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연일층군
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연일층군(Yeonil Group, 延日層群)은 대한민국 경상북도 포항시 포항 분지에 분포하는 신생대 제3기 마이오세의 퇴적암 지층이다. 천북 역암층, 학전층, 두호층 등 퇴적암 지층으로 구성되며 Vicarya-Anadara 화석군과 같은 식물 및 동물 화석이 많이 산출된다.
개요
요약
관점
연일층군은 포항 분지를 구성하는 지층으로 포항시 시가지와 연일읍, 흥해읍, 청하면 동부, 송라면 동부 지역에 대략 남-북 내지 북북동-남남서 방향으로 분포한다.[1] 연일층군 내에는 식물 화석이 많이 산출된다. 두께 1,000 m 이하의 연일층군은 일반적으로 북동 10~20°의 주향과 동쪽으로 10° 미만의 경사를 보이나 곳에 따라 변하며 대체로 남-북 방향의 축을 가진 완만한 습곡을 보인다.[2] 연일층군에 대한 고지자기 연구 결과 동해의 확장이나 일본 열도의 분리가 연일층군에 구조적으로 별로 영향을 주지 않았을 것으로 해석되었다.[3]
퇴적 환경
연일층군의 퇴적 환경은 일반적으로 온난한 환경으로 해석되지만 지층의 위치에 따른 연구자들의 해석은 다소 다른 결과를 보인다. 포항시 송라면 대전리와 학산동의 연일층군에서 산출된 초미세화석은 퇴적 당시에는 한류가 우세하고 난류가 유입되었던 것으로 해석하였으며[4] 미고생물학연구는 연일층군의 하부는 난류의 영향이 우세한 반면 상부로 갈수록 한류의 영향이 강해지는 환경으로 해석하였으나 식물화석과 화분포자화석 연구는 연일층군의 식물화석을 온난한 기후에 서식하는 식물군으로 해석하였다.[5][6] 규조화석 연구에 의하면 난수종은 하부에서 한수종은 상부에서 우세하게 산출되어 연일층군 퇴적 당시 초기에는 한류와 난류의 영향을 동시에 받았으나 분지가 침강하면서 차츰 한류의 영향을 더 강하게 받은 것으로 해석된다.[7]
화석
윤선(1976)은 연일층군에서 31종의 쌍각류(雙殼類), 1종의 굴족류(掘足類), 9종의 복족류(腹足類) 화석을 기재하였다.[8][9] 윤선과 이상훈(1982)은 천곡사층에서 Vicarya-Anadara 화석 군집을 기재하고 이를 어일 분지의 송전층과 정자 분지의 신현층에 대비하였으며 그 지질시대는 마이오세 중기 초이다.[10] 최덕근 외(1984)는 이동층과 포항층에서 신종 Tasmanites crassipunctatus 그리고 Crassosphaera ariakense 2종의 타스마니티드(Tasmanitids) 화석을 기재하였다.[11] 윤선(1984)은 천곡사층에서 산출된 내만성의 Vicarya-Anadara 및 Vicaryella-Anadara 화석군집 그리고 연안-천해성 Dosinia-Felaniella 화석군집에 기초하여 중기 마이오세에서의 포항 분지의 고(古)해안선을 설정하였다.[12]
지질시대
연일층군의 지질시대는 연체동물, 규조, 유공충, 화분을 비롯한 대형 식물화석과 초미세화석[4]에 의하면 대체로 중기~후기 마이오세로 해석되지만 후기 올리고세 내지 전기 마이오세의 의견도 있다. 한편, 유공충 및 유기질 미화석의 연구에 의한 전기에서 중기 마이오세 또는 규조를 비롯한 미화석에 의한 중기 마이오세의 견해도 있다. 화산암의 절대연대 측정에 의한 연일층군의 연대는 15 Ma로 보고되기도 했다.[13] 김원형(1990)은 포항 분지에서의 시추 자료를 통해 포항 분지 퇴적암의 퇴적률을 1,000년에 6.3 cm인 것으로 계산하였다.[14] 포항 분지 지역에서의 시추 및 삼차원 지질 모델링 결과 -400~800 m 깊이에 기반암인 화산암이 있고 그 위에 연일층군이 차례로 쌓여 있으며 그 대략적인 깊이는 학림층 -600 m, 흥해층 -440 m, 이동층 -270 m, 두호층 -50 m이다. 시추공 분석 결과 사암(3.6%)에 비해 이암(96.4%)이 압도적으로 많다.[15]
석유 부존 가능성
