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제14편 지질과 암석종류의 고찰

高山 | 2009.08.12 14:48 | 공감 0 | 비공감 0

지질과 암석종류의 고찰

 

 1.돌의 생태 이야기

 2.한반도의 地形變化 형성과정

 3.우리나라는 어떻게 형성되었을까

 4.한반도의 地質分布

 5.岩石의 종류

 6.化石의 기초상식

 

돌(巖石)의 생태 이야기

삼라만상의 존재가 바윗돌의 존재로부터 시작되는 것이다. 이렇게 귀중하고 불가결한 존재이지만 돌이 소멸할 것이라고는 꿈에도 생각해 본 일이 없는 인류의 선험적(?)인 신념은 태양의 덕을 까마득히 잊어버린 것처럼 돌의 혜택을 생각조차 못한다. 태양의 따뜻한 광선처럼 넘쳐흐르도록 많기 때문에 돌은 인류의 대우를 받지 못한다기 보다 거의 관심거리가 되지 못하고 있다.

그러나 돌 없이 존재할 것이 무엇인가? 만유인력을 생각해 보자. 무의미한 존재같이 보이는 돌의 존재가 무시될 수 있는 것일까? 돌이 우리 발밑에 큰 덩어리로 모여 있지 않다면 인력을 발휘할 물질이 없을 것이다. 바위는 인력의 근원이다. 우리의 삶의 발판이 될 뿐 아니라 모든 것을 밑으로 잡아당기는 고마운 존재다. 바위가 없다면 인력 없이 상하좌우가 없는 공간만이 도사려 우주는 영원히 무의미하지 않을까?

 

석기시대의 우리 선조들은 우리보다 돌에 대한 관심이 컸고 연구도 컸을 것으로 생각된다. 그들은 맹수를 대적하여 싸우는데 돌을 무기로 삼았다. 또 돌을 생활에 직접 이용했다. 예리한 살촉, 손도끼 등은 선조들의 생존을 허락했다.

 

인류가 돌을 이용하지 못했다면 인류는 청동기시대의 문명에 달하기 전에 멸망해버렸을는지도 모른다. 아직 사용되고 있는 부싯돌도 석기시대부터 인류를 보호해온 유물이다. 돌로 집을 짓고 성벽을 쌓고 흙에 나는 식물을 먹고 동물이 산다.

돌은 아름답다. 돌이 솟아올라 산을 만들고 이에 골짜기가 생겨 절경을 만든다. 금강산과 설악산의 경치는 큰 바위에 섬세하고 때때로 대담한 자연의 손이 조각하여 만들어진 것이다. 바위의 인력은 하늘에서 비를 내리게 하고 지표를 강으로 흐르게 하여 자신을 조각케 하였다.

 

산수화는 바윗돌의 기묘, 장엄함고 평화로운 물과의 조화를 강조한 그림이 아닐까? 돌은 굳고 부동의 자세를 갖기 때문에 아름답다. 움직이는 초목과 유수에 대하여 강한 대조가 된다. 웅장한 바위는 우리를 위압하여 숭배의 念을 강요한다. 원시인들이 큰 바위를 무서워하고 신이 그 속에 있는 것으로 생각했는데 우리도 큰 바위 밑으로 접근할 때에는 두려움을 느끼고 멀리 떨어져서는 찬송의 뜻이 생긴다.

 

골동품적 취미에서 괴석을 좋아하는 사람이 많다. 구멍이 뚫리고 비틀어진 돌덩어리. 어딘지 무한한 연령을 간직하고 있는 듯 하고 사막에서 오랫동안 시달린 동물의 뼈 같은 앙상한 모습, 그 연령 때문에 진귀하게 취급되는 돌, 돌 버섯을 뒤집어 쓴 돌덩어리. 깊은 산중의 산복(山腹)을 흘러내리는 돌서렁의 애추(崖錐)들. 정원에 가져다 놓으면 고귀한 것으로 변하는 굳으면서도 부드러운 돌.

 

석재로 장식한 건물은 참으로 우아하다. 불국사의 탑, 석불, 로마의 조각, 돌에는 부드러움과 굳음이 같이 있고 이 때문에 미가 흐른다.

 

돌은 신비의 존재다.

어떻게 생겨났으며 무엇으로 되어 있는지 아는 이는 많지 않다. 자연이 만들어낸 정묘한 다이아몬드의 결정, 수정, 자류석 등의 어김없는 단정한 모습, 광물은 자연의 규칙과 수학적인 내용을 자랑한다. 광물은 수학이 인류의 창조로 된 것이 아니고 자연이 바로 수학자임을 가르쳐 준다.

 

단정한 결정은 그 속에 들어있는 원자들이 정연하게 나란히 있음에 기인한다. 이는 원자들이 규칙적으로 생겼음에 또한 기인할 것이다. 겉모양은 불규칙하여도 그 내부는 언제나 규칙적임이 광물의 특질이다.

 

이런 배열의 묘는 지하에서 이루어진다. 지하에서 자유로운 환경이 조성된 곳, 즉 녹은 돌이 뒤끓는 곳에서 만들어진다. 광물들이 많이 모여 굳어진 것이 바위다. 지하 수십 리 되는 깊은 곳에서 녹은 돌이 오랫동안 열을 방출하며 굳어지면 화성암이 이루어진다. 왜 이런 깊은 곳에 녹이 생기는가 아직 잘 이해되고 있지 못하다. 어떻게 깊은 곳의 암석이 지표에 나타나게 되었는가도 신비에 속할 것이다.

 

녹은 돌이 굳어져서 화성암으로부터 다른 돌이 만들어진다. 이런 사실이 알려진 것은 몇 십 년이 안 된다. 돌이 간직하고 있는 신비는 돌 속에서 알아낸 지식을 가지고 풀어야 한다. 돌의 신비를 풀어나간다면 지구의 역사를 풀 수 있을 것이다.


돌은 변한다. 위치가 변하고 상태가 변한다. 깊은 곳에서 녹은 돌로부터 굳어진 암석이 지표에 넓게 나타나 있음을 본다. 이런 깊은 곳의 암석은 서서히 움직여 올라와 지표에 나타날 수 있다. 오십리 밑에 있던 것이 지표에 나타나는 데는 매년 1미리씩 솟아올라도 이천만년이 걸릴 것이다.

 

이렇게 솟아오르는 돌이 있는가 하면 밑으로 강하하는 곳에는 물속에 가라앉는 흙으로부터 새로운 돌이 생긴다. 이런 돌은 두텁게 쌓여 만들어지고 후에는 미국의 ‘그랜드캐년’같은 태지가 만들어지거나 히말라야나 알프스 같은 험한 산맥이 만들어진다. 위치와 상태의 변화는 우리가 보는 지표의 지형과 경치를 만들어 주는 것이다. 물론 암석이 외적인 변화를 받아야 함도 필요한 일이다. 기암절경, 괴석, 이들은 바람과 비의 작용으로 오랫동안 만들어진 초역사적 소산이다.

 

돌같이 굳은 물질도 그 본질이 변한다. 변하여 모래나 진흙이 되는 것 외에 변하여 다른 암석이 된다. 사람도 환경에 따라 변하고 압력에 따라 달라진다. 같은 일이 바위에도 일어난다. 압력이 커지고 온도가 높아지면 굳은 바위도 이제 알맞은 모양으로 변해버린다. 지하 깊은 곳에서는 엿같이 연하여 움직이고 흘러간다. 지층이 구불거리고 춤추는 듯이 보임은 이런 변화의 결과다.

 

알프스, 히말라야산맥은 이런 구불구불한 바위로 되어있다. 틈이 생겨 미끌어지기도 한다. 이것이 단층이다. 지표는 여러 종류의 돌로 되어있고 그 속이 구불거리고 찍히고 변하여 있다. 돌의 집단은 실로 복잡한 존재이다.

 

돌에 시간을 얽어매어 생각해야 할 운명을 지질학자는 지고 있다. 그는 돌의 말을 듣고 이해해야 한다. 돌은 말한다. 돌은 시간의 소산이다. 그러므로 돌은 지구의 역사를 말해준다. 높고 낮은 지형이, 산과 곡이, 모래와 자갈이 흙과 바위가 모두 말한다.

여러 종류의 암석, 기암과 괴석이 모두 역사를 말해준다. 금강산이나 서울의 돌은 수천만년 동안에 조금씩 솟아올라서 지하 깊은 곳에 있다가 지표에 나왔다고 말했다. 히말라야와 알프스산맥은 오랫동안 가라앉는 바다 밑에 쌓인 돌이 솟아올라 산맥이 되었다고 말한다. 이들 암석을 더 자세히 보면 더 많은 역사를 알아 낼 수 있을 것이다.

 

바위는 한 조각 한 조각이 역사를 말하고 지구의 과거를 가르쳐준다. 바다의 심천(深淺), 호해(湖海)의 별(別), 그때 살던 생물, 기후 등을 말해준다. 이런 말을 모든 지방에서 종합하면 지구의 역사가 밝혀질 것이다. 지질학자들은 이렇게 하여 지구역사를 알아내는데 주력하는 학자들이다.

 

화석도 웅변으로 지구의 역사. 특히 생물의 역사를 잘 가르쳐준다. 진화론은 화석의 연구로 일어났던 것이다. 오랜 지층일수록 하등생물의 화석밖에 발견되지 않는다. 새로운 지층은 고등한 생물의 화석을 포함한다. 이 사실은 곧 화석이 지층의 신고(新古)를 분별해 주는 것을 의미한다.

 

암석과 화석은 모두 시간과 밀접히 관계되어 있음을 알 것이다. 수십 년 전까지도 암석이나 화석의 시간에 대한 관계를 상대적으로 밖에 이해하지 못했었다. 그러나 최근에 와서 돌은 또한 암석의 또는 화석의 절대년수를 가르쳐주고 있다. 생물이 화석으로 처음 나타난 때는 오억 년 전이고 공룡이 거구를 자랑하던 때는 일억 오천년 전후이고 사람이 나타난 것은 오만 년도 되지 못한다.

 

돌은 시간의 퇴적물이다. 시간이 모여서 돌을 만든다. 돌은 보잘 것 없는 존재이나 시간이 얽매여 있으므로 귀중하다. 돌은 지구의 역사를 간직하고 있기에 귀중한 것이다.


1. 한반도의 地形 형성과정

우리가 아끼고 있는 그 신기한 수석이 생겨난 이 땅이 어떻게 어떤 모양으로 변천해 왔는가하는 한국의 地史 즉 우리나라 지형의 변천사를 살펴본다면, 돌 한 덩어리의 엄청난 역경에 입을 딱 벌리게 되리라. 백성이면 자기나라 역사를 알아야 하고 가족으로는 한 세대의 족보도 알아야 지체가 있다.

 

 역시 수석을 실감하게 되리라. 여기 있는 이 수석이 이루어진 옛 족보, 내 곁에 있는 이 땅의 수석 한 덩어리가 창조되어 우리에게 탄생의 빛으로 나타날 때 까지 우리 한반도는 어떻게 변해 왔는가. 우선 한반도의 지형변화를 간략하게 살펴본다는 것은 수석의 생명과 호흡하는데 있어서 과히 부질없는 일은 아니리라.

 

지구는 약 100억 년 전 항성(태양)에서 떨어져 나온 불덩어리였다. 식어서 바위(화성암)가 되고 물이 생겼다. 당시 구름이나 비는 없었고 지구가 차차 냉각되면서 더운 여름날 찬 유리컵 주위에 물방울을 맺히듯 원시 지각 위에 물이 고이기 시작해서 원시 해양수가 되었을 것이다. 이쯤 되면 풍화침식이 시작되고 퇴적암이 생성되었을 것이다.

