2018 전국지질관련학과 연합학술대회 및 필드캠프 소감문

부경대학교 지구환경과학과

권오상

 
 작년에 처음으로 전국지질관련학과 연합학술대회 및 필드캠프에 참석해보았는데 배운 것이 많았고, 재미있었기에 올해 신청서를 받고 주저 없이 신청했다. 올해의 필드지역은 태백이었다. 부산에 위치하고 있는 부경대학교에서 태백까지 버스를 타고 5시간을 달려 태백에 도착하였다. 첫 날의 일정은 학술대회였다. 학술대회는 각 학교에서 한명씩 연구하고 있는, 연구했던 주제로 발표를 진행하는 형식이었다. 작년에 발표하는 것을 보고 기회가 되면 발표를 해보고 싶다는 생각을 했었는데, 올해 기회가 되어서 ‘활성단층의 이해 및 연구방법’이라는 주제로 발표를 했다. 다른 학교의 학생들이 발표하는 것을 보니 각자의 분야에서 관심을 가지고 열심히 연구하는 것을 알 수 있었다. 그 중 ‘강물로의 해수 침투‘라는 주제로 발표한 이화여대 학생의 발표가 가장 흥미로웠다. 각 학교의 발표가 끝나고 서울대학교 심민섭 교수님의 특강이 진행되었다. ‘퇴적암의 안정동위원소 기록‘이라는 주제로 특강을 해주셨다. 화학을 별로 좋아하지 않는 나의 입장에서 보아도 발표는 굉장히 재미있었고 이해하기 쉬웠다. 어려운 내용을 이해하기 쉽게 잘 설명 해주셨기 때문이라고 생각된다. 이용일 교수님께서는 내일 진행될 필드지역에 대한 설명을 해주셨다. 태백지역에 연구를 많이 하셔서 그런지 아직 필드를 하지 않았는데도 필드를 하고 있는 것처럼 자세하고 이해하기 쉽게 설명을 해 주셨다. 특강을 듣고 나니 고생대 지층을 볼 수 있다는 기대에 필드가 기다려졌다. 첫날의 일정은 마무리 되었고 숙소 배정을 한 후에 저녁식사를 하였다. 숙소는 매우 깔끔했고 공기가 맑고 시원해서 좋았다.

 둘째 날 아침식사 후에 필드가 시작되었다. 필드는 시간관계상 모든 층을 보지는 못했으며, 대표적인 층을 관찰하였다. 태백지역에서 발달하는 조선누층군 순서, 층서 명명 및 층서학적 구분에 대해서 각 학자마다 다소 의견차이가 있으나 일반적으로 Kim et al(2004; 그림 1)이 분류한 층서표가 쓰인다. 첫 번째 사이트에서 기반암을 보았다. 이 지역의 기반암은 홍제사화강암으로 연대는 1,800~2,000 Ma이다. 해당 연대는 선캠브리아(precambrian) 고원생대(paleo-proterozoic)에 해당된다. 홍제사화강암은 심성암으로 심부에서 형성된 후 융기되었고 화강암에 의해 관입되었던 암석 및 관입 이후에 형성된 퇴적물은 풍화되었다는 것을 알 수 있다. 화강암 내부에 전기석(tourmaline)이 들어와 검은색 세맥(vein; 그림 2)을 형성한 것을 관찰 할 수 있었다. 전기석의 기원이 페그마타이트 인지 화강암 형성 이후 열수활동에 의한 산물인지는 확실하지 않다.

