야 한다. 이와 같이 거리상으로 서로 떨어진 지층 간의 연속성을 확인하는 작업을 지층의 대비(對比)라고 하며, 지층의 대비의 기준이 되는 단층을 건층(鍵層)이라고 한다.


4. 지층누중의 법칙
일련의 지층에서 위쪽 지층이 아래쪽 지층보다 나중에 만들어진다는 법칙이다. 1669년 N.스테노가 밝힌 이 단순한 법칙은 지층의 상대적인 생성순서를 밝혀 주었다. 또한 18세기 말에는 모든 지층은 그 생성시기에 따라서 포함되는 화석(化石)의 종류가 다르다는 것이 밝혀졌는데, W.스미스는 이를 역으로 이용하여 멀리 떨어진 지역간의 지층이 같은 종류의 화석을 함유하고 있으면 서로 같은 시기에 생성된 지층이라는 새로운 지층의 동정(同定) 방법을 확립하였다. 이를 동물군 천이의 법칙이라 한다.

5. 자원으로서의 지층
지질시대 동안 형성된 지층 속에는 인간생활에 없어서는 안 될 석탄·석유·석회암 등 많은 자원이 함유되어 있다. 석탄은 주로 고생대 석탄기의 식물들이 대규모로 땅속에 묻혀 생긴 것이다. 석유 역시 신생대 제3기의 바다생물의 유해가 쌓여서 만들어진 것으로, 인간은 지하 깊숙한 지층으로부터 이것을 퍼올려 사용한다. 시멘트의 원료인 석회암 역시 고생대 지층에서 나타난다. 그 밖에도 지층에는 여러 가지 자원이 함유되어 있다.