 

그 후 수10억년을 지나는 동안 원시지각은 풍화침식을 받아 지금은 거의 찾아보지 못하고 있다. 역사는 앞으로 거슬러 올라갈수록 어려워질 수밖에 없나보다. 그 후로도 상전이 벽해가 되고 벽해가 상전이 되기도 부지기수였다.

그러나 과학자들의 노력의 결정들을 종합해 보면 지구의 역사는 발생기인 星시대, 先지질시대, 지질시대로 나눌 수 있고 다음 도표화 같이 세분한다.


이러한 기나긴 역사 가운데서 지구 한 귀퉁이에 한반도가 이뤄지기까지의 지형변화는 엄청나다. 이 한반도의 지형변화를 살피고 나서 다시 수석을 만져 본다면 대자연의 위대한 신비감에 잠겨 새삼스럽게 옷깃을 여밀 것이다.

 

그리고 무한한 세월의 자취를 하염없이 더듬으면서 겸허한 마음이 더욱 가다듬어지게 될 것이다. 조그마한 이 한 덩어리의 수석이 바다 속에 호수에 잠겼다가 육지로 삼림 속으로 솟아 나오기를 수없이 되풀이하는 동안 열과 압력을 받으며 지각의 요란한 꿈틀거림에 뒤죽박죽이 되다가 문득 한 맑은 江川에 놓여지기까지의 많은 시련을 겪어온 역사를 알자. 여기에 근원적인 수석의 감동이 있다.

여기에 수석 진실이 있다. 이 감동과 진실 앞에서 우리는 무슨 철없는 말을 할 수 있겠는가.

<다음의 도표는 정창희 교수의 고지리도 해설 참고했음.>

 

① 캄브리아紀-오오도비쓰紀 초엽

약 6억 년 전인 캄브리아기 초엽부터 오오도비쓰기 초엽까지 1억년 정도 사이에 위의 지형이 이뤄진 것으로 보인다. 이때의 바다는 서남해 서쪽에서 동해안 부근까지 분포되었으리라 보이며, 일본은 당시의 사정이 불명하여 아마도 동해와 일본은 육지였을 것으로 추측된다.

서울과 상해 사이에는 육지인 긴 섬으로 연속되어 있었을 것이며 이와 비슷한 육지의 모양이 신의주와 산동반도 사이에도 있었던 것으로 보인다.

그런데, 이 이전인 캄브리아기에도 상당한 변화가 있었으리라는 것은 두말할 것도 없다. 선캄브리아기는 약 6억 년 전인 고생대 캄브리아기 이전의 시대를 말하여 약 35억 년간의 기나긴 시대이므로 이때 바다와 육지가 뒤바뀌어진 상태는 놀라운 변천이었을 것이다.

지구가 용융상태에서 냉각 고결된 최초의 원시지각을 연구함으로써 지구의 기원과 발생 당시의 상태를 이해하는데 큰 도움이 되고 있으며, 다음에 화석에 의하여 지구의 역사를 과학적으로 분석하고 또 암석층 연구로써 지구의 변천을 밝히고 있다. 이러한 과학자들의 노력에 의하여 오늘날의 지형이 과거에 어떻게 변해 왔는가 하는 것을 거의 짐작할 수가 있게 되는 것이다.

선캄브리아기의 화석은 매우 드물어서 규질해면, 석회조등의 하등생물이 가끔 나타날 뿐이며, 캄브리아기에 들어서서 많은 화석을 함유하기 시작했다. 이때의 삼엽충 화석이 많이 발견되고 있는데, 이 화석은 우리나라에서도 발견되고 있다. 캄브리아기의 기후는 극지방이나 열대의 구별이 없었고 전 세계가 균일하게 온난한 기후 밑에 있었던 것으로 보인다. 이 기후상태는 당시 화석의 산출상태로 보아 추측되고 있는 것이다.


② 오오도비쓰紀 말엽

오오도비쓰기는 약 5억 년 전부터 시작하여 약 7천만년의 기간에 해당한다. 오오도비쓰기 중엽의 중기부터는 우리 한반도를 위시하여 만주와 중국 본토의 대부분이 육지로 덮여 있었으며 중국남부에 바다가 남아 있어, 석회암과 세일을 퇴적시켰다. 이때부터 우리나라는 2억 8천만 년 전 인 석탄기 전반까지 계속 육지로 되어 있었으며, 국부적인 해침이 있었을 뿐이다.

 

오오도비쓰기 기간에 이뤄진 생물의 중요한 발전으로 어류의 출현을 들 수 있으나 3개의 파편 외에 완전한 화석이 발견된 일은 없다. 그리고 육상에는 아직 동식물이 없었으므로 육토는 무척 황량한 환경이었던 것으로 알려지고 있다. 지구의 연령은 여러 방법으로 계산한 결과 약 45억년으로 밝혀지고 있으며 이 기간을 지진시대라고 한다.

 

그리고 현재까지 지구에서 발견된 최고의 암석연령은 35억년이라고 말한다. 이것은 지구가 원시지각(성층구조)이 형성되기까지 10억년이라는 긴 세월동안 원시상태에 있었다는 뜻이 되는 것이다. 그동안 지구는 바다와 육지가 수없이 뒤바뀌어지면서 변해왔다. 지구의 표면형태는 지금도 끊임없이 변화하여 다른 모양으로 바뀌어져 가고 있다.

 

이러한 것은 풍화작용과 침식작용이라는 외인적 지질작용과 지각변동이라는 내인적 지질작용에 의하여 일어나는 것이다. 지각변동이란 단층, 습곡의 형성이나 지진, 화산 발생, 그리고 지각의 이동이나 상하운동 등으로 발생하는 것을 말하는데, 이러한 현상은 퇴적암층과 화석을 근거로 해서 과거의 변동 과정과 현재의 진행사항을 추리하게 되는 것이다.


③ 사일류리아紀 중엽

사일류리아기는 약 4억 3천만년전부터 흘러내려 약 3,4천만년의 계속된 기간을 일컫고 있다. 우리 한반도는 오오도비쓰기 중엽의 후반부터 사일류리아기 초엽까지는 넓은 육지였다. 그러나 그 뒤로 일본열도와 일본해에서 동해안을 침입한 바다의 일부가 평양 부근까지 좁게 연속되었을 가능성이 있다.

이 외에는 한반도에 바다의 침입은 없었다. 한반도 주변에서는 중국의 상해와 일본은 나가사끼, 나고야 일대에 걸치어 바다가 분포되었지만 만주와 중국 북부 및 중부에는 넓은 육지가 확대되어 있었다.

 

이때에 유럽 곳곳에는 큰 지각변동이 일어나 산맥들이 형성되었고 중국에도 큰 지변이 일어났다. 암석으로는 오오도비쓰기와 거의 비슷한 석회암과 세일이 주체가 되며 사암과 역암들이 협재된다. 사일류리아기에 들어와서 비로소 식물이 육지에 나타나기 시작한 듯하다. 다음에 이때 생물로서 주목할 것은 오오비쓰기에 번성의 절정을 이루었다가 사라진 바다전갈(sea-scorpion) 이라는 것인데, 독침을 가진 바다의 무서운 존재였다. 그 중에 어떤 종류가 육상 위로 기어 나와 처음으로 육지를 정복한 생물이 아닌가 추측되고 있다.


④ 데본紀 초엽

데본기는 약 3억 9천 만 년 전부터 시작되어 4,5천만년동안 계속된 기간이다. 사일류리아기 중엽에서 데본기 초엽까지는 동해에 접근한 태평양의 좁은 바다가 평양 부근에 계속 머무르고 있었다. 그러나 데본기 말엽에 이르러 평양 근처의 바다는 한때 육지로 변해버리기도 했다.

데본기를 통하여 한반도와 서쪽은 계속 육지였고 중국 상해에 뻗쳐있던 바다는 후퇴하여 육지가 되었다. 한반도가 거의 육지로 유지되어 오기를 약 1억년 정도의 기간이 계속되었는데, 이 동안에는 한반도의 지층 암석에 커다란 변하가 없었다. 이 기간에 퇴적층이 전혀 나타나지 않고 있으며 평양 근처에서 산호화석이 발견되었을 뿐이다.

데본기에 와서 물고기들이 큰 번성을 일으켰으며 폐어, 상어, 갑주어류 등이 많았다. 그리고 식물은 처음으로 육지의 하구나 소택지에 커다란 삼림을 만들었다. 이들 식물의 줄기에는 직경이 1m에 달하는 것이 있었다. 데본기 말엽에 이르러 태초로 육지를 점령한 척추동물로서 처음으로 양서류가 나타나 숲 속에 살았다. 이는 폐어로부터 진화한


것으로 알려지고 있으며, 전갈, 곤충, 거미 등의 동물이 삼림에 살고 있었음이 화석을 통해 분명히 나타난다. 이들은 육지에 살면서 이리저리 돌아다닐 수 있었지만 완전히 물에서 벗어나지 못했다. 왜냐하면 생식을 위해 다시 물로 들어가야 했던 것인데, 기나긴 5천만년 동안 그러한 상태에서 벗어나지를 못했다. 당시 지구의 기후는 균일하게 온난하였다.


⑤ 석탄紀 말엽

석탄기는 약 3억 4천 만 년 전부터 흘러내려와 6,7천만년 동안 계속된 기간이다. 한반도는 기나긴 1억년동안 큰 변동 없이 육지로만 존재해 오다가 석탄기말엽 굉장한 지형변화가 일어났다. 뽕나무밭이 바다로 변해버린 셈이다.

이 무렵, 유럽의 넓은 지역에서도 커다란 지각변동이 일어나 바다와 육지를 엄청나게 변화시켰다. 석탄기 중엽에서 석탄기말엽 전기까지 우리나라 땅은 비교적 넓은 범위가 바다로 덮이게 되었다. 이 바다에 퇴적분지들이 다시 침강하여 紅店統 寺洞統 하부 (삼척탄전과 단양탄전)의 석회암대가 쌓였다. 영월탄전의 사동통 하부는 페름기의 해성층이 포함된다.


이것이 평안기해이며 페름기 초엽까지 계속되었는데. 일본과는 바다가 연결되어 있지 않았다. 한반도의 영남지역은 그냥 육지로 남아 있었고 중부에는 길쭉한 섬이 하나 이뤄졌다. 석탄기에는 지구가 전반적으로 울창한 거목과 무성한 수풀로 이뤄졌으며, 말하자면 오늘날의 원시림과 비슷한 풍경을 가졌을 것이다. 어떤 식물은 높이가 수십 미터에 달했다.

 

당시의 습윤하고 온난한 기후와 푸른 삼림의 환경은 동물들에게 가장 좋은 생존의 보금자리가 되었을 것이다. 나무들이 하늘을 찌를 듯 치솟아 있는 공중에는 대형의 곤충류들이 맘껏 날아다니고, 땅위의 숲에서는 양서류와 벌레들이 번성하였다. 잠자리는 몸길이가 1m 에 가까운 것이 있었고, 진딧물에는 길이가 30cm에 달하는 것이 있었다. 이것은 모두 화석에 의하여 여실히 증명되고 있다. 이때야 말로 지질시대 중에서 가장 큰 곤충이 발전한 시대이다.


⑥ 페름紀 중엽

페름기는 2억 8 천만 년 전 부터 5천만년 정도의 기간이 계속된 고생대 말기에 속한다. 페름기 초엽에는 석탄기 말엽에 바다였던 것이 육지로 되고 여기에(삼척 단양탄전) 육성퇴적분이 남았으며 영원탄전엔 계속 바다가 뻗쳤고 북한의 탄전들도 바다였다. 또 목포, 단양, 삼척 등지로 길게 호수가 형성되었는데 이 주변에는 큰 삼림이 발전되었다.


