전북진안의 운장산일대에 분포하는 백악기 홍색 흑운모 화강암류는 연구지역의 동부와 서부에서 각각 원형 및 타원형의 독립된 암체로 발달한다. 서부 화강암체의 흑운모연령 (K/Ar 법)은 백악기초기(김옥준, 1971)로 보고된 바 있어, 같은 암석학적 특성을 가지는 동부암체도 거의 같은 시기의 것으로 해석된다. 동부와 서부 화강암체에는 공동구조(miarolitic)가 도처에서 산점상으로 발달하며, 이들은 부분적으로 다소 큰 형태를 이루기도 한다. (중략)
지표의 기복은 암석의 차별적 풍화와 침식을 반영하므로, 기복의 형성에서 암석이 차지하는 몫을 이해하는 것은 중요하며 이 문제는 근대지형학의 발달 초기부터 중요하게 다루어져 왔다(권혁재, 2002).(Picture Omitted) 대구분지 북쪽 분수계를 이루고 있는 팔공산의 기반암은 중생대 백악기 말부터 제 3기초기에 걸쳐 백악기 퇴적암인 경상누층군을 관입하여 형성된 불국사화강암이다.(중략)
동중국과 우리나라 경상분지에 분포하는 백악기초기 화성활동의 지구화학적 특징을 고찰하였다. 동중국에 분포하는 암상은 피크라이트-현무암-안산암-조면암-유문암 및 황반암의 분출암과 반려암-섬록암-몬조니암-섬장암-화강암 및 휘록암의 관입암체로 다양하다. 이들은 고-칼륨 칼크-알칼리 내지는 쇼쇼나이트 계열에 속한다. 경상분지의 하양층군 속에 협재되어 있는 화산암은 같은 계열의 현무암질 조면안산암이다. 미량원소(Zr, Nb, Y)를 이용한 현무암류의 생성 지구조환경 분류도에서, 이들은 대개 판내부환경 현무암류의 범주에 도시된다. Sr-Nd 동위원소상관도에서 북중국지괴와 북 남중국지괴의 충돌대에 분포하는 현무암류는 대개 맨틀배열 보다 매우 부화된 동위원소비를 가진다. 남중국지괴 현무암류의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 비는 북중국지괴의 범위와 유사하나 ${\varepsilon}_{Nd}$ 값은 북중국지괴에 비하여 상대적으로 높은 편이다. 북중국지괴와 충돌대의 현무암류들은 대개 낮은 $^{206}Pb/^{204}Pb(t)$ 비를 가지는 것이 특징이며, $^{207}Pb/^{204}Pb(t)$-$^{206}Pb/^{204}Pb(t)$ 상관도에서 지오크론의 왼쪽에 도시된다. 남중국지괴 현무암류는 지오크론의 오른쪽에 도시되며, 상대적으로 높은 방사기원 Pb 동위원소비를 가진다. 하양층군 현무암류는 Sr-Nd과 Pb-Pb 동위원소 상관도에서 북중국지괴 현무암류의 범주 내에 도시된다. 오랜 기간 동안 변성교대작용에 의해 지구화학적으로 부화된 암석권맨틀이 위 현무암류를 생성한 근원물질로 추정된다. 백악기초기의 확장응력장에서 발생한 연약권의 용승이 열원이 되어 암석권맨틀의 부분용융이 가능하였을 것이다. 암석권맨틀을 부화시킨 매체로는 엽렬되어 침몰된 하부지각이 재활성화되어 생성된 액, 섭입된 양쯔지괴 대륙지각 기원 액 내지는 섭입된 고태평양판 기원의 유체/액 등을 들 수 있다.
2007년 11월에 천연기념물 제487호로 지정된 화순군 서유리의 백악기 화석산지는 수각류 발자국 보행렬, 식물화석, 건열, 연흔, 수평층리 등 고환경을 연구하는데 중요한 자료들을 포함한다. 이 백악기 퇴적층은 하부에 직경 5-40 cm의 다양한 성분의 화산암역을 함유하며, 후기의 화순안산암에 의해 덮인다. 백악기 퇴적층과 동시퇴적된 6시료의 화산암역과 이 지층을 덮는 화순안산암 2시료를 대상으로 전암을 이용한 K-Ar법 절대연대측정을 실시하였으며, 그 결과 백악기말의 투로니안(90-70 Ma)에서 신생대 초기인 플라이오세($63.4{\pm}1.2$, $62.1{\pm}1.2$ Ma)에 해당한다. 연대측정 결과 백악기 퇴적층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기에 대한 최대지질연대는 약 70 Ma이다. 이 연대는 여수 사도지역에서 공룡발자국을 포함하는 백악기층의 퇴적시기(71-66 Ma)와 서로 대비될 가능성을 시사한다.
백악기 경상누층군의 하양층군에 속하는 신라역암의 화산암력들에 대한 각섬석 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 연대측정을 실시하여 $113.4{\pm}2.4(2{\sigma})$ Ma의 결과를 얻었다. 이 연대는 Aptian의 최상부 시기이다. 기존의 절대연령 측정결과를 종합검토하여 하양층군을 구성하는 각 층들의 퇴적시기를 다음과 같이 한정할 수 있었다. 진동층의 퇴적은 약 96∼97Ma의 시기로부터 15Ma 정도 지속되었다. 이는 Cenomanian 중에 퇴적이 시작되어 Santonian 까지 퇴적된 것은 거의 확실하며, Campanian의 하부까지 포함할 가능성이 높다. 이 연구에서는 Campanian의 초기인 81~80Ma의 시기를 하양층군과 유천층군의 경계시기로 제안한다. 신라역암의 퇴적시기는 Albian 초기, 함안층의 퇴적시기는 Albian의 나머지와 Cenomanian까지로 볼 수 있다. 칠곡층의 퇴적은 Aptian 최후기에 걸쳐 일어났을 가능성이 높은 것으로 추정된다.