송요헌 외(1987)는 연일층군이 석유의 근원암이 될 가능성을 알아보기 위해 시추공에서 연일층군의 시료를 채취하였다. 연일층군에서 나온 유기물은 주로 해양 플랑크톤 기원이며 육상의 식물에서 기원한 것도 약간 있다. 유기물의 질은 석유 생성에 적합하나 열에 의한 성숙도가 높지 않아 석유가 산출될 가능성은 별로 없는 것으로 드러났다.[16]
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층서
요약
관점
타테이와 이와오(1924)는 왜관에서 대구, 영천, 경주, 포항에 이르는 지역의 지질을 조사하고, 지금의 포항 분지 남부와 장기 분지 지역의 지층을 처음으로 신생대 올리고세의 장기통과 플라이오세 하부 혹은 마이오세의 연일통으로 구분하였다. 포항 분지 전역에 분포하는 연일통(연일층군)은 비화산성의 해성기원 퇴적물로 구성되어 있으며 천북역암과 연일셰일로 구분되었다. 포항 지질도폭(1964)[17]과 청하 지질도폭(1964)[18]에서는 연일층군을 밑에서부터 천북 역암층, 학림층, 흥해층, 이동층, 두호층, 여남층 6개 지층으로 구분하였다. 그러나 그 이후 제안된 연일층군의 층서는 연구자마다 모두 다르며 현재까지도 포괄적 지지를 받는 통일된 층서 체계는 없다. 윤선(1975)은 포항 분지의 제3기 퇴적암을 최하부의 육성층 단구리 역암과 그 위의 해성층 의창층군(義昌層群)으로 나누었으며 의창층군을 밑에서부터 천곡사층, 학전층, 흥해층, 이동층, 두호층으로 구분하였다. 그리고 이들 지층은 초기~중기 마이오세에 해당한다.[19] 윤혜수(1986)는 그전까지 사용되었던 6개 지층을 재조사하여 천북역암, 학전층, 두호층 3개층만 인정하고 나머지 3개 층은 단지 다른 두 지층의 습곡으로 인한 반복 노출이거나 야외에서 식별이 어렵다는 이유로 그 존재를 인정하지 않았다.[20]
천북 역암층 (1924-현재)
천북 역암층(川北 礫巖層, Tertiary Cheonbuk Conglomerate Formation)은 연일층군의 기저 역암층이며 거의 남-북 내지 북동 10°의 주향으로 연일읍 달전리, 흥해읍 대련리와 경주시 강동면 단구리, 흥해읍 덕성리 서부, 청하면 고현리와 서정리 서부, 송라면 상송리, 대전리 동부를 지나 영덕군 남정면 양성리까지 북북동-남남서 방향으로 이어진다.[1] 주로 역암으로 구성되며 사암과 이암을 협재한다. 개형충[22][23], 유공충[24], 패충류[25] 화석이 발견되었다.
단구리 역암층 (1975)
단구리 역암층(丹邱里 礫巖層, Danguri Formation)은 윤선(1975)이 설정한 지층으로 경주시 강동면 단구리를 표식지로 한다. 단구리 역암층은 도음산(382 m) 서측 사면에 분포하고 남측으로 강동면 모서리로 이어진다. 단구리 역암층의 두께는 200~250 m 정도이며 상위의 천곡사층에 의해 비스듬하게 덮힌다.[19]
대진리 역암 (1975)
대진리 역암(大津里 礫巖, Dajinri Conglomerate)은 포항시 장기면 대진리를 표식지로 하는 역암으로 김봉균 외(1975)가 명명하여 연일층군의 지층으로 기재하였다. 대진리 역암은 원마도가 높고 분급이 비교적 양호한 역암으로 구성되며 희미한 층리가 발달하고 사암과 역질사암이 렌즈상으로 협재된다. 지층의 두께는 50~100 m 정도이며 천북 역암층에 대비되는 것으로 추정되나 확실치 않다.[26]
학림층 (1964-1994)
학림층(Tertiary Hakrim Formation, 鶴林層) 연일읍 달전리에서 포항요금소, 대련리 북서부, 학천리, 초곡리 서부, 덕성리 중부, 청하면 서정리 동부와 필화리, 송라면 하송리를 지나 광천리와 화진리까지 이어진다.[1]
포항 지질도폭(1964)에 의하면 천북 역암층 상위에 정합적으로 놓인 지층으로 주로 사암, 역암 및 셰일로 구성되며 백갈색 내지 회백색을 띠고 셰일은 사질인 경우도 있다. 본 지층 하부와 상부에 역암이 많이 협재되며 중부에는 사암과 셰일의 호층(互層)을 이루고 있다. 천북 역암층에 비해 본 지층 내의 역암의 두께는 얇으며 2 m를 넘지 않는다. 지층의 경사는 동쪽으로 10°정도로 완만하다. 흥해읍 매산리에서 다소 탄질물을 협재하는 곳도 있으나 연속성은 없다. 지층의 두께는 100 m 내외이며 흥해읍 학천리-대련리 지역에서 분포지의 폭이 가장 넓고 그 남북으로 갈수록 지층 분포지의 폭이 좁아지는데 이는 지층의 완만한 습곡에 기인한다.[17]