페름기 중엽에 접어들어 위처럼 지형이 또 바뀌었다. 이때 평양 부근과 옥천 지향사지대에 북동방향의 퇴적분이 생겨서 석탄이 퇴적되었는데. 한반도의 석탄층 생성기는 유럽의 석탄층 생성기와 큰 차이가 있어서 페름기까지 이르러 형성되었다. 이 고생대 말엽은 거의 세계적인 지각변동과 화산활동의 시대였으며, 그리고 지구상에 엄습해온 한랭한 기후(빙하)와 건조한 기후의 영향을 받아 생물에 큰 영향을 일으켰다.

 

미국과 유럽은 사막기후로 변한 것이다. 이 무렵 일본을 위시하여 유럽 및 북미지역에 큰 변동이 일어나서 우랄산맥, 바리스칸산맥, 아파라치안산맥 들을 만들어 냈으나 우리나라와 중국북부, 만주 등지에는 특별한 변동이 없었다. 한반도는 습한 기후가 계속되어 석탄층을 생성케 했다.

 

이 시기는 대체적으로 고생대의 생물이 많이 멸망해버린 시대이다. 상어로 대표된 어류는 석탄기에 400종이나 되던 것이 페름기 말엽에는 거의 전멸되었다. 식물계에도 큰 변화가 생겨나 석탄기 후반에는 수 천종에 달하던 것이 페름기말에는 수백 종으로 줄어들었다. 그리고 석탄기 말엽부터 소백류가 생겨났으나, 은행류와 소철류는 페름기 중엽부터 나타나서 중생대의 식물상을 보여주기 시작하였다.


⑦ 쥬라紀 초엽. 중엽

페름기 말엽에는 한국 주변의 해역이 모두 육지로 되었고 일본과 우라디오스토크와 일본열도 이남에 바다가 있었을 뿐이다. 한반도에 비스듬히 누워있던 큰 호수는 페름기 중엽 때와 거의 비슷한 상태로 놓여 져 있었다. 이 무렵 지구의 육지는 대체로 넓었던 시대이다.

 

쥬라기는 1억 9천만 년 전에서 5천만년동안의 기간을 말하는데, 이 기간의 초중엽에 한반도는 위의 도표처럼 변혁되었다. 여러 개의 호수(構造湖)들 중에는 역암, 사암, 세일 및 석탄으로 된 육성층인 대동계가 퇴적되었다. 쥬라기 말엽에는 대습곡작용과 이에 수반된 역단층작용이 일어나 한반도 전역을 뒤흔들었으며, 이것은 한국에 있어서 가장 극심한 것이었다.

 

이때, 오늘날의 차령, 노령, 덕유, 소백산맥이 만들어졌다. 그 후 새로이 평양북부와 경상남북도 일대가 서서히 내려앉아 두 개의 담수호(호수慶尙紀湖)가 생겼다. 이 호수분지는 백악기 말 내지 신생대의 제 3기 초 까지 계속 존재하여 매우 두꺼운 지층이 퇴적되었다. 이 쥬라기 말엽의 한반도는 쥬라기 초 때(위의 도표)와 거의 비슷한 모습으로 존재했다. 쥬라기 때에는 새 중에서 최고의 새라고 해서 유명한 시조새가 나타났다. 그리고 파충류가 대 발전을 가져왔다.


육상에서는 거대한 공룡이, 바다에는 어룡이 활개를 쳤는데 보통 몸길이가 20m 전후이며 큰 것은 30m에 달하고 무게는 40~50톤에 이르러 코끼리보다 몇 배나 컸다. 게다가 공중을 날아다니는 익수룡이 생겨나서 육해공이 온통 파충류의 세계가 되었다. 또 이 시기에 포유류도 발달하였다. 소철류가 가장 많았고 송백류 은행류가 성하였다. 기후는 초기에 약산 한랭하였으나 차차 풀려서 온난하고 습윤하였다.


⑧ 백악紀

백악기는 약 1억 3 천만년 전 에서 7천만년 동안 흘러내려온 기간이다. 이때에는 신라통의 대부분이 퇴적되었으며 이 퇴적분지 역시 내륙의 것으로, 이북에 두 군데와 남한의 경상남북도, 전라남도와 일본의 쓰시마를 중심으로 상당히 넓은 퇴적분지(호수)를 형성하고 있었다. 이 시기 말엽에는 심한 화산 활동이 있어서 우리나라의 백악계 중에 두꺼운 용암과 화산암류가 많게 되었으며, 당시 정단층 운동도 심하게 동반되었다.

 

이 지각변동으로 융기작용이 일어났으며, 현재보다 훨씬 넓은 육지로 형성되었다. 즉 호수는 다 없어지고 황해, 남해, 동해 일대가 모두 육지였으며 일본과도 육지로 연결되어 있었다. 이 드넓은 지역은 약 5천 만 년 전 까지 오랜 침식을 받아 화강암 지반이 노출되면서 국부적인 지각변동으로 서해안에 1,2개소의 소분지가 형성되기도 하였다. 이 시기에는 공룡종류가 번성하고 대단히 발달하여 중무장을 한 것도 있었다. 익수룡도 매우 크고 기묘하게 발달하였는데 날개를 폈을 때의 너비가 7m에 달하여 나는 동물 중 가장 큰 것이었다.

그리고 바다에는 거북이도 생겼으며 길이가 4m에 달하는 것이 있었다. 그리고 시조새는 꼬리가 퇴화 축소되어 가슴뼈가 발달된, 즉 새 같은 새가 나타났지만 이것들은 이빨이 있어 현재의 새와는 달랐다. 그런데 백악기 말엽에 와서는 공룡, 어룡, 익수룡 기타 대부분의 중생대 파충류는 전멸되고 말았다. 이 시기의 기후는 몽고, 그린란드, 알라스카 까지도 따뜻하였던 것으로 짐작되고 있으며, 그러나 말엽에 일어난 지각변동으로 세계는 한랭해졌다.


⑨ 마이오世 중·말엽

이 시기는 2천 6백만년 전부터 1천 9백만년 간의 기간이다. 이 마이오세 이전에는 대체로 바다가 크게 후퇴하여 세계적으로 육지가 많이 넓어졌다. 이 때 한반도 주변은 매우 드넓은 육지였다. 그런데 마이오세에 와서는 다시 바다의 큰 침해가 일어나, 한반도의 황해와 동해는 위의 도표처럼 바다가 되었으며, 해성 퇴적물을 퇴적시켰다. 대양과 연결된 바다가 지금의 동해안선에 거의 접근 하였으며, 길주, 명천, 삼척, 영해. 포항, 울산 지역은 바다에 잠겨 있었으나 남해와 황해 쪽은 아직 육지가 조금 넓게 뻗어 있었다. 당시 제주도는 한반도와 연결되어 있었다.

 

황해는 현재보다 좁게 분포되어 있었으며, 거의 육지가 된 일본과는 바다로 격하고 있었다. 그리고 지금으로부터 7백만년 전인 플라이오세 때에는 동해 방면이 다시 큰 육지로 화했고 일본과는 넓은 육지로 연결되어 있었으며 제주도는 바다가 되었다.

다음, 지금부터 250만년전, 또 어떤 학자는 100만년 전 이라고도 추정하는 플라이스토세(제4빙기)에는 황해가 전부 육지로 되어 중국대륙과 붙어버렸다. 그리고 일본과는 좁은 육지로 연결되어 있었다. 동해 쪽은 지금과 비슷한 분포로 전부 바다가 되어버렸다. 이 무렵은 이미 대륙의 외형이 거의 완성된 때로서 해륙의 분포상태는 현재와 거의 다름없었다.


이 시기가 지나 약 1만년전인 충적세에 들어와서 동해안은 점점 융기를 계속하여 융기준평원(개마대지, 황지대지)을 더 높여 준 것으로 짐작되며 황해는 현재도 내려앉는 상태라 한다. 그 뒤에 한국과 일본사이의 해면이 높아져서 오늘날과 같은 대한해협이 생기게 되었다.


2. 우리나라 한반도는 어떻게 형성되었을까?

① 한반도는 30억 살의 늙은 땅

지구의 30%인 육지 중에서 극히 작은 면적을 점유하고 있는 것이 한반도이다. 한반도는 젊지 않은 땅이다. 다시 말해 30억 살쯤 먹은 늙은 돌로 꽉 찬 땅이다. 주변의 중국이나 일본보다 훨씬 오래된 곳이 한반도이다.

중국은 대륙의 반 정도가 우리와 비슷한 30억년의 나이를 먹었지만, 나머지 반은 4억~5억년 정도로 매우 젊은 땅이다. 일본 역시 가장 오래된 암석이 4억~5억년 밖에 되지 않아 우리와는 비교가 안 되는 젊은 땅이다. 중국의 중부와 남부는 산맥의 연속으로 이루어져 있는데, 이들 산맥은 모두 습곡산맥이다.

 

높은 습곡산맥은 그 땅이 요동치며 변동하고 있음을 여실히 나타내 주는 증거물이다. 이들 여러 산맥들은 히말라야 산맥과 거의 평행한 산세를 보여준다.

한국에는 이런 변동대가 없다. 따라서 지진의 위험으로부터 어느 정도 안전하다. 일본은 섬나라이면서도 호를 이룬다. 이런 호상열도를 화채열도라고도 한다. 한반도 앞에 꽃으로 아름답게 장식한 듯한 도호이다. 화채열도는 알래스카에서 시작된다.

 

알류샨열도, 쿠릴열도, 서남제도, 더 남쪽으로는 필리핀 마리아나 등의 열도가 있는데 이 둘의 열도는 모두 태평양쪽으로 배를 내민 모양이다. 한반도와 직접 관계가 있는 것은 태평양으로 동경부근을 불쑥 내민 일본열도이다.

 

일본은 한반도의 입장에서 보면 재난을 막아 주는 방파제와 같은 섬나라 이다. 지진과 화산의 피해에서 우리를 보호해 주는 역할을 한다고 할 수 있다. 만일 일본이 없다면 한반도는 태평양에서 밀어닥치는 재난을 막 바로 받아들려야 할지도 모른다. 태평양 바닥의 암판(이것을 태평양판이라고 하며 그 두께는 약 100km)은 1년에 7.5cm의 속도로 일본으로 밀려오고 있다. 일본에 와서는 같은 속도로 일본 아래로 섭입하고 있다.


② 육지였던 황해의 역사

과거 2백만 년 동안 지구상의 바닷물은 100m 가량 낮아졌던 일이 여러 번(5~6회)있었다. 지금이라도 빙하의 얼음이 증가하여 남극과 북극의 빙하가 두꺼워진다면 해수면이 100~130m까지 내려갈 수 있다. 지금으로부터 1만 1천 년 전에서 8만 년 전에도 이런 일이 있어났었다.

 

황해 바다는 깊이가 최대 70m정도로 100m를 넘지 않는다. 따라서 1만 1천년 전과 같은 일이 다시 일어난다면 황해는 먼지가 일어나는 들판으로 변할 것이고 우리는 걸어서 중국에 갈 수 있을 것이다. 뿐만 아니라 일본과의 사이에도 대한해협을 자동차를 타고 오갈 수 있을 것이다.

