포항의 퇴적층, 금광동층(2). 금광동층의 암석과 고환경

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포항의 퇴적층, 금광동층(1) 장기층군 연구 역사

에서 이어집니다.

 

선 요약

 

(1). 포항의 금광동층에서 발견되는 암석은 주로 진흙이 굳어져서 만들어진 암석들이다.

(2). 금광동층의 고환경은 호수였다.

(3). 금광동층이 쌓이기 전후로는 화산 활동이 있었다. 그러나 금광동층이 만들어질 당시에는 화산활동이 약하였다.

금광동층에 분포하는 암석

 금광동층은 포항에 있는 포항분지에 속하는 장기층군의 한 지층이다.  장기층군은 신생대 3기 초기 마이오세라고 하던 시기(1천9백4십만 년~1천 6백8십만 년)에 만들어진 층군이다. 따라서 금광동층은 초기 마이오세에 형성된 지층이다.  

 연구팀은 금광동층의 7구역을 조사하였다. 그 결과, 금광동층에서 발견되는 암석은 크게 4가지이다. 셰일(진흙이 층처럼 쌓여서 만들어진, 쪼개지는 특징이 있는 암석), 이암(진흙이 굳어져서 만들어진 암석. 보통 떡처럼 굳어져 있다.). 사암(모래가 굳어져서 만들어진 암석), 그리고 역암(자갈이 뭉쳐 굳어져서 만들어진 암석)으로 나누어진다. 이 중에서 가장 흔한 것은 셰일이다. 금광동층에서 발견되는 셰일은 황갈색, 담갈색, 회색으로 매우 얇게(1mm 미만의 두께) 쪼개지는 특성을 보인다. 이를 박엽층상 셰일이라고 한다. 

 

 이암의 경우 3가지 특성의 이암이 관측되었다.

(1). 셰일과 비슷하게 얇은 덩어리처럼 꺠지는 셰일질 이암

 

(2). 엽층(퇴적물이 쌓이면서 남긴층)구조를 보이는 동시에 실트질(매우 가는 입자로 만들어진 암석)인 특성을 보이는엽층상 실트질 이암. 이 암석은 5cm 내외의 두께로  셰일, 셰일질 이암층 위에 분포한다.

 

(3). 응회질(화산재 성분을 띄는)이암. 이 암석은 응회질 사암 위에 점이적(입자가 작은 암석층 위에 입자가 작은 암석층이 서서히 싸인 구조)관계를 보인다.

 

사암은 응회질 사암이 관측된다. 그중 일부는 조약돌을 포함하기도 한다. 

역암의 경우에도 응회질 역암이 관측된다.

그림.1 금광동층의 암상. 출처-백인성 et al, (2010).

 금광동층에서 발견된 지층중에서 이질암(진흙에 가까운 성분으로 이루어진 암석. 셰일, 이암등이다.)들은 60~80%내외의 높은 규산(이산화 규소와 물의 화합물)함량을 가진 것으로 보인다.이렇게 이질암에서 규산의 함량이 높을 경우에는 다음과 같은 원인이 있다.

 

1. 규조류처럼 규산의 함량이 높은 미생물-이들은 규산을 이용해서 몸을 덮는 껍질을 만든다.-이 대량으로 살아서 그 생물들의 유해로부터 규산이 기원한 경우

 

2. 규산이 많이 함유된 화산에서 분출한 산성 화산재에서 기원한 경우

 

 이 중에서 금광동층의 이질암에서는 규조류같은 규산을 지닌 생물의 유해 등이 발견되지 않았고, 금광동층 하부의 퇴적층에서 산성-중성의 응회암이 발달해 있고, 장기층군의 화산암과 응회암이 흔히 발달한 점으로 연구진은 이질암 속의 규산이 화산에서 기원한 것으로 결론 내렸다.

금광동층에서 역암은 바로 아래 지층인 눌대리응회암의 바로 위 경계면에 위치하며, 그 위로 사암-이암-셰일 순서로 분포하며 간혹 이질암으로 이루어진 퇴적층이 반복적으로 나타난다.

 

옛날 환경은 어떤 모습?

 금광동층을 포함하는 장기층군은 육지에서 만들어진 퇴적층이다. 육지에서 퇴적층이 만들어지는 가장 흔한 경우는 하천이나 호수이다. 금광동층에서 발견되는 암석중에서 가장 흔한 것은 셰일이다. 그림.1에서 보듯이 금광동층의 셰일층이 매우 두껍다. 저 그림에서 검은색이 전부 셰일로 만들어진 지층이다. 이렇게 셰일이 두껍게 쌓여서 지층을 이루는 경우는 보통 호수에서 흔하다. 호수에서 셰일이 만들어지는 방식은 둘로 나누어진다.

 

1.호수의 물이 범람하여서 진흙이 반복적으로 쌓이는 경우

 

2.호수 깊숙한 곳에서 호수에 흘러들어온 진흙이 오랜 시간동안 주기적으로 쌓이는 경우

 

금광동층의 경우에는 건열(바짝 마른 호수나 논에서 보이는 땅이 갈라진 구조)이 없다는 점, 진흙으로 만들어진 층 외에 모래로 만들어진 층이 서로 교호하지 않다는 점으로 금광동층은 깊은 호수에서 진흙이 오랜시간동안 주기적으로 쌓여서 만들어진 것으로 결론을 내렸다.

 

약화된 화산활동

 금광동층의 아래에는 눌대리응회암, 위에는 신정리층이 있다. 눌대리응회암은 응회암으로 이루어진 층으로 이는 화산활동이 강력하였다는 증거이다. 신정리층은 지층을 이루는 암석에서 응회암이나 응회질 사암을 포함하고 있다. 그에 비해서 금광동층의 암석은 호수의 깊은 곳에서 쌓이면서 만들어진 암석이 주를 이루고 있다. 이로 인해서 연구진은 금광동층이 만들어질 당시에는 화산활동이 약화된 상황이었을 것으로 해석하였다.

 

그러면 금광동층에선 어떤 화석이 발견되었을까. 금광동층에서는  곤충, 어류, 식물 화석등이 나온다. 연구진은 여러 종의 식물 화석을 찾아내어 그 화석들을 토대로 금광동층의 고환경과 화석화 과정을 해석하였다.

(다음 편)

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포항의 퇴적층, 금광동층(3) 금광동층의 식물화석

간단요약

 

(1). 금광동층에서는 진흙이 쌓여서 만들어진 암석인 셰일이 주를 이루고 있으며, 그 외에 진흙이  굳어서 만들어진 이암과 모래가 굳어서 만들어진 사암, 자갈이 뭉쳐져서 만들어진 역암이 있다.

 

(2).금광동층이 셰일은 1mm이하의 두께로 쪼개지는 특징이 있다. 이는 호수의 깊은곳에서 만들어진 것으로 보인다.

 

(3).금광동층이 만들어질 당시에 화산활동은 이전 시기보다 약화되었다. 

 

연구 출처-

백인성, 강희철, 김현주, 이호일, 김경식, & 정은경. (2010). 포항지역에 분포하는 장기층군 금광동층: 층서, 산상 및 식물화석층. 지질학회지, 46(6), 535-552.