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과학사진/국내지질

한탄강 일대의 지형1-개관 및 은대리 학습장

by 리얼 스타 2012. 7. 5.

한탄강은 강원도 평강군 - 김화 - 철원 - 경기도 포천 - 연천을 지나 임진강까지 전장 110km, 평균하폭 60m의 큰 강이며, 전반적으로 강폭이 협소하고 깊은 계곡을 형성한다.

한탄강에는 중서부 선형구조를 따르는 북북동-남남서 방향의 차탄천이 전곡에서 합류하고 동부 선형구조를 따라 흐르는 남-북 방향의 지류가 합류한다.

한탄강, 영평천 하류와 차탄천 하류는 하천의 침식작용으로 생긴 하식애(river cliff)가 거의 수직으로 발달되어 있다.

이 하식애는 평야지대를 자유곡류하며 흐르던 하천의 지반이 융기를 받아 침식작용이 활발해질 때 생기는 감입곡류 하천 양안에서 잘 나타난다.

 

철원평강 용암대지

용암류에 의하여 형성된 평탄한 대지상의 지형을 용암대지라고 하며, 주로 유동성이 큰 현무암질 용암류가 기존 지형의 기복을 메워 광대한 평탄지를 형성한 것이다.

현무암 대지는 용암류 전체의 두께가 2,000m에 이르는 곳도 있으나 용암류 한 매의 두께는 1~30m 정도로 얇고, 대부분을 파호이호이 용암(pahoehoe lava)이 차지한다.

용암대지로서 가장 규모가 큰 화산지형으로, 인도의 데칸고원이 있으며, 면적이 50에 이른다.

한반도의 용암대지로는 신생대 제4기에 형성된 백두산일대에 분포하는 개마고원과 중부지방의 철원평강, 신계곡산 용암대지를 들 수 있다.

한반도의 중부지방에는 서울-원산 구조대를 따라 북북동~남남서 방향의 단층선이 잘 나타난다.

이들 단층선에서 분출한 현무암질 용암은 기존의 하천과 골짜기를 따라 흐르며 소규모의 용암대지를 철원평강과 신계곡산 일대에 형성하였다.

 

(1) 지질개관

한탄강 지역의 지질은 경기육괴의 고원생대 장락층군을 기반으로 하여 이를 관입한 고남산 각섬암, 감악산 변성섬장암, 화강편마암, 엽리상 우백질 화강암 등의 신원생대 관입암체들이 분포한다.

그 위에 임진강대를 구성하는 연천층군의 지층들 중 최하부인 미산층이 주로 분포하고, 그 상위에 대광리층과 천덕산층이 분포한다. 미산층의 중~하부에는 각섬암이 빈번하게 산출되며, 석탄기 초의 엽리상 각섬석화강암이 미산층을 관입한 소규모 암맥으로 산출된다.

중생대 심성암류는 두 화강암체가 있다.

 그 중 하나인 쥐라기 대보화강암류는 한탄강 남쪽 지역인 서울에서부터 포천지역까지 산출되는 흑운모 화강암이다.

이 화강암류의 연대는 약 184백만 년(기원서 외, 2005)이다. 다른 하나는 백악기 명성산화강암으로서 포천북부와 철원지역에 각각 관입 산출되고 있으며, 연대는 약 112백만년(황재하와 김유홍, 2007)으로 알려졌다.

철원분지는 전곡읍 북부에서 철원읍 남부에 이르는 지역에 북쪽으로 좁아지는 타원형태로 발달되어 있으며, 이곳에는 쇄설성 퇴적층, 화산쇄설암, 용암류 또는 관입 화산암류 등으로 구성된 백악기 철원층군이 분포한다.

철원층군의 연대는 백악기 후기에서 제3기 전기에 해당된다.

궁평리-장탄리-백의리 일대에는 응회암 및 응회질 퇴적암으로 구성된 화산암층이 분포한다.

응회질 퇴적암은 대부분 현무암질 쇄설물을 많이 포함하는 응회질 역암, 사암, 이암 등으로 구성된다. 이 화산암층은 장탄리의 소위 자살바위로 알려진 현무암체에 의해 관입당한다.

이 관입한 현무암은 '장탄리 현무암'(이대성 외, 1983)으로 연대는 73Ma(Lee, 1989)94Ma(이윤수 외, 2001)으로 보고된 바 있다.

신생대 제4기 현무암은 한탄강 현무암으로 부르며, 한탄강, 영평천 하류, 차탄천 하류, 임진강 등의 양안에 분포하고, 전곡지역과 철원지역에서는 용암대지를 이룬다.