1만 1천 년 전부터 빙하가 녹기 시작하여 3000년 후인 8000년 전경에는 현재와 거의 비슷하게 물이 가득 차 버렸다 바닷물이 낮아지는 때를 빙기하고 한다. 이때에는 온대 지방의 평균 기온이 6℃내외로 떨어진다. 현재는 후빙기라고 하는 따뜻한 시대인데, 빙기와 빙기 사이에는 따뜻한 간빙기가 있었다. 연대의 후빙기는 다음에 올 빙기 사이의 간빙기가 될 가능성이 크다.


③ 3,000m나 가라앉은 동해의 역사

황해가 얕은 바다임에 반하여 동해는 퍽 깊은 바다여서 3,000m가 넘는 곳이 있다. 동해가 어떻게 만들어졌느냐 하는 의문에는 학설이 구구한데 지질학적인 증거로는 우성 다음과 같이 설명된다. 동해는 5천만~6천만년 전까지 중국 황해 한반도와 연결된 육지였다.

 

동해 육지와 한반도 남동쪽에 위치한 일본열도는 바다였다. 동해 북쪽의 소련 열도인 시코테 알린산맥, 한국의 함경산맥, 태백산맥을 이은 산맥 동쪽에 단층이 있어서 그 서측 즉, 현재의 산맥과 고원이 점차로 솟아오르고, 단층의 동쪽 즉, 동해는 가라앉기 시작하였다.

 

그러나 2천 5백만 년 전부터 5백만 년 전 사이에는 서측이 상승을 중단하고 수백 미터 가라앉다가 5백만 년 전부터 현재 사이에 지금의 상태로 솟아올라 해안에 산맥을 만들었다. 동해는 계속 가라앉아 깊은 바다로 변했다. 동해는 한반도 동해안에서 급격하게 깊어진다. 해안으로부터 7km거리에서 바다의 깊이는 1,000m에 달한다. 함경북도 해안에서는 3km거리에서 2,000m깊어지는 곳도 있다.

이곳의 기울기는 35℃ 나 돼 거의 절벽에 가깝다고 해도 과언이 아니다. 현재 태백산맥은 1,500m까지 솟아나고 동해 바닥은 3,000m까지 솟아나고 동해바닥은 3,000m까지 가라앉아 있다.


동해에 관한 시비를 한 가지만 더 들어보자. 동해는 수천 만 년전에 일본열도가 자리 잡고 있던 곳인데 그 후에 일본이 남쪽으로 이동하여 그 빈자리에 현재와 같은 동해가 생겨났다는 설이 있다. 이 설은 1930년대부터 주장되었고 비교적 최근까지도 조금씩 수정된 채 믿어졌던 일본인 학자들의 생각이다 그러나 한국과 일본의 지질을 잘 아는 사람들은 이 설을 터무니없는 것으로 일축하였다.

그 주장에 가장 치명적인 것은 일본에는 15억~27억년이나 되는 오랜 암석이 없다는 사실이다. 그러나 1980년대에 와서는 정반대되는 주장을 한다. 일본은 태평양에서 만들어졌다는 것이다. 아무튼 동해가 생성된 원인은 아직도 정확히 밝혀지지 않고 있다.

 

④ 개마고원과 백두산 일대의 지형

평안북도 동쪽과 함경북도에 걸쳐 유명한 개마고원이 있다. 이 고원은 해발 1,000m이상 2,000m까지의 산지를 주로 하고 이에 2,500m내외의 산을 곳곳에 분포시킨다. 개마고원은 태백산맥과 같은 시기에 솟아올랐지만 그 규모가 태백산맥보다 크고 웅장하다. 이 고원은 만주로 향하여 느슨하게 기울여져 있다.

 

그러나 도중에 백두산이 솟아 있고 압록강과 두만강이 흐르고 있다. 먼저 백두산과 여기서 서쪽 및 동쪽으로 흐르는 두만강을 살펴보자. 개마고원은 5백만 년 전까지는 평야에 가까운 준평원이었다. 그 위를 압록강과 두만강이 유유히 흐르고 있었다. 평원을 유유히 흘렀다는 증거는 두 강의 유로를 자세히 보면 알 수 있다. 두 상은 심한 곡류를 하고 있다.

 

이런 곡류는 산지를 흐르는 강에는 발달되지 않는다. 이 곡류는 깊이 파고 들어간 감입곡류이며, 평원을 유유히 곡류하던 그 모양대로 땅을 깊이 파고 들어간 것이다. 준평원이 솟아올라 두 강이 감입곡류로 변하자 큰 화산이 폭발하여 두 강의 상류를 용암으로 덮어 버렸다. 수십만 년 전의 일이다. 곡류하던 강의 상류가 용암과 화산재로 묻혀버렸다.

 

백두산에 남쪽으로 혜산진까지 70km 사이와 백두산에서 동쪽으로 무산까지 약 100km사이에는 전혀 곡류의 흔적이 없는 것을 보아 알 수 있다. 백두산 용암 위에 생긴 강은 직류하고 있는 것이다. 곡류, 감입곡류, 직류 이런 것이 개마고원의 역사를 보여 주고 있다.

 


⑤ ‘10 : 1’의 경사도를 보이는 태백산맥

1,000~2,000m의 고원에 1,000m 내외의 산체를 만들고 넓게 그 치맛자락을 씌워 산줄기들을 지배하듯이 군림한 백두산에서 뻗어 내린 태백산맥에 대해 알아보자 태백산맥의 특징은 ‘10 : 1’ 이라는 수치로 나타낼 수 있다.


서울서 대관령 꼭대기 까지는 직선거리로 약 200km인데 비해 대관령에서 동해까지는 20km이다. 남미의 안데스산맥은 이것이 15대 1이나 습곡산맥으로 되어있다. 이 습곡산맥은 나즈카판이라는 대양암판이 남미 서해안 아래로 1년에 9.3cm의 속도로 섭입 하여 만들어진 것이다. 태백산맥은 습곡산맥이 아니다. 만약 태백산맥에서 서쪽으로 황해를 건너 중국의 타이항 산맥까지를 계산하면 1,200km대 20km 즉 ‘60 : 1’의 경사가 되는 셈이다.


⑥ 지질의 특성과 고생물

한반도는 개마고원, 경기도, 소백산맥 등지에 나타나 있는 것처럼 오래된 돌로 이루어진 곳이다. 즉 지표에는 없지만 지하 수 킬로미터에 숨어있는 15억 년에서 27억 년이라는 대단히 오래된 암석으로 되어 있다. 한반도의 나이를 30억 살로 보는 것도 여기서 비롯된 것이다. 이처럼 오래된 땅에는 이점이 많아 지진과 화산이 거의 없는 안전한 땅이라는 점이다.

 

한편 곳곳에 연령이 어린 화강암테가 있으니 1억 8천만 년의 위용을 자랑하는 설악산과 금강산이 그 대표적인 것이다. 또 4억 년 전에는 우리나라의 시멘트 산업을 일으키게 한 석회암이 무진장으로 생겨났고, 3억 년 전에는 다량의 무연탄이 묻혀 있는 지층이 쌓였다. 다만 석유의 복을 타고나지 못하였음이 아쉽다.

 

3. 한반도의 지질분포


① 한반도의 지질

한반도는 화강편마암과 화강암이 전 지역에 반 이상 차지하고 있다. 원생대, 고생대, 중생대의 암층은 비교적 조그마한 지역으로 편마암, 화강암이 발달되어 있고 신생대의 지층은 주로 동해안의 지역에 소구역으로 산재해있다.

한반도의 지질은 지질학적으로 남한과 북한 사이에 뚜렷한 차이가 있다. 즉, 남한과 북한을 통하여 다량의 화강편마암과 화강암이 발달해 있으나 서울과 원산 사이에 북동방향으로 지질구조선이라 할 수 있는 추가령지구대를 경계로 하여 북한 남부에는 고생대의 넓은 지역이 발달해 있고, 남한 동부에는 중생대의 넓은 지역이 발달해 있다.


1) 결정편암계

한반도에서 가장 오래된 지층이다. 이 지역은 마천령계, 연천계, 옥천계로 나뉘어 진다. 마천령계에는 석회암 하부에 마그네사이트의 큰 광이 들어있는데 그 매장량은 수 십 억 톤이나 된다. 연천계는 운모편암, 천매암, 각섬암 등으로 되어있다. 강원도 지역에 석탄이 매장되어 있기도 하다. 옥천계는 운모, 편암, 석회암, 규암, 사암, 점판암 등으로 되어 있다.

이곳의 흑연은 한반도를 흑연산지로 알리는 결정적인 역할을 하고 있다.


2) 화강편마암계

화강편마암계는 한반도 전면적의 약 1/3을 차지하며 특히 평안북도와 함경남도에 널리 분포하고 있다. 편마암은 화강암질 이며 엷은 회석의 장석, 석영 및 황금색의 흑운주성분 광물로 하고 있다. 암석이 회색을 띠게 되므로 회색 화강편마암이라고도 부른다.


3) 상원계

주로 황해도, 평안남도, 함경남도, 강원도 북부에 분포하고 그 이외의 지역에서는 발견되지 않고 있다. 상원계는 부정합으로 화강편마암과 결정편암 등을 덮고 있으며 또 주정합으로 고생대 지층에 덮여 있다. 이 지층은 원생대에 속하는 지층인데 화석 콜레니아가 발견되는 곳이다.


 

4) 조선계

한반도의 고생대의 지층은 하부인 조선계와 상부인 평안계로 나뉜다. 조선계는 캄브리아스기부터 중부 오르도비스기까지 연속적으로 퇴적한 지층을 말한다. 그 위의 평안계는 중부 석탄기로부터 중생대의 트라이아스기에 이르는 지층이다. 한반도는 조선계와 평안계 사이에 실루르기, 데본기 및 하부 석탄기의 지층이 발달되어 있지 않다.

조선계는 평안남도와 황해도에 널리 분포하고 강원도 및 압록강 주변에 분포해있다. 조선계의 양덕통은 백색 또는 엷은 홍색의 규암으로 되어 있고, 상부는 검은색, 짙은 회색 또는 녹색의 세일, 천매암으로 되어 있으며, 삼엽층의 화석을 포함하고 있기도 하다. 그리고 대석회암통은 대부분이 석회암 또는 석회질 암석으로 되어있다.


 

5) 평안계

평안계는 어디서나 조선계의 대석회암통을 약간의 경사를 한 부정합으로 덮고 있다. 평안계는 화석을 많이 포함하고 있어서 그 시대가 상부 석탄기에서 트리아스기에 이르는 지층임을 가르쳐 주고 있다.

식물화석으로는 양치식물인 인목과 페코프테리스 등이 산출된다. 평안계의 홍점통에는 적자색 또는 녹회색의 세일, 사암으로 되어 있다. 석회암층이 4~5층 끼여 있다. 곳에 따라서는 연속성이 약한 석탄층이 협재되어 있다. 또한 사동통은 세일, 사암, 석회암층 및 수층의 석탄층이 끼어 있다.

이 석탄층은 한반도의 중요한 무연탄 자원으로 이용되고 있다. 석회암 중에도 동물화석이 포함되어 있고, 세일 중에서는 식물화석이 많이 포함되어 있다.


6) 대동계

대동계는 평안계가 퇴적한 후 지각변동에 의하여 퇴적분지의 변화가 생겼기 때문에 그 분포상태가 평안계와는 달리 고립된 소지역으로 각처에 흩어져 있다. 대동계는 하부 주라기에서 중부 주라기에 속한다. 대동계의 선연통은 역암, 사암, 세일 등으로 되어 있고 2~3층의 무연탄 층이 끼여 있다. 또한 유연통은 하부는 엷은 청회색의 사암으로 되어 있고, 상부는 갈색 세일로, 식물화석이 많다.