 홍제사화강암 위를 조선누층군의 최하부 층인 장산규암층이 부정합으로 덮고 있다. 장산규암층은 유백색의 규암으로 구성되어 있으며, 부분적으로 사층리를 관찰할 수 있다. 또한 장산규암층의 하부는 원마도가 좋은 자갈들로 구성되어 있다. 인접한 곳에서 다른 두 암상이 나타나는 경우에는 부정합, 관입, 단층 등을 생각할 수 있다. 부정합의 종류에는 평행부정합, 경사부정합, 난정합이 있으며, 평행부정합은 부정합면의 상하 지층이 서로 평행한 부정합을 말하며, 경사부정합은 부정합면의 상하 지층이 서로 평행하지 않고 경사진 부정합을 말하며, 난정합은 결정을 가진 암석(심성암, 변성암)위에 퇴적암이 퇴적되어 생성된 부정합이다. 평행부정합, 경사부정합은 퇴적암 경계에서 발달하며, 난정합은 퇴적암과 결정을 가진 암석(심성암, 변성암) 경계에서 발달한다. 따라서 홍제사화강암과 장산규암층의 경계(그림 3)는 난정합이다.

 암회색의 중립질 사암층으로 되어있는 면산층과 암회색의 셰일로 되어있는 묘봉층을 관찰했다. 묘봉층위에 놓여있는 화절층은 셰일과 석회암이 교호하는 양상을 보인다. 석회암은 상대적으로 단단하고, 셰일은 무른 성질이므로 하중이 증가되면 석회암은 깨지고 그 틈을 셰일이 채운다. 이렇게 발달한 노듈상(nodule)의 석회암이 협제된 셰일이 발달하게 되고, 쉽게 녹아내리는 석회암의 용식현상에 의해 마치 벌레가 파먹은 듯이 셰일에 구멍이 뚫린 모습이 나타난다. 충식상 석회암(벌레가 파먹은 모양의 석회암)으로 알려져 있는 이 구조는 nodular limestone(그림 4)이다.

 동점층은 화철층 위에 정합적으로 놓이며 주로 암회색의 중립질로 구성되어 있다. 동점층의 의미는 굉장히 중요하다. 동점층의 하부에 놓여있는 화절층과 상부에 놓여있는 두무골층은 비슷한 암질을 보이므로 구분하기 쉽지 않다. 그러나 화절층과 두무골층 사이에 암질이 다른 동점층이 존재함으로써 삼척층군(samcheok group)의 화절층과 상동층군(sangdong group)의 두무골층을 구분할 수 있다. 또한 동점층에서는 폭풍에 의해서 형성되는 언덕사층리(hummocky cross-stratification; 그림 5)를 관찰 할 수 있다. 따라서 동점층의 일부분이 형성될 당시 폭풍의 환경이었음을 알 수 있다. 화석에는 생물의 몸체가 남아있는 몸체화석과 생물의 몸체는 없지만 살면서 흔적을 남겨놓은 생흔화석이 있다. 생물이 지표나 바닥에서 생활하는데, 생물들이 살기 어려운 조건이 되면 땅속을 파고 들어가게 된다. 파고 들어가는 흔적이 남은 것이 이 층에서 관찰 할 수 있는 굴진구조(burrow; 그림 6)이다. 이를 통해서 퇴적 당시 천해 환경임을 예측가능하며 생물이 살던 당시의 환경을 유추할 수 있다.

 두무골층은 화절층의 암상과 비슷하다. 회색의 석회암 내지 백운석 그리고 셰일이 교호한다.  막골층(그림 7)은 다양한 암질(석회질 이암, 백운석 등)로 이루어져 있다. 석회암 사이에는 얇은 사암과 셰일이 교호하고 있다. 석회암은 따뜻한 물, 깨끗한 물, 얕은 물의 환경에서 존재한다. 그러므로 석회암이 나타나는 지역의 고기후를 추측 할 수 있다. 막골층 하부의 암석은 회색을 띄며 상부로 갈수록 회색을 띄는 암석과 흰색을 띄는 암석이 호층을 이루며, 최상부층은 흰색을 띄고 있다. 조수(tide)환경은 크게 조상대(supratidal), 조간대(intratidal), 조하대(subtidal)로 구분된다. 조상대는 연안의 고조선(high water line) 상부지역으로서 극고조시나 폭풍시에 해수의 영향을 미치는 지역이며, 조상대에서는 유기물이 살기 어려운 조건으로 건열(그림 8), 증발잔류암(그림 9)을 형성한다. 바닷물을 증발시키면 , , , 의 순서대로 결정이 생긴다. 따라서 증발잔류암의 화학성분을 알면 당시에 얼마나 건조했는지 환경을 유추할 수 있다. 조간대는 만조 때 바닷물에 잠기고 간조 때 대기 중에 드러난다. 조하대는 연안의 저조선(low water line) 아래쪽으로 항상 물에 덮여있는 지역이다. 조상대 지역의 층은 흰색을 띄며, 조간대 지역의 층은 회색과 흰색이 호층을 이루며, 조하대 지역의 층은 회색을 띈다. 이를 통해서 이 지역의 해수면이 점점 낮아졌다는 것을 알 수 있다.