청하 지질도폭(1968)에 의하면 천북 역암층 상위에 정합적으로 놓인 지층으로 회백색, 황백색의 역암, 사암 및 셰일로 구성되며 청하면 미남리, 송라면 조사리, 방석리 등에서 지경동 화산암류를 덮으며 청하면 하대리에서는 흥해층에 의해 정합적으로 덮인다. 본 지층의 일반적인 주향은 북동 10° 경사는 남동 5~10°이나 주향은 북서 5°에 서쪽으로 10°경사하는 부분도 있다. 본 지층에서는 화석이 발견되지 않았으며 지층의 두께는 약 80 m 정도이다.[18]
허민 외(1994)는 경주시 천북면 물천리에 17 m 두께로 드러난 학림층에서 Acanthocythereis mutsuensis (Ishizaki, 1971, 31개체),Kotoracythere sp. (42개체), Spinileberis (16개체), Trachyleberis niitsumai (Ishizaki, 1971, 9개체), 총 104개체의 화석을 산출하였다.[23]
흥해층
흥해층(Tertiary Heunhae Formation, 興海層)은 연일읍 학전리 동부에서 대련리 중부, 학천리 동부, 초곡리 동부, 덕장리, 청하면 고현리까지 북북동-남남서 방향으로 분포한다.[1]
포항 지질도폭(1964)에 의하면 학림층 상위에 정합적으로 놓인 지층으로 주로 사암과 이암 및 협소한 역암과 셰일로 구성되며 대체로 학림층보다 더 백색을 띤다. 학림층보다 셰일과 역암이 급격히 감소하는 대신 이암의 출현이 현저하다. 흥해층 하부에는 이암과 셰일이 많으며 중부에는 사암이 그리고 상부에는 이암과 셰일이 많다. 흥해층의 두께는 120 m 정도이며 동쪽으로 10°정도 경사한다. 흥해 서남방 약 2 km 지역에서는 유공충의 화석이 산출된다.[17]
청하 지질도폭(1968)에 의하면 주로 이암 및 사암으로 구성되며 학림층의 것보다 더 백색에 가까운 황백색을 띤다. 간혹 두께 10 cm 내외의 역암층이 사암 및 이암층 중에 협재되기도 한다. 그 암상으로 보아 학림층과 구분이 어렵다. 흥해층의 주향은 북동 5~8°, 경사는 남동 10°내외의 완만한 지층이며 두께는 40~50 m 정도이다.[18]
이동층 (1964-1975)
경상북도 포항시 청하면 이가리 산 22-4
이동층(Tertiary Edong formation, 梨洞層)은 이동 (포항시)에서 그 이름이 유래되었으며, 지곡동과 이동에서 대련리 동부, 흥해읍 남송리와 곡강리, 청하면 이가리 지역에서 대략 북북동 방향으로 분포한다.[1] 포항 지질도폭(1964)에 의하면 흥해층 상위에 분포하는 이 지층은 갈색~백갈색을 띠고 학림층과 비슷한 색깔을 나타낸다. 역암은 거의 없고 이암이 압도적이며 본 층 하부에는 셰일과 사암의 호층을 이루고 있으나 중부에서는 이암이 80 m나 단속(斷續)되며 상부에서는 주로 이암과 셰일의 호층을 이루고 있다. 이동층의 두께는 150 m 정도로 이동, 지곡동 지역에서 분포가 넓고 북쪽으로 갈수록 좁아진다. 지층의 경사는 완만하여 (남)동쪽으로 10°정도이다. 유공충 화석과 식물 화석이 산출된다. 이동층 최상부 두호층과의 경계 부근에서는 역암이 나타난다.[17] 청하 지질도폭(1964)에 의하면 흥해층 상부에 정합적으로 놓이며 니암 및 역암으로 구성된다. 암석의 색은 흥해층과 별 차이 없으며 역암이 흥해층보다 우세해진다. 대체로 북동 주향과 남동 경사를 보이며 지층의 두께는 40 m 정도이다.[18]
천곡사층 (1975)
천곡사층(泉谷寺層, Cheongogsa Formation)은 윤선(1975)이 설정한 지층으로 포항시 흥해읍 학천리, 도음산 북동측의 천곡사를 중심으로 흥해읍 매산리에서 경주시 천북면 물천리까지 분포한다. 천곡사층은 역암과 사암, 이암층이 교호하며 이에 따라 윤선은 천곡사층을 보문지, 도음산, 달전 교호층원(Alternation member)으로 구분하였다. 천곡사층의 최대 두께는 850 m로 측정되었다. 천곡사층에서는 많은 연체동물 화석이 산출되었다.