7) 경상계

경상계는 주로 경상남북도에 많이 분포하고 있으며 그밖에 지역에는 좁은 면적에 걸쳐 분포해 있다. 경상계는 상부 주라기의 백악기에 속한다. 경상계는 낙동통, 신라통, 불국사통으로 나뉜다. 낙동통은 경상남북도에 걸친 북동북으로 연장된 대상으로 길게 발달해 있다. 기타 평안북도 서남부와 압록강 연안에 작은 면적으로 분포한다.

 

이곳은 사암, 세일 및 역암으로 되어있고 국부적으로 질이 안 좋은 석탄층이 깔려 있다. 지역에 따라서는 암석이 색깔이 검붉은 빛을 띤다. 신라통의 하부는 육성층인 퇴적암으로서, 암석은 보통 적색을 띠고 하부는 주로 반암과 다소의 응회석 및 약간의 퇴적암으로 되어 있다. 불국사통은 전라남도 일부 지역의 퇴적암을 제외하고는 대부분 선입암으로 되어 있다. 약간의 화산암을 수반하나 대부분 화강암이다.



8) 제3계

한국 전면적의 약 1.5%에 불과한 좁은 면적에 걸쳐있고, 주로 동해안 연안에 분포해 있으며 유연탄층을 끼고 있다. 봉산통, 용기통, 장기통, 칠보산통으로 지층이 구별된다. 봉산통은 황해도 봉산탄전에 분포하는 지층이다. 역암, 사암, 세일 및 4매의 갈탄층으로 되어 있다. 용기통은 함경북도 명천지방에 발달해 있고 사암, 세일, 유연탄층 및 현무암류도 되어 있다. 장기통은 경상북도 장기지방과 함경도 명천지방에 발달해 있는 지층이다. 역암, 사암, 세일 및 응회암으로 되어 있다. 칠보산통은 함경도의 칠보산 및 명천지방의 지층으로 현무암, 석영조면암 및 응회암으로 되어 있다.


9) 제4계

한반도의 제 4계는 아직 굳어지지 않은 자갈, 모래, 점토, 토란 등과 현무암 및 조면암으로 되어 있다. 강원도 철원지방, 황해도 신계지방, 백두산지대에 현무암지대를 이루고 있다. 제주도의 현무암 및 울릉도의 조면암과 응회암도 같은 시대의 것이다. 함경북도 관모봉에는 빙하가 발달한 흔적이 발견되었다.


② 우리나라의 지사


1) 시생대

결정편암계를 이루는 퇴적암층이 두껍게 퇴적해 있는 것으로 보아 시생대의 바다가 우리나라를 덮고 있었던 것으로 추측된다. 이 퇴적암이 편암, 편마암 등으로 변질되었고, 화강암이 넓은 지역에 걸쳐 뚫고 들어와서 이들의 퇴적물은 더 한층 변질되었다. 화강암은 조산운동 등의 지각변동으로 편마암이 되었다.


2) 원생대

시생대의 변질된 퇴적암과 화강편마암 등이 오랫동안 지표에서 침식을 받은 후에 원생대의 바다가 침입하였다. 이 바다에서 원생대에 속하는 상원계의 두꺼운 퇴적암이 퇴적하였다. 상원계의 암층은 바다에서 퇴적한 후 일단 바다 위에 노출하여 침식을 받았다가 다시 퇴적하였다.


3) 고생대

상원계가 조륙운동으로 육화한 다음 고생대의 제 1회 해침에 의하여 화석을 포하마는 양덕통이 퇴적하였다. 바다는 점점 깊어져서 대석회암층을 퇴적하였다. 이 바다는 중부 오르도비스기에 침식을 시작하여 중부 석탄기까지 계속되었다. 그러다가 상부 석탄기에 잠깐 동안 해침이 있어서 홍점통과 사동통 하부를 퇴적시킨 후 해퇴 하여 육성층인 평안계 지층과 석탄층을 퇴적시켰다.



4) 중생대

조산운동으로 퇴적분지에 변화가 생기고 대동계가 침식을 당한 후에 상부 주라기를 거쳐 백악기에 큰 침식이 없었다. 낙동통과 신라통은 이러한 상태 밑에서 퇴적되었다. 중생대 말기인 불국사시대에는 한반도 전역에 심성암인 화강암이 크게 뚫고 들어와 정단층이 생겼다. 약간의 마그마는 화산암으로 분출되었다.



5) 신생대

현재와 같은 한반도의 윤관이 생성된 시기이다. 동해안과 두만강 유역에는 얕은 호수와 분지가 생겨서 제3기층이 퇴적하였다. 백두산 일대, 철원부근, 제주도, 울릉도, 경상북도 영일 등의 화산암이 이때에 생긴 것이다.


한반도의 생성과 지사

1)여명기의 한반도

한반도 지형의 특색

아시아 대륙으로부터 남으로 뻗어 있는 한반도는 남북의 최장 거리가 약 1,300km, 동서의 폭은 약 250km이고, 면적이 220,000평방 킬로미터밖에 안 되는 조그만 반도이다. 한반도의 지형을 보면 크게 세 가지로 구분할 수 있다.

 

첫째는 동서의 해안선이 동쪽은 직선적인 해안인 반면에 서쪽은 리아스식(들쑥날쑥한 해안)

해안으로 현저하게 다르다는 것이다.

 

둘째는 남북한의 지형이 특이성을 가지고 있으며

 

셋째는 백두산-울릉도-제주도를 연결하는 휴화산이 분포하고 있다는 점이다. 동해 쪽 해안선은 직선적이며, 태백산맥이 평균 20km의 거리를 두고 해안선과 인접 평행하고 있음에 반하여 서해안은 리아스식 해안선을 이루어 작은 반도와 섬이 무수히 산재해 있다. 이와 같은 지형은 동해 쪽은 융기하고 있고 서해 쪽은 침강하고 있다는 지질학적 현상에 기인되는 것이다.

 

남북한의 지형은 방향성은 다르나 경계는 원산과 서울 북쪽을 연결하는 추가령지구대이다. 이 지구대를 경계로 한 남한의 지형은 대체로 동북~서남 방향으로 배열되고 있다. 오로지 태백산맥만이 조선방향인 북북서~동남남으로 뻗어 있다. 따라서 이들을 누비는 큰 강들도 대체로 이들과 평행하게 흐르고 있다. 그러나 북한의 지형은 낭림산맥만이 조선방향이고 묘향, 함경산맥과 압록강 ? 두만강 ? 청천강 등은 동북동~서남서 방향으로 배열되고 있다.

 

이 같은 지형의 특징적인 방향 선은 한반도가 지니고 있는 지질분포 및 지질구조와 일치되는 것으로서 이들의 지질이 어느 시대에 형성되었고 어떠한 지각변동을 겪었는지를 알면 한반도가 어떠한 변천을 거쳐서 오늘의 모습을 갖게 되었는지를 알 수 있다.

 

2)선캄브리아기의 한반도

선캄브리아기의 구분

고생대는 5,7억 년 전 이전에 시작되었는데 이 고생대 초가 선캄브리아기이다. 고생대 이전의 지질시대를 선(先)캄브리아기라고 부른다. 세계에서 가장 오래된 암석의 연령이 약 35억년이고 고생대의 시초가 5,7억년이므로 선캄브리아기는 30억년이나 된다고 할 수 있다.


한반도의 선캄브리아계

한반도에서는 경상남북도의 일부, 전라남도, 강원도 태백산 지역을 제외한 전 지역에서 선캄브리아기의 지층을 볼 수 있다. 서울만 하더라도 남산부터 북쪽은 화강암으로 되어 있지만 남쪽과 동서쪽은 변성암으로 이루어져 있다. 지난번 호에서 살펴보았듯이 암석의 종류는 크게 화성암, 변성암, 퇴적암으로 나뉜다. 그 중 선캄브리아기의 암석은 변성암으로 되어 있다.

압력이 강하며 화학적으로 활성을 띠는 액체나 가스가 암석사이에 끼여 있다. 이와 같은 상태아래서는 지표에서 보는 보통 암석이 견디지 못하고 고온 ? 고압 하에 안정하고 평형상태를 유지하도록 기존암석의 광물성분도 변하고 또 광물이 압력에 견딜 수 있도록 일정한 방향으로 배열하게 된다.

 

이러한 작용에 의하여 원래의 암석과는 전혀 다른 구조를 가진 암석이 형성된다. 변성작용 중에서도 온도의 영향을 많이 받았느냐, 압력의 영향을 많이 받았느냐, 온도와 압력이 비슷하게 영향을 주었느냐에 따라 변성상이 다르게 나타나게 된다.


 

한국에서 가장 오래된 암석

한국에서는 선캄브리아기의 암석에 대하여 절대연령을 계통적으로 측정하지는 않았으나 지질조사에 의하면 다음의 지역이 가장 오래된 지역임을 알 수 있다.


영남지구

일반적으로 영남지구라 함은 선캄브리아계로 구성된 지역을 말한다. 동북에서 서남으로 살펴보면 경북 봉화일대, 소백산맥지대, 추풍령, 덕유산, 지리산 일대에 걸친 지구에서 전남 보성, 해남, 강진에 이르는 지대이다. 영남계, 율리계가 영남지구에 속한다. 일부 지질학자들은 율리계만을 선캄브리아계로 보고, 영남계 중에서 원남통만을 떼어서 고생대 이후의 지층으로 생각하기도 하지만 전체적 관찰을 하지 않는 오판이다.


경기지구

경기지구라 하여 경기도 일대를 지칭하는 것은 아니다. 경기도는 물론 충청북도의 북부, 태백산지역을 제외한 강원도의 대부분, 그리고 황해도의 동남부를 포함하는 지역을 지질학상으로 경기지구라고 한다. 서울근교와 경춘가도 일대는 지극히 교통이 편리한데도 불구하고 경기지구의 지리조사는 거의 이루어져 있지 않다.

 

이 지역에서 가장 오래된 선캄브리아계는 경기도 양수리와 양평 부근에 분포하는 양수리통, 강원도 양구와 인제 사이에 분포하는 인제통, 그리고 강원도 오대산 부근에 분포하는 오대산통 등이다. 이 지역에 분포하는 암석은 고도로 변성된 편마암류이다. 오대산 월정사에서 상원사로 가는 도중의 하상(河床)에서 보면 오대산통 편마암 속에 큰 역이 보인다.

 

역과 편마암은 암질이 서로 전혀 다른 것이므로 원래의 역암이 변성된 것으로 보인다. 가평-청평-광주(경기도)를 연결하는 지대 서북부의 경기도 일대에 분포하는 연천계와 경기지구 내에서 황해도 쪽, 소요산, 경춘가도 등선폭포 등에 분포하는 상원계로 나뉜다.

 


옥천 지향사 지형

이 지대는 동해안의 묵호에서 서해안의 전남 영광을 연결하는 동북~서남방향으로 한반도를 비스듬히 끊으며, 약 50~70km의 폭을 갖는 지대이다. 이 지대의 중심부가 충북 옥천이고, 조산운동을 많이 받는 곳이어서 옥천지향사 지대 또는 옥천 조산대라는 이름이 붙었다.

 

이 옥천지향사는 경기지구와 영남지구 사이에 있으면서 지질학에서는 지나 방향으로 알려진 동북~서남 방향으로 연속되어 있다. 옥천지향사의 서남부에는 고생대 ? 중생대 지층이 있어 고생대? 중생대 지층이 변화된 것이라는 학자도 있다. 그러나 종합적인 고증을 통해 1968년 옥천계가 선캄브리아계 임을 입증하였다.


