야외지질조사

야외지질조사(野外地質調査, Geologic Field Survey, Outdoor geological survey)는 지질학자들이 특정한 지역에서 자연 상태의 암석과 지층을 직접 관찰하고 자료를 수집하는 야외 활동을 지칭한다. 야외지질조사는 지질학에서 실내 실험이나 분석만으로는 얻기 힘든 현장 정보를 파악하는 데 필수적이다. 야외지질조사의 주요 목적은 특정 지역의 지질 구조, 암석의 종류와 분포를 조사하고 이를 토대로 지질도를 작성하며 해당 지역의 지질을 종합적으로 이해하는 것이며, 궁극적으로는 지구의 역사를 구명하는 것이다. 야외지질조사를 통해 얻은 데이터는 지질도를 작성하거나, 광물자원을 탐사하고, 지진이나 산사태와 같은 지질재해를 예측하는 데 활용된다.^[1][2]

태백시 동점동 태백고생대자연사박물관 앞 황지천 하상에 드러난 고생대 조선 누층군 직운산층의 노두는 다량의 화석이 산출되어 야외지질조사의 대상이 된다.

개요

지구과학 분야에서는 야외 실습을 강조하나, 지구과학적 사실의 암기만을 요구하는 교육의 문제점은 오래전부터 제기되어 왔다. 대한민국의 경우 고등학교 이하 지구과학 과목에서는 입시 위주의 교육 환경, 행정적 지원 미흡, 전문 인력 부재 등의 문제로 야외지질조사가 충분히 수행되지 않고 있다. 광물이나 암석 감별, 단층이나 습곡과 같은 지질구조는 모형만으로는 완전히 학습할 수 없고 야외에서의 실제 산출(產出) 상태를 직접 관찰하여야 확실한 판별을 할 수 있다.^[1][3]

준비물

일반적인 야외지질조사의 준비물은 다음과 같다.^[2][4]

안전 장비

노두는 보통 깊은 산 속이나 절벽, 계곡, 해안가에 위치한다. 낙석이나 추락에 대비해 헬멧, 안전화, 장갑, 등산복 등 보호 장구를 갖춰야 한다.

측정 장비

클리노미터(Clinometer)는 주로 퇴적암 지층의 경사각과 방향을 측정하는 데 사용되며, 줄자 등 휴대용 거리 측정기는 지층의 두께나 거리를 재는 데 유용하다. 클리노미터(Clinometer)는 지층의 자세를 나타내는 주향(strike)과 경사(dip)를 측정하는 도구이다. 주향은 지층면과 수평면이 만나는 선의 방위각을 의미한다. 클리노미터의 긴 모서리를 지층면에 수평하게 놓은 후, 나침반 바늘이 가리키는 방향을 읽어 기록한다. 경사는 지층면이 수평면과 이루는 최대 각도를 의미한다. 클리노미터의 짧은 모서리를 지층면에 수직하게 놓은 후, 각도계의 눈금을 읽어 기록한다. 경사각과 함께 경사 방향(지층이 기울어진 방향)도 반드시 기록해야 한다. 예를 들어, N30E/45NW와 같이 주향과 경사를 함께 표기한다.

암석 채취 도구

지질망치(Geologist's hammer)는 암석의 시료나 화석을 채취하고 깨뜨리는 데 사용된다. 일반적인 망치와 달리 끝 부분이 뾰족하게 생겼다.

지질망치

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  변성암과 페그마타이트 위에 놓여 있는 지질학 망치
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기록 장비

야외 수첩, 필기도구, 카메라, GPS는 현장에서의 관찰 내용을 정확히 기록하고 위치 정보를 남기는 데 필요하다. 지질학 논문에서는 암석의 사진과 함께 해당 사진의 위치 정보와 좌표 등을 기재한다. 현대에는 휴대용 스마트 기기의 카메라 및 GPS와 같은 장비의 발달로 기록과 정보 수집이 용이해졌다.^[5]

기타

지형도 또는 지질도, 나침반, 암석 표본이나 화석을 담을 주머니/봉투, 응급처치 키트 등을 소지한다.

노두 조사

 노두 문서를 참고하십시오.

노두(Outcrop)는 지표에 드러난 암석을 의미하며, 야외지질조사의 핵심 대상이다. 암석의 색깔, 조암 광물의 종류와 구성 물질, 조직, 화석의 유무, 기타 특징을 참고하여 암석을 퇴적암, 변성암, 화성암으로 구분하며^[1], 암석 종류에 따라 관찰 방법이 달라진다. 풍화 작용을 받은 암석은 변색되므로 풍화가 심한 암석은 지질망치로 암석의 일부를 파괴하여 그 속의 신선한 면을 관찰하여야 한다.^[1]

퇴적암

조선 누층군 막골층의 연흔 구조는 퇴적 당시의 환경을 지시한다.