 직운산층은 주로 셰일과 석회암으로 이루어져있으며, 하부에는 석회질이 우세하며 상부로 갈수록 이질이 우세해진다. 예전에는 많은 대형화석이 산출되고 관찰할 수 있었다고 하는데, 필드하는 동안에는 많은 화석 중 일부만 관찰 할 수 있었다.

 두위봉층은 석회암과 셰일로 이루어져 있다. 조선누층군 최상부층으로 하부에는 직운산층과 정합관계를 이루며, 상부에는 역암인 평안누층군 만항층과 부정합을 이루고 있다. 두위봉층과 만항층의 연대는 120 Ma 차이난다. 두위봉층 상부에는 hummocky 사층리, ripple 등이 관찰되므로 폭풍의 영향을 받은 해양대지 위에서 퇴적된 것으로 해석되어진다.

 태백지역이 우리나라 고생대층을 볼 수 있는 대표적인 지역이라는 것은 알고 있었지만, 부산에서 거리가 멀어서 태백을 방문하기 어려웠는데 이번 기회를 통해서 필드를 할 수 있어서 좋았다. 연합학술대회 발표 자료를 준비하면서 알고 있던 사실도 다시 정리 해 볼 수 있었고, 여러 논문과 학술지를 찾아보며 다양한 자료를 접할 수 있는 좋은 기회였다. 혼자 공부할 때는 알고 있는 것 같았지만, 발표 예행연습을 하며 말로 설명하려고 하니 머릿속에 있는 지식을 말로 설명하기가 힘들다는 것도 알았다. 많은 사람들 앞에서 발표를 처음 해보아서 많이 긴장을 했는데, 다음에 많은 사람들 앞에서 발표를 한다면 자신감 있게 발표할 수 있는 것 같다. 퇴적학, 고환경 수업시간에 이론으로 배웠던 내용들을 실제로 야외에서 보니 머릿속에 정리가 확실히 되었다. 학교를 부산에서 다니다 보니 주로 경상도지역에서 필드를 했는데, 강원도 지역의 지질과 지질구조들을 볼 수 있어서 좋았다. 매번 필드를 할 때 느끼는 점이지만, 지질학에서 필드는 정말 중요하는 것을 다시 한 번 더 느꼈다. 또한 전국각지에서 지질학을 공부하는 학생들을 만나 교류하고 학술대회를 통해서 다른 학교의 학생들은 어떤 주제를 가지고 공부하고 연구하는지 알 수 있어서 좋았다. 앞으로 이런 학술대회와 필드가 많아지면 좋겠다. 소감문을 통해서 더운 날씨 가운데 열정적으로 안내해주시고 준비하느라 수고하신 이용일 교수님, 심민섭 교수님 그리고 서울대학교 학생여러분에게 감사의 말씀을 드립니다. 그리고 필드동안 귀찮게 질문했음에도 불구하고 친절하고 자세히 설명해주신 교수님들께도 감사의 말씀을 드립니다.​

  그림 1. 태백지역의 조선누층군 층서
 그림 2. 전기석 세맥
 그림 3. 장산층과 홍제사화강암의 난정합
 그림 4. 노듈상 석회암
 그림 5. 언덕사층리
 그림 6. 굴진구조
 그림 7. 막골층 노두의 전경
 그림 8. 건열
 그림 9. 증발잔류암