평북개마 지구

이 지역은 마천령계와 상원계는 비교적 세밀히 조사 ? 연구되어 기록되어 있으나 그 밖의 지역에 대해서는 자료가 거의 없다. 이쪽 지역에 관한 자료가 있으면 북한에서 어떠한 수석이 있는지 추측해 볼 수 있겠으나 자료가 없음에 아쉬움이 남는다. 마천령산맥을 중심으로 두꺼운 백운암이나 석회암으로 구성된 마천령계와 평안나모, 황해도, 강원도와 경기도 일부에 까지 분산된 상원계가 있다.


선캄브리아계의 지하자원

선캄브리아계의 지표에 내포되어 있는 지하자원은 철 ? 흑연 ? 할석 ? 석면 ? 중석 ? 마그네사이트광 등이다. 충북 충주와 충남 서산반도에는 함적철석 규암이 옥천계와 연천계 지층 중에 보존되어 있다. 흑연은 경기도의 연천계, 공주의 옥천계. 구례의 원남통 등에 흑연편암으로 배태되어 있다.

 

한국은 흑연산지로 유명하다. 활석과 석면은 별개로 또는 함께 산출되는데 충주 ? 전주 ? 충남의 유구지방은 옥천계의 백운암 중에 활석광이 배태되어 있다. 경기도 가평과 충남 광천일대에는 선캄브리아기에는 사문암에 석면과 약간의 활석이 산출되고 있다. 경북 봉화군 옥방중석광산은 산캄브리아기의 품질이 좋은 회중석으로 이름이 나 있다.

또한 마천형계에는 대단히 많은 양의 마그네사이트가 부존되어 있고 하동의 고령토도 선캄브리아기의 사장암이 풍화되어 형성된 것으로 여겨진다. 앞서 살펴보았듯이 한반도는 이미 시생대 초부터 존재하였다. 지사적으로 볼 때 원래 한국의 육지는 바다에 덮여 있어서 세일사암이나 약간의 석회암이 퇴적되었다. 이후 화산활동이 국부적으로 일어나 오늘날의 화산암류를 분출 ? 퇴적케 하였다. 그 후 바다는 완전히 퇴거하고 휴지로 화하여 침식이 일어났는데, 선캄브리아 중기에 다시 한반도는 바다에 덮였다. 다시 바다는 한반도에서 완전히 퇴거하고 육지화 되었다.


암석의 종류

암석은 그 생성된 원인, 말하자면 성인(成因)에 따라 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 즉 화성암과 퇴적암, 변성암이다. 우리가 살고 있는 지구는 반경이 6,400km에 가까운 구형이며, 그 주위는 공기를 주로 하는 기권(氣圈)에 휩싸여 있다. 지구 표면의 낮은 곳에는 바다와 호수에 충만되어, 이것을 수권(水圈)이라고 부른다.

 

지구의 표면 즉 대지로부터 상당한 깊은 곳까지 암석으로 형성되어 있어 이것을 암석권이라 한다. 그러나 그 내부, 말하자면 지구의 중심에 가까운 곳에서는 어떠한 상태에 있는지 그 실체가 확실치 않다는 것이다. 여러 가지 추정으로 아마도 니켈과 철로 형성되어 있는 것으로 믿어지고 있으며 현재 많은 학자들이 이 설에 찬동하고 있는 것이다.

 

암석권 가운데 지표에 가까운 부분(깊이 약 60km 정도)를 지각(地殼)이라고 부른다. 이것은 오늘날 연구의 대상이 되어 있다. 지표에 가깝다고 하더라도 우리들이 직접 알 수 있는 부분은 더욱 그 외각에 가까운, 아주 적은 일부이며, 세계에서 가장 깊은 우물이라 할지라도 6km밖에 안된다.

 

그러니까 지구 반경의 1/1000에도 달하지 못하니 우리들이 보는 범위는 지구의 좁은 표피에 불과하다는 것이다. 그러나 지하 수십km 이상의 깊이에 있었다고 생각되는 부분이, 긴 세월의 지각변동에 의하여 지표에 노출된 일도 있으며, 이것을 연구하므로 해서 어느 정도는 지하의 상태를 직접 알 수가 있다는 것이다. 그러나 이것도 지각의 두께에 비하면 아주 형편없는 적은 것에 불과하다 하겠다.

 

지각의 밑에서 즉 암석권의 깊은 곳에서는 높은 고온을 가진 일그러진 암석이 있다. 옛날 지구의 중심은 모름지기 이와 같은, 용광로에 부글거리는 쇳물과 같이 녹은 암석으로 되어 있는 줄만 생각하고 있었다. 그러나 현재에 있어서는 그와 같이 믿지 않고 그냥 지하의 깊은 곳에 녹은 암석성분이 이곳저곳 부분적으로 존재하고 있다는 것이 확인되어 있는 것에 불과하다.

 

이 고온으로 녹은 암석성분을 마그마라고 일컬어지며, 이 마그마는 지각의 약한 쪽을 따라 스며들어 굳어져 혹은 지표에 유출되어 굳어지면서 암석을 형성한다. 이와 같이 마구마로부터 직접 생긴 암석이 화성암이며, 지각의 많은 암석이 이것이며 모든 암석의 약 6할 이상을 점하고 있다.

 

다음에 퇴적암은 이미 생긴 암석의 파편과 화산회 등 생물의 유해 등이 물 밑바닥 혹은 육지에서 쌓이고 쌓여서 생긴 것이며 지표의 일부를 덮어 넓게 존재하며 깊은 지표에서는 형성되지 않는다. 따라서 퇴적암은 넓게 확대 형성되어 있다.

여기에 변성암은 이미 형성되어 있던 퇴적암과 화성암이 지하 깊숙한 곳에서 외부로부터의 압력과 열 등에 의하여 변질되어 생긴 것이며, 그 분포는 앞의 두 종류에 비하여 협소하다 하겠다.

 

퇴적암의 종류와 성인

퇴적암은 이전에는 수성암이라고도 했다. 그러나 그 생성은 반드시 물에 의하여 이루어진 것이 아니라 풍력에 따른 것도 있고, 혹은 일단 생성된 것이 위치를 바꾸어 높이 적상되어 이루어진 것도 있다. 예컨대 직접 마그마로부터 유래된 화산탄 같은 것도 일단 공에 분상되었다가 지표에 낙하되어 퇴적된 것이므로 최근에는 이것을 퇴적암(堆積巖)으로 보고 취급하는 것이 옳을 것이다. 퇴적암도 성인(成因)에 따라 세 가지로 나눌 수 있다.

 

① 기존의 암석이 자연의 힘에 견디지 못하여 부서져 생긴 이점토(泥粘土) 혹은 모래등이 물과 바람의 힘으로 물 밑과 육상에서 퇴적되어 생긴 것인데 이것을 쇄초암이라고 하며, 일명 기계적침전암(機械的沈澱岩)이라는 매우 어려운 이름으로도 부르고 있다. 이암(泥岩)· 역암(역암(岩)등이 즉 그것이다. 한편 화산재와 화산력, 화산 암괴등 화산 분출물의 퇴적물인 응회암· 집괴암 등이 이것에 속한다. 물론 뻘· 점토(粘土)· 모래자갈 등도 퇴적암의 범주에 속한다.


② 탄산석회와 규산이 풍부한 껍질을 가진 것을 유기적 심전암(有機的, ?澱岩) 이라고 하며 석회암과 처트가 이것에 속한다. 육안으로 볼 수 없는 미세한 생물이 두께 수10km나 되는 석회암과 처트층을 이루고 있는데 대해 우리들은 놀라지 않을 수 없다. 그러나 현재 이 시점에서도 깊은 바다 밑에서는 위로부터 침하되어 오는 미생물의 유해(遺骸)로 항상 눈보라의 경관을 보이고 있으며, 그것이 주야로 청우나 한온의 구별 없이 침하가 계속되고 있으므로 어느 연대에 이르러서는 굉장한 층이 해저에 이루어질 것이라 생각한다.


 

③ 이외에 물에 녹은 광물 성분이 침전하여 형성되는 것이 있으니 이것을 화학적 침전암이라고 부른다. 외국에서는 석고층(石膏層) 과 암염층 중에서 이성인에 속하는 것이 있으나 우리나라에서는 그 예가 적다. 단지 일부의 드로마이트 광상 등은 이성인에 속한다고 말하고 있다. 퇴적암의 특징은 사암과 혈암의 사이에 화석을 포함하고 있다.

 

석회암과 처트는 비교적 괴상(塊狀)을 하고 있으나 그것도 층상의 구조를 정시하는 부분이 있어 그 층에 의한 변화가 수석으로서 진중되는 것도 있다. 우리 수석계에 언제인가 모르게 석회암을 무조건 배척하고 있는 풍조가 일고 있는 경향이 있는데. 이것은 잘못된 인식에서 비롯된 것이다. 석회암 중에서도 진중될 만한 수석감은 얼마든지 있다는 것을 알아야 한다.

석회암은 방해석, 즉 탄산석회를 성분으로 하는 광물의 집합체로부터 치밀질로 세립질에 이르기까지 그 분포가 다양하다.

 

또한 처트에 비하면 난약하여 외력으로부터 뚫려지는 경향은 있으나 산에 대하여 저항이 약하고 탄산을 녹이는 천수가 작용하면 표면이 침식되어 기형을 보이는 수도 있다. 화학적 침전암 중에서도 탄산석회직 계통은 검고 흥미 있는 수석감이다. 석회질이란 선입감 때문에 애석인으로부터 배타당한 것은 넌센스라고 할 수 있다.

 

변성암의 종류와 성인

변성암은 기종의 화성암이나 퇴적암이 외부의 힘으로 변성되어 형성된 것이다. 이 변성 가운데 풍화나 침식과 같이 지표에서 나타내는 변화는 포함되지 않는다. 이른바 지하의 심소에서 거대한 에너지의 힘으로 생성하고 또 변질되었다고 생각하면 될 것이다. 이것도 성인에 따라 두 가지로 나눌 수 있다.


① 지하 깊은 곳에서 화성암 중의 심성암이 굳어 질 때 마그마로부터 방사된 열과 수증기, 가스, 용액 등은 주위에 있는 어떤 기존의 암석에 작용되어 그 암석의 질을 일변하고 만다. 이와 같은 작용을 접촉 변성 작용이라고 하며 변성된 암석을 접촉변성암(接觸變成岩) 이라고 부른다.

그리고 그 변질도는 열과 수증기, 가스, 용액 등이 약할수록 현저하고 그렇지 아니하면 변성이 약하게 이루어진다. 예를 들자면 기존의 화성암은 원래 화성암 자체가 열에 강하기 때문에 반응은 그리 심하지 않다. 따라서 퇴적암에 있어서는 반응을 심하게 받게 된다.

그러나 사암이라든가 혹은 역암 처트와 같이 석영분이 많은 것은 열과 기타 조건에 있어서 안정되어 있으므로 이것 또한 변성도는 약하고 돌거죽만 단단하게 될 뿐이다. 그러나 석회암과 점판암 같은 것은 반응이 대단하다 하겠다.

 

치밀질의 석회암은 순백으로 결정립의 집합체를 이룩하는 경정질 석회암, 다시 말하자면 대리석이 변질된다. 그 가운데 규회석, 투휘석, 배스브석, 석로석 등과 같은 석회분과 규산을 주성분으로 하는 광물이 새로 생긴 광물을 접촉광물이라고 하며, 순백의 결정질 석회암 중에 백색섬유상의 규회석과 녹색의 투휘석, 갈색의 배스브석, 육홍색의 석로석 등이 조립되어 여기저기 산점 된다.