[19] 윤선과 이상훈(1982)은 영덕군 남정면 부경리 천곡사층 달전 교호층원에서 Vicarya-Anadara 화석 군집의 Anadara (Hataiacara) kakehataensis (Hatai and Nisiyama), Megaxinus (s.s.) khataii (Otaka), Trapezium (Neotrapezium) cheonbugensis (Yoon), Vicarya (Shoshiroia) callosa japonica (Yabe and Hatai) 화석을 산출하였고, Vicarya-Anadara 화석 군집이 산출되는 연일층군 천곡사층, 어일 분지 송전층, 정자 분지 신현층은 서로 대비되며 그 지질시대는 신생대 제3기 마이오세 중기에 해당한다고 설명하였다.[10]
학전층 (1986-현재)
학전층(Hagjeon Formation)은 천북 역암층을 정합으로 덮으며 흥해층, 이동층 및 천곡사층 등 기존의 지층들을 통합한 지층으로 두께는 약 280~400 m이다. 주로 (암)회색의 사암과 이암으로 구성되며 상부에는 가끔 분급이 불량한 역암이 렌즈상으로 협재된다. 전반적으로 사암 및 이암의 층리는 매우 불량하며 전체적인 암상의 수평적, 수직적 변화가 심하여 지층의 연속성을 확인하기가 쉽지 않다.[6]
두호층 (1964-현재)
두호층(Tertiary Duho formation, 斗湖層)은 두호동에서 그 이름이 유래되었으며 용흥동과 우현동, 학산동, 창포동, 장성동 중서부, 두호동, 양덕동 동부, 흥해읍 용한리 서부에 분포한다. 이동층을 정합으로 덮으며 이암, 셰일 및 사암의 호층으로 구성되며 암석의 색은 흥해층과 비슷하게 전반적으로 백색을 더 띠는 백갈색이다. 본 층 상부에는 때때로 담갈색을 띠는 이암도 보인다. 지층의 두께는 150~200 m 으로 연일층군의 다른 지층들과 거의 같은 주향과 경사를 보이나 부분적으로 향사 습곡 구조를 보이는 곳도 있다. 본 지층 중부에 두께 1 m 내외의 역암이 불연속적으로 협재되기도 한다.[1]
여남층 (1964-1986)
여남층(Tertiary Yeonam formation, 汝南層)은 여남동에서 그 이름이 유래되었으며 여남동과 흥해읍 용한리 동부와 우목리에 소규모 분포한다. 이암과 셰일, 사암으로 구성되며 셰일은 판상(板狀)이고 사질인 경우도 있다. 대체로 본 층의 상하부에서는 다소 녹색을 띤 셰일이 발달하며 중부는 이암이 지배적이다. 타 지층에 비하여 담녹색을 띠는 것이 많고 패류(貝類) 화석이 유공충, 식물 화석과 같이 산출된다. 또한 층리면이 비교적 잘 발달되어 있다. 지층은 대체로 남동쪽으로 10°정도 경사한다.[17] 포항시 여남동의 포항해상스카이워크 동쪽 해안길에는 사진과 같이 여남층의 노두가 대규모로 드러나 있으며 여남층의 황백색 이암과 셰일 등의 전석(轉石)이 대량으로 있다.
중흥동층 (2012-)
중흥동층(Tertiary Jungheungdong formation)은 포항시 동해면 흥환리와 호미곶면 구만리의 영일만 해안을 따라 흩어져 분포하며, 연일 현무암 혹은 눌대리 응회암을 부정합으로 덮는다. 중흥동층은 역암, 사암과 이암이 교호하며 층리가 발달하고 연녹색 내지 황록색을 띤다. 자갈의 종류는 대부분 암회색 현무암이며 드물게 응회암, 안산암, 사암을 포함한다.[28]
달전 현무암
달전 현무암(Qba; Daljeon basalt)은 연일읍 학전리와 달전리 일부 지역에 분포하는 현무암이며 포항 달전리 주상절리가 바로 이 암석 중에 발달한다. 달전저수지 남서쪽과 남쪽에서는 암맥상 분포를 보이는데 판상 절리와 구상(球狀) 절리가 발달되어 있으며 간혹 표면이 다공질(多孔質)인 것도 볼 수 있다. 암석은 (암)흑색을 띠며 미정질(微晶質)이고 매우 치밀하다. 현미경 하에서 반상 구조(porphyritic texture)를 보인다.[17] 이 암석은 포항도폭(1964)에서 신생대 제4기의 암석으로 분류되었으나 40Ar/39Ar 동위연소 연대측정 결과, 현무암의 관입 연대는 등시선 연대에 근거하여 신생대 마이오세인 13.82 Ma으로 판단된다.[29]
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같이 보기
각주
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