퇴적암 노두는 층리나 연흔, 건열, 사층리 등 퇴적 구조(sedimentary structure)를 중점적으로 관찰한다. 층리의 두께, 색상, 입자 크기 변화 등을 기록하면 퇴적 환경을 유추할 수 있다. 연흔과 건열, 사층리는 퇴적암이 퇴적될 당시의 퇴적 환경을 알려주는 중요한 단서가 된다. 일반적으로 화석은 퇴적암에서만 발견되기 때문에 노두가 퇴적암으로 확정되면 화석의 유무 여부도 판별한다.

단층이나 습곡, 암맥과 같은 구조는 퇴적암 노두에서 더 인지하기 쉽다. 대개 괴상인 변성암이나 화성암과 달리 대부분의 퇴적암은 줄무늬(층리)가 선명하기 때문이다.

변성암

변성 작용으로 형성된 변성암은 엽리나 편마 구조(gneissic structure)와 같은 구조적 특징을 관찰한다. 엽리의 방향과 경사, 엽리를 구성하는 광물의 종류와 배열 상태를 기록한다.

화성암

마그마가 굳어 형성된 화성암은 암석 내의 광물 결정의 크기(결정질 조직), 종류, 절리의 방향과 경사 등을 관찰한다. 암맥이나 관입암의 경우 주변 암석과의 관계를 파악하여 선후 관계를 조사한다.

지질도

 이 부분의 본문은 지질도입니다.

지질도(Geologic map)는 특정 지역의 지질 정보를 시각적으로 표현한 지도이다. 야외에서 측정한 지층의 주향, 경사, 암석 종류, 경계 등을 야외 수첩이나 미리 준비된 지도에 직접 기록하면서 작성한다. 여러 노두에서 얻은 데이터를 종합하여 지층의 연속성과 지질 구조를 파악하고, 이를 바탕으로 최종 지질도를 완성한다. 지질도는 다양한 색상과 기호를 사용하여 암석의 종류와 분포를 나타내며, 지층의 경계선을 명확하게 표시한다.^[1]

사진 촬영

야외지질조사 시 현장 사진은 중요한 시각적 기록 자료가 된다. 노두의 전체적인 모습, 단층, 습곡, 암맥 등 핵심적인 지질 구조, 특징적인 암석 표면 등을 촬영한다. 사진을 촬영할 때는 축척을 가늠할 수 있도록 지질학 망치, 줄자, 클리노미터 등 크기를 알 수 있는 다른 측정 도구를 함께 두는 것이 좋다. 사진에 찍힌 대상의 방위(동서남북)와 정확한 위치(GPS 좌표)를 기록하는 것도 중요하다.

실제 사례

지질학자들이 논문이나 보고서를 작성함에 있어서 야외지질조사는 주로 지질도 작성과 화석 발견을 목적으로 하지만, 광물자원을 탐사하거나 지하에 숨어 있는 단층의 흔적을 찾을 때도 야외지질조사를 수행한다.

지질도 작성

임보성 외(2025)는 강원특별자치도 동해시·삼척시의 신생대 제3기 북평 분지를 대상으로 야외지질조사를 수행하여 상세한 지질도를 작성하였고, 동해시 동부 지역에서는 분지 퇴적암과 기반암의 부정합 경계를, 삼척시 미로면 사둔리 지역에서 분지 경계 단층의 노두를 발견하여, 북평 분지 동측은 기반암인 조선 누층군을 분지 퇴적암이 부정합으로 덮는 반지구(half-graben) 형태의 구조로 해석하였다.^[6][7]

지하자원 탐사

한국지질자원연구원(2013)은 경상 분지 내 셰일가스의 부존 가능성을 조사하면서, 낙동층과 진주층의 셰일의 분포와 셰일가스 부존 유망성을 평가하기 위해 경상 분지 남부 지역에서 야외지질조사를 실시하여 18개의 노두와 좌표, 암상, 지층을 기재하고 시료를 채취하였다.^[8]

단층의 노두

양산 단층, 금왕 단층과 같은 수백 km의 연장을 보이는 대규모 단층들은 대개 지하 수 킬로미터 깊이에 숨어 있어 인지하기 어렵지만, 대규모 단층대가 지나는 곳에서는 주변의 암석 노두에서 단층핵, 단층비지, 단층파쇄대 등 단층과 관련된 구조가 나타나 야외지질조사의 대상이 된다. 천영범(2018)은 경상 분지 의성소분지 가음 단층을 대상으로 야외지질조사를 수행하여, 신녕 단층과 관련된 6개의 단층 노두를 보고하였다.^[9]