 

천수 같은 것에 경정질 석회암의 표면이 어느 정도 녹아버리고 이것들의 접촉광물이 튀어나가 버린 상태는 매우 흥미 있는 상태를 자아낸다.

 

현재 수석 취미의 동향으로 보아 신 수석이란 이름으로 등장할지 모르는 일이다. 점판암이 접촉변성 작용을 받게 되면 층상의 구조는 없어지고 호온페엘스라고 하는 치밀질의 검정색 암석이 되는데, 간혹 그중에 흑운모, 홍주석, 근청석 등의 알루미늄과 규산을 주로 하는 접촉광물을 신생한다.

 

석회암의 경우는 그 성분이 탄산석회에 풍부하므로 심성암으로부터 방출되는 규산분과 결합하여 규산 석회를 주로 하는 광물을 만들고, 점판암은 규산 알루미늄에 풍부하게 함유되어 있기 때문에 규산 알루미늄을 주로 하는 광물을 만든다. 접촉광물은 반드시 모체인 퇴적암과 부체인 심성암이 지닌 성분의 결합에 의하여 탄생한 아기라고 생각하면 된다.

 

호온페엘스는 치밀하고 견고하여 연마된 것은 아름다운 광택을 내고 수석으로서 진중시 되어 왔다. 우리나라 각지에서 오석(진흙)이라고 불려지는 것은 이것에 속하는 것이 많다. 그리고 접촉변성암은 퇴적암과 심성암의 경계에 줄지어 있으며, 그로부터 점점 멀리 갈수록 변질도는 약하게 되어 드디어 변질을 받지 않은 퇴적암에 이화되기 때문에 그 분포는 그리 넓지 않다.

 

② 고 시대에 형성된 화산암과 퇴적암은 지각변동 등에 의한 동력 때문에 강대한 압력을 받은 면에 평행적으로 방향을 바꾸어 열을 지어 버린다. 그리고 어떤 광물은 압력 및 그 압력으로 인한 열 때문에 딴 광물에 변질되거나 또는 새로운 광물을 생성 할 수도 있다.

 

대체로 암석은 일반으로 판상에 깨어지기 쉬운 성질을 갖고 있으며, 심지어 종이를 차례로 얹어놓은 구조를 형성하기에 이른다. 이와 같이 생긴 변성암을 광역변성암(廣域變成岩)이라고 한다.

 

이것은 지각변동이 심하게 이루어진 지역에 따라서 넓게 분포되어 있기 때문에 이와 같은 명칭이 생긴 것이다. 퇴적암을 원암(原岩)으로한 광역변성암은 결정편암으로 일반적으로 편리가 심하게 발달된 것인데, 화감암과 같은 화성암으로부터 변질된 것을 편마암(片麻岩)이라고 부르고 편리는 그리 심하게 이루지 못한 것이 특징이다.

 

광역변성암은 생성이 오래 되었고, 따라서 그 후라고 할지라도 계속적으로 지각변동 때문에 저 견고한 암석이 종이를 구겨버린 것과 같은 습곡을 보여 주는 것이며, 암석 그 자체가 직물과 같은 문양과 함께 수석으로서 진중시 되는 것이다.

 

그런데 지금까지 기술한 것 외에도 여러 가지 명칭을 가진 암석은 수없이 많고 또 외관도 천태만상이며 복잡하기 이를 데 없다. 그러나 여하간 학술적 분류상의 위치한 것은 각기 그 암석에 따라 전문가의 견해에 따라 다소의 차이는 있으나 대체로 일정한 것이 일반적이다. 이러한 점에 비교하면 수석이 석질과 산지에 따라서 명명되어 있어, 분류상의 위치에 있어서는 무관에 속하므로 다행한 일이라 아니할 수 없다.


 

화성암의 종류와 성인

화성암은 전술한 바와 같이 직접 마그마로부터 형성된 암석이며, 이것이 굳어진 상황을 생각할 때 다음 세 가지로 분류할 수가 있다.


① 마그마가 지하의 깊은 곳에서 서서히 냉각 응고된 것을 심성암(沈成岩)이라고 한다. 이 경우 마그마의 속 안에 함유된 광물성분은 몇 종류로 분리되어 서서히 결정되어 가면서 다소의 지속은 있으나, 대체로 같은 크기의 결정입(結晶粒)으로 집합한다.

 

이와 같은 구조를 입상구조(粒狀構造)라고 하며, 화강암이 운모(雲母), 석영(石英), 장석(長石)과 거의 같은 입자로 집합에 따라 성립되어 있는 것은 그 한 가지 예로 들 수 있다. 지하 깊숙한 곳에서 굳어진 심성암이 우리들의 눈에 띄게 되는 것은 오랜 세월 때문에 그 윗부분에 있던 암석이 허물어지고 지하에서 얼굴을 노정했기 때문에다.


② 이것에 비하여, 마그마가 지각의 약한 곳에 따라 상성하여 지표에 분출했거나 혹은 지표에 가까운 곳에서 급격하게 응결된 것이 화산암이다.

 

마그마가 지하에서 이동하기 시작할 때, 그 속에는 각종의 광물이 결정을 시작하여 이것이 마그마 중에서 부동(浮動)하고 있는 양상은 마치 미음(흰죽)에서 뜨는 쌀의 입자와 같은 것이며, 지표에 유출 혹은 지표 가까운 부분에서 고결(固結)할 때는 급격히 냉각하기 때문에 광물성분은 충분하게 결정할 시간이 없어 미음의 부분은 미세한 광물의 결정이 집합되거나 심한 경우에는 결정할 수가 없어 비정질(非晶質)의 유리가 되어 그 가운데 대체로 큰 입자의 광물결정이 미음 중의 쌀입과 같은 분산되어 있다.

 

이와 같은 구조를 반상구조(斑狀構造)라고 하며, 미음의 부분을 석기(石基)라고 부르고 음립의 부분을 반정(斑晶)이라고 한다. 또한 화산의 분화구로부터 흘러나오는 용암을 마그마라고 생각하고 있는 듯하나, 지하에 있는 마그마는 더욱 많은 수분과 휘발성분은 거대한 힘으로 수증기와 가스가 되어 공중에 발산되는 것이다.

 

화산의 분연(噴煙)은 화산재, 기타의 고형물도 있으나 대체로 이와 같은 마그마로부터 방산된 가스이며 이것이 빠진 것이 용암이다. 비유하자면 마그마는 덮개를 씌운 사이다이고, 용암은 컵에 부어 방치한 기가 빠진 사이다와 같은 것이라고 생가가면 된다.

 

화산암은 용암과 같이 유출하는 것인데 암석 성분에 따라 지속(遲速)이 있어 예를 들자면 석영조면암(石英粗面岩)과 같이 유동력이 강한 것은 속히 흘러가기 때문에 암석에 무늬의 모양이 생기게 되며, 이것을 유문암(流紋岩)이란 별명까지 낳게 하였다. 단지 화산암 종류는 일반적으로 살갗이 거칠거칠하기 때문에 수석으로서는 이 문양도 실격이라 하겠다.


 

③ 이외에 심성암과 화성암 사이의 조건으로 굳어진 암석이 있어 이것을 반심성암이라고 부른다. 거대한 심성암체의 옆 부분과 화산암의 연속된 지하와 다소 깊은 곳에서 굳어진 것이 여기에 속하며, 그 분포는 양자에 비하면 적은 편이다. 화산암과 같이 반상구조(斑狀構造)를 나타내며 석기(石基)가 화산암만큼 세밀하지 않고 육안으로서도 작은 결정이 보인다. 즉, 작은 입자의 집합체로부터 형성된 석기 중에서 그것보다도 더 큰 방성이 흩어져 있는 구조인 것이다.

 

이상의 세 종류는 형성원인에 의한 분류이며, 이 연구는 학술상 대단히 중요한 것이나 현재의 상태에서 이것들을 식별하는 것은 주로 전술한 구조의 차이와 후에 말하는 그 조성광물의 융합에서 따른 것이다. 그러면 이번은 화성암을 다른 견지로부터 분류하여 보기로 한다.

이 방법은 암석을 형성하는 광물성분으로부터 알아내는 것으로, 암석은 두 종류 이상의 광물의 집합으로부터 성립되는 것인데(그중에서는 석회암과 챠트와 같이 한 종류 광물의 대량 집합으로 이루어지는 것도 있다), 그 종류는 일정한 것이 아니고 화성암 전체에 함유된 규산의 양으로 다음과 같이 분류하고 있다.

 

① 산성암- 규산성분이 66%이상.

② 중성암- 규산성분이 66%~52% 포함.

③ 염기성암(?氣性岩)- 규산성분이 52%~45%포함.

④ 초염기성암(超?氣性岩)- 규산성분이 45%이하 포함.


일반적으로 암석 그 자체를 화학분석 하지 않고서는 규산의 함유량 등을 알 수가 없는 것이라 하겠다. 그러나 잘 되어 있는 것이 암석을 만들어진 광물, 이것을 조암광물이라고 부르는데, 일반으로 본 종류는 그리 종류가 많은 것은 아니고 그와 같은 광물에 함유된 규산의 양이란 것은 거의 일정하기 때문에 암석 중에 있는 조암광물의 종류와 그 활합된 것을 볼 것 같으면 대상 알 수가 있다.

 

실제로 그냥 보는 짐작에 따라 산성암으로부터 초염기성암까지 나누어지고 있다. 규산은 화학기호에서는 SiO2 (수정)즉 2분자의 산소와 1분자의 규소의 결합으로부터 되어있고, 지각에서는 가장 많은 성분이나 그 가운데 석영은 순수의 규산이므로 SiO2 100%라고 말할 수 있다.

 또 규산분이 많은 광물을 들자면 장석류가 그것이다. 이 가운데 정장석(正長石)이라 불러지고 있는 것에 특히 많고, 사장석(斜長石)이란 무리는 많은 것부터 다소 적은 것까지 있다.

 

일반적으로 규산분이 많은 광물, 즉 석영과 장석류는 무색 혹은 백색 등을 나타내고, 색조는 담색이나 규산분이 적은 광물, 예를 들면 감람석 등은 농도가 짙은 색조를 가지고 전자는 무색광물이라 말하는데 비하여 유색광물이라고 일컬어진다.

 

이와 같은 것을 생각할 때, 규산성분이 많은 암석은 무색 광물에 풍부하다. 반면 규산분이 적을수록 무색광물은 적게 되고, 심지어는 유색 광물만이 남게 된다. 또 한 가지 깊이 들어가서 말하자면, 산성암은 희고 중성암으로부터 염기성암으로 갈수록 점점 검은 색상이 많아지고, 초염기성암(超?氣性岩)에 이르러서는 유색광물만이 되는 검은 암색을 나타내는 것이다.

 

암석의 외각은 복잡하여 한마디로 말할 수 없는 것이며, 구조에 따라서는 심성암, 반심성암, 화산암의 구별을 보고, 다음에 흰색인가 검은색인가에 따라 산성암, 중성암, 염기성암, 초염기성암을 짐작하면 암석의 이름은 저절로 머리에 올라오게 되는 것이다.

 

화성암은 마그마로부터 직접 고결되는 것이기 때문에 괴상(塊狀)을 이루고, 각 광물은 조립하고 깨어진 부분이 거칠기 일쑤다. 특히 화산암은 굳어지기 시작하여 내부의 가스가 빠지면서 곰보상태를 이룬다. 부석, 경석, 화산탄 등 거의가 가스가 빠진 것이다. 화성암은 수석으로서는 거의가 실격이며 현재 지리산, 달성, 제주에서 산출되는 것은 일부를 제외하고는 고려해 볼 문제이다.