 

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1. 은대리 학습장

은대리 학습장은 한탄강의 지류인 차탄천 하류에 위치하고 있다. 차탄천은 제4기 현무암 대지와 변성암(연천층군의 미산층) 사이를 흐르고 있다.

변성암은 침식에 의해 완만한 경사를 이루고 있지만, 현무암은 절리의 침식으로 인해 수직 절벽을 이루고 있다.

 

3회 정도의 용암 분출 흔적(용암의 분출경계1, 2)이 보이며 수직으로 발달한 주상절리와 수면 아래쪽에는 미고결 역암층인 백의리층이 분포한다.

변성암은 퇴적암이 변성작용을 받아 생성된 것이기 때문에 퇴적암의 특징을 가지고 있으며, 매우 큰 횡압력을 받아 물결모양처럼 휘어진 습곡구조도 관찰할 수 있다.

이 퇴적기원 변성암은 석회암층과 사암층이 교대로 퇴적되어 층리를 형성한다.

 

 

 

 

 

매우 큰 횡압력을 받아 물결모양처럼 휘어진 습곡구조

 

 

 

 

현무암 바로 아래에는 얇은 층후(<5m)의 미고결 하성퇴적층인 백의리층이 분포하는데, 이 층은 자갈()과 모래, 흙으로 구성된다. 이 층에서는 역들이 물의 흐름에 대하여 저항을 최소로 하는 방향으로 배열되면서 만들어진 퇴적구조인 인편상구조를 볼 수 있다.

 

 

 

 

현무암과 편마암의 접합지대로 현무암의 판상 절리가 나타난다. 현무암이 급속 냉각되며 생성되었으며 외관은 풍화에 의해 황토색으로 보이나 절단면은 현무암 고유의 흑색이 나타난다.

 

 

 

 

각섬암 속의 석류석 암석 속에보면 둥근 광물들이 들어 있는데, 이것이 바로 석류석이다. 석류석은 중온 중압에서 만들어지는 광물이다. 따라서 이 암석은 온도가 5백도에서 6백도 정도, 깊이는 20에서 30km까지 들아갔다가 지표로 나오는 환경에서 생성된 것이다.

 

 

 

 

 

 

2. 장탄리 부정합

한탄강과 만나는 동남쪽 자살바위의 아래에는 미산층이 기반암으로 있고, 미산층을 엽리상 각섬석 화강암이 관입하였다. 미산층 위를 중생대 백악기의 현무암질 응회암이 부정합으로 덮고 있으며, 다시 이들 암석을 산성 응회암이 부정합으로 덮고 있다. 그리고 강 건너편에서는 신생대 제4기의 현무암이 미산층을 부정합으로 덮고 있어서 세 번의 부정합을 볼 수 있다.

엽리상 각섬석 화강암은 청산면 장탄교 인근 한탄강 남측 하안 및 창수면 신흥리 남부에서 미산층 하부의 석회질규산염암을 관입한 소규모 암맥으로 산출된다. 각각 3m 6m 정도의 두께를 갖는 엽리상 화강암맥으로 분포하는 장탄교 인근에서의 이 암석은 알카리장석의 구성비가 높아 풍화색은 담홍색을 띠고, 세립의 기질에 3mm 이하의 장석 결정을 포함한다. 이 화강암맥은 전반적으로 강한 연성전단작용의 영향으로 압쇄화되어 있다. 이 암석의 구성광물은 알카리장석, 사장석, 석영, 각섬석, 석류석, 흑운모, 석영 등이다. 석영의 구성비는 일반적으로 20%이상 차지한다. 엽리상 감섬석 화강암은 연천층군의 지질시대를 알 수 있는 유일한 암체로서, 저어콘 U-Pb의 연대측정을 실시한 결과 약 342백만년 정도로 석탄기 초기에 해당한다.

미산층 위에는 2매의 현무암이 부정합으로 덮고 있다. 아래 현무암에는 베개용암이 관찰되는 것으로 보아, 물 속에서 냉각되었다는 것을 알 수 있다. 아래 현무암과 위 현무암 사이에는 적은양의 고토양층이 나타나는데, 두 현무암의 분출시기에 약간의 차이가 있음을 알 수 있다.

 

 

 

이곳에 분포하는 응회암은 궁평층으로 청산면 장탄리, 궁평리, 백의리, 등에 분포한다. 이곳에서는 편암층과 미산층 상위에 부정합으로 놓여 있으며, 대부분 응회질 역암으로 구성되어 있다. 응회질 역암은 규암, 편암, 현무암, 이암 블록을 포함하며, 그 모양과 크기가 매우 다양하고 불균질하다. 응회암은 주로 담록색 내지 녹회색의 래피리 응회암으로 구성되어있다.

 

 

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