백악기 풍암 퇴적분지는 강원도 흥천군 서석면과 횡성군 청일면 일대에 분포하는데 퇴적층은 역암, 사암, 이암과 화산 쇄설암으로 구성되어 있으며 분지는 주향이동 단층대를 따라 발달한 단층 연변 침하지 (fault margin sag) 또는 횡압축 분지 (transpressional basin)로서 생성된 것으로 추정된다. 분지 형성 초기에는 단층 경계로 접촉하고 있는 주변의 기반암과 근원암으로부터 초기엔 많은 양의 쇄설성 퇴적물을 선상지 환경 하에서 공급받았으나, 후기에 이르러는 주변 지역에서의 화산 분출에 의한 화산 쇄설물의 추가 공급으로 호성과 선상지 환경 하에 두꺼운 퇴적층이 축적되었다. 풍암분지 퇴적층을 구성하는 사암은 기질의 함량이 높고 장석이 풍부한 장석질 잡사암 내지 암편질 잡사암에 해당된다. 퇴적층의 하부에서 상부로의 광물조성의 뚜렷한 변화는 관찰되지 않으며, 지역에 따라서도 광물조성의 별다른 차이를 보이지 않는다. 풍암분지 퇴적암 내에 포함되어 있는 화산암편과 화산쇄설물 및 관입화산암에 대한 절대 연령 측정 결과 퇴적층 내 함유된 화산암과 퇴적 후 관입한 화산암은 대략 $70{\~}84$ Ma의 비슷한 연대를 보이고 있는데 이는 퇴적층의 형성 이전과 퇴적작용 진행 중에, 그리고 퇴적층 생성 이후에 여러 번에 걸쳐 화산암의 생성과 화산쇄설물의 분출이 이루어졌음을 지시해주는 것이다. 즉 퇴적분지의 샌성과 퇴적물의 유입과 분지 충진, 그리고 퇴적 직후의 화산암 관입과 분출이 백악기 후기의 비교적 짧은 기간 내에 연속적으로 발생했고 이러한 급격한 지구조 운동과 화산활동의 영향으로 풍암 퇴적분지 퇴적층은 전반적으로 지구조 우세의 전형적인 퇴적상인 조직적으로 미성숙한 조립질 쇄설성 퇴적상을 보이는 것으로 추정된다.
자그로스 습곡대는 신생대 시기에 아라비아 판과 유라시아 판이 충돌하며 형성되었다. 이 습곡대는 터키에서 호르므즈 지역까지 북서-남동 방향으로 2,000 km 이어진 산맥을 이룬다. 전세계 석유의 약 8%가 자그로스 산맥(충상단층)의 전면부에 발달한 습곡으로 이루어진 배사구조에 집적되어 있다. 지금까지 알려진 자그로스 지역의 5개 석유시스템 가운데 백악기 중기-마이오세 초기 석유 시스템의 원시 자원량이 가장 많다. 백악기 중기-마이오세 초기 석유 시스템의 근원암은 Kazhdumi층과 Pabdeh층으로 석유 생성 이상으로 숙성되었으며, 저류암은 Bangestan층군(Sarvak, Ilam층)과 Asmari층이며, 덮개암은 증발잔류암층인 Gachsaran층과 셰일 층인 Gurpi층이다. Bangestan층군과 Asmari층에 트랩되어 있는 원유는 90%이상이 Kazhdumi층에서 기원하였고 그 외 나머지 원유는 Pabdeh층에서 기원하였다. 데즈풀만 지역에서 고각의 배사구조를 이루고 있는 Asmari, Sarvak, Khami층은 이미 많은 부분이 탐사된 반면 좀더 깊은 곳에 위치한 퇴적층과 저각의 소규모 배사구조는 아직 탐사되지 않았다. 그러므로 이 지역의 개발 잠재력은 자그로스 습곡대 석유시스템의 이해를 필요로 한다.
암석에 대한 풍화특성 연구는 시공간적 제약으로 인한 어려움이 따른다. 이 연구는 경상남도 김해시 일대에 분포하는 백악기 화강암에 대하여 물리적 및 화학적 풍화과정을 인공적으로 재현하고 풍화진행에 따른 암석의 지질공학적 특성변화를 고찰하였다. 인공풍화과정에 의하여 시료의 탄성파속도는 현저하게 감소하였으며 공극률 및 흡수율은 뚜렷하게 증가하였다. 초기 풍화등급이 높은 암석일수록 인공풍화과정에 따른 물성변화의 폭이 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 공극률, 흡수율 및 탄성파속도는 연구지역의 화강암에 대한 풍화지수로 유용하게 사용할 수 있다. 물리적 및 화학적 풍화과정이 복합적으로 일어나는 조건에서 암석풍화는 더욱 촉진된다. 이 연구에서 복합적인 풍화과정을 재현한 연구방법은 암석의 풍화특성을 규명하고 예측하는 데에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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