 

化石의 기초 常識

화석이라 함은 아주 오랜 옛날에 있었던 생물의 죽음이나 그 생활한 흔적이 남아있는 것을 말한다. 즉 아주 오랜 옛날에 살던 생물이 **서 남은 것이 바다나 호수 등에 쌓여진 진흙, 모래, 자갈 속에 파묻혀있었는데 모래, 자갈 등이 차츰 퇴적되어 후에 굳은 지층으로 되어져 땅위로 솟아나서 그 지층 속에서 파낸 생물의 유물이 화석이다. 말년이 되기까지는 적어도 수 천 년 보통은 만년 이상의 세월이 흘러야 된다.

 

우리들의 생을 평균 70세로 볼 때 하나의 화석이 되기까지 걸리는 시간은 적어도 인간의 100인분 아니면 200인분의 일생을 묶어 이은 시간이 걸리는 것이 보통이다. 그뿐인가 몇 억년의 옛 화석도 적지 않은 것이다.

 

화석이 되는 과정을 그림으로 설명하여 보면,

<그림①> 오랜 옛날의 바다 밑 진흙탕에 큰 용의 사체가 옆으로 누워있다.

<그림②> 그 위에 모래나 진흙이 차례로 쌓이고 [암모나이트](조개류)의 죽은 껍질로 같이 쌓인다.

<그림③>다시 모래나 진흙이 많이 쌓여 오랜 세월이 흘러서 모래는 식물이 되고 진흙은 이암이 되고 죽은 동물이나 식물은 화석이 된다.

<그림④>지중에서 습곡작용에 의해 지층이 치솟아 오른다.

<그림⑤>지층이 지상에 나타나 강천의 흐름으로 인하여 침식되기도 한다. 여기서 용이나 [암모나이트]의 화석이 땅위의 벼랑이나 강가의 벼랑에서 발견된다.

그렇다면 일단 화석은 어떻게 되어지는 것일까? 생물 체중에서 굳은 부분 즉 뼈와 이빨이나 뿔과 껍질 등은 단단하기 때문에 썩지 않고 남게 되는 것일까?

 

그렇게 보면 우리들이 흔히 볼 수 있는 화석은 조개껍질이나 동물의 이빨과 뼈인 것이 자주 눈에 뜨인다. 그러나 만약 단단하다는 것이 화석이 되기 위한 일차적인 이유라 하면 자주 예를 들 수 있는 것같이 지구의 표면은 언제나 머나먼 옛날에 살다 죽은 짐승이나 새의 뼈로 가득 차고 바다 밑에는 조개껍질이 수없이 쌓여있다는 이야기가 된다.

 

그렇다면 고생물이 남긴 것에 광물이나 암석으로 바꿔지는 일이 중요하지 않을까? 그러나 화석 중에는 해파리 화석, 낙지의 화석 아주 옛날의 동물인 메뚜기의 화석도 있다. 그뿐 아니라 몸이 유들유들하고 뼈도 껍데기도 가지고 있지 않은 동물만 살던 시대의 지층도 있다. 자그마치 그 시대는 육 억년이나 오래된 옛날인 것이다.

 

이같이 특별한 광물로 바꿔지지 않고도 화석이 되어진 예는 무진장 있다. 그래서 화석이 되어지기 위하여 무엇보다도 중요한 조건은 틀림없이 아주 오랜 옛날에 어떤 동물이나 식물이 번성 하려는 경우는 적고 죽은 것이 물에 떠내려가던 도중에 자갈이나 모래, 진흙은 보통 자갈층이라든가 진흙층이라는 각개의 지층으로서 굳어진다.

 

이같이 화석도 화석만이 쌓여진 화석층으로 발견되는 경우가 적지 않다. 또 고생물의 모습이 하나도 상하지 않은 채 남아있는 화석으로서 쉽게 잔존하려면 물밑에서나 땅위에서나 유물이 빨리 진흙이나 모래로 크게 덮어져야 된다, 이로부터 화석은 돌로 된 것 뿐만 아니라 시베리아에서 발견된 얼음이 붙은 맘모스와 같은 것도 포함된다.

 

다음에 화석을 연구하는 이유에 대하여 생각하여보자. 지금부터 100억년전에 이태리에서 살던 덴마크 태생의 학자 스테노시는 [계속적으로 쌓여진 지층에 있어서 밑에 있던 지층은 위에 있는 지층보다도 오랜 시대에 된 것이다.] 라고 하였다.

 

이것은 지질학의 공리적 원리로 삼는 지층누중의 법칙이다. 또 하나의 원리가 있다. 그것은 [하나의 지층에는 그 지층에만 있을 수 있는 화석이 포함되어 있으며, 그 화석은 그 위의 지층에도 아래의 지층에도 포함되어 있지 않다.]라고 하는 것이다.

 

이것은 화석에 의한 지층동정의 법칙인 것이다. 지금부터 170년 전의 일이다. 영국의 측량기사 월리암 스미스는 어느 날 가끔 여가를 내어 모아놓은 화석의 정리를 하고 있을 때에 점검하는 장소에서는 어디서나 지층마다 독특한 화석의 종류가 나오고 있음을 알았다.

 

다시 말하면 어느 지층의 노두로 나와 있는 화석의 종류에 의하여 같은 지층의 계속인가 아닌가를 알 수 있지 않는가하고 생각하게 된 것이다. 스미스는 친구인 화석 수집가 (리차드슨)을 찾았다. 스미스는 리차드슨이 모아놓은 수많은 화석들 중에서 그 산지별로 맞추어 골라 보임으로써 리차드슨을 놀라게 했다. 리차드슨은 당시의 몇몇 지질가에게 편지를 내어 스미스의 생각을 선언하였다. 그와 같은 생각은 마침내 지질가의 상식으로 되어져 실제로 지질가의 야외조사 방법으로 실증 활용되어 왔다.

이리하여 화석을 이용하여 지층의 시대를 서로 비교하는 방법이 중요한 것으로 되었다. 그 후 20~30년간 많은 학자들이 지층과 화석을 연구하여 생물이나 환경이 크게 변화되어진 데에서 각 시대를 나누었는데 이것이 지질시대의 구분이다.

 

스미스와 같은 시대에 프랑스에 있던 쥬우루즈·규버에씨는 현대 생존하고 있는 생물몸체의 구조와 화석을 비교 연구하는 방법을 생각해냈다. 지층누중의 법칙과 화석에 의한 지층동정의 법칙이라는 두 가지 원리의 뜻을 잘 이해하면 화석을 공부하는 뜻에 대하여 스스로 확실하여 질 줄로 믿는다.

 

우리들은 예를 들면 향토의 지층과 화석을 조사함으로써 오랜 예부터의 생물의 변천을 알 수 있게 된다. 다시 어느 시대의 어느 화석생물이 바다에 파묻혔는가 육지에 파묻혔는가에 따라서 당시의 향토가 바다였는지 또는 대륙과 연결되어 있던 곳인지를 알게 됨으로써 자기 고장에 살고 있는 생물의 역사를 추리하여 짐작하게 된다. 또 아주 옛날에는 한국에 연이어진 아세아대륙과 일본 땅이 연결되어 있었던 것은 아니었는가 하는 고찰을 화석에 의해 추구하게 된다.

 

예를 하나 들어보면 지금부터 15만년에서 5만 년 전 쯤에 빙하시대의 빙기와 빙기의 사이에 약간 따뜻했을 때 지금의 동경 부근에는 코끼리가 걸어 다녔다는 사실이 입증되는데 그것은 코끼리의 화석이 일대의 각지에서 발견되어지고 있기 때문이다. 코끼리의 무리가 수영을 하여 바다를 건너지는 못하므로 육지를 따라 이주하여 왔다고 생각된다.

 

그렇다면 일본은 지금과 같은 섬이 아니었고 대만과 황해한국등과 한 덩어리의 육지로 연결되어 있음으로써 코끼리의 무리가 대륙과 일본을 왕래하였다고 생각할 수 있다. 오랜 옛날에 살고 있던 생물의 기록은 지층이 쌓여진 순서와 지층에 쌓여져 있는 화석을 자세히 조사함으로써 판명된다. 지금으로부터 30억년이나 20억 년 전의 시대에 이미 박테리아나 남조와 같은 것이 존재하였다는 것은 최근의 전자현미경에 의한 연구로 차츰차츰 밝혀지고 있다.

 

오늘날 6억년이상의 옛 지층에서 산호의 조상벌레, 해파리 등 소속을 알 수 없는 생물의 화석 등 그리고 껍데기가 없는 등 허리뼈가 없는 동물화석이 발견되고 있다. 5억 년 전의 옛날에는 해중에 삼엽층을 위시하여 거의가 무개추동물의 조선이 발견되고 있는 것이다. 4억년경의 옛날 개천이나 호수에는 여러 가지 형태의 껍질을 쓴 갑위어가 번성하였다. 3억년전에는 지구상에 커다란 나무들이 많이 있어 양생류가 좋아하는 못과 호수도 많았다.

 

그 후 2억년 수천만년에서 7천만년 전에 이르기까지는 간과층류의 전성시대로 옮겨져 왔다. 6천만년천 이후에는 포유류 시대가 되어져 현재까지 특히 인류가 번영하고 있다. 히말라야 산맥과 같이 몇천미터나 높은 곳도 아주 오랜 옛날에는 바다 밑이었던 곳이 있다.

히말라야 중심부에서 북쪽에는 1억년 이상의 옛 지층이 분포되어 있는데 그 지층의 석회암 중에서 바다에만 사는 패화석(조개류)이 발견된다.


그러므로 그 같이 높은 히말라야 산맥도 아득한 그 옛날에는 조개가 사는 바다 밑이었다는 사실을 알 수 있다. 화석의 고찰에 의하여 알프스, 럭키, 안데스산맥 등 세계의 대산맥도 전부 아득한 그 옛날에는 바다 밑이었다는 것을 알 수 있다.

 

다시 말해 바다 밑이 육지위로 쑤욱 솟아오른 것이므로 결국 화석의 연구에 의하여 모든 생명의 역사와 변천, 옛날의 지리변동, 옛날 기후의 흐름, 육지와 바다의 변동, 대륙이동에 관한 정보를 얻을 수 있다. 이것은 우리들의 사회관 인생관에 기초가 되는 지연관의 일부를 체험적으로 구성하게 하는 것이다.

 

여기서 하나의 문제가 있다. 초보적인 화석연구자나 애호자(취미)가 우선 부딪히는 벽이 있는데 그것은 화석의 감정을 어떻게 하느냐는 것이다. 화석의 감정이라는 것은 참으로 이 취미의 첫 번째 단계가 되는 것이다. 처음 화석을 공부하는 사람으로서 그 첫 단계를 밟아 넘기느냐 못하느냐에 따라 발전의 승패가 있는 것이므로 화석 감정에 대한 것을 우선적으로 공부해야 한다.

 

현재 형편으로는 우선 화석 감정에 관한 서적을 구해 보는 것이 지름길이다. 처음 화석에 관심을 갖고 처음으로 한 지방의 역사를 찾고자 할 때 어디서 어떻게 공부해야 좋을지 책을 보면서도 멈칫 멈칫할 경우가 있는 것인데, 이때 인내가 필요하다. 이때 다행이도 가까운 이웃에 화석을 공부하는 친구가 있다든지 선배가 있다든지 또는 화석의 전문가가 있어서 도움을 받을 수 있다면 더 이상 좋은 일은 없다.

 

또는 화석연구의 동호회가 있어서 그 회합에 가입하면 매우 커다란 도움을 받을 것이다. 화석을 배우는 가장 좋은 길은 화석에 관계되는 사람과 친교를 맺는 방법이다

 

 

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