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화절층

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목차

1. 개요

화절층은 강원특별자치도 영월군 산솔면 직동리 화절치 마을에서 유래된 지층 이름으로, 꽃꺾이재에서 유래된 이름이다. 이 지층에서는 삼엽충과 코노돈트 화석이 발견되었으며, 캄브리아기에서 오르도비스기에 걸쳐 형성된 것으로 밝혀졌다. 화절층은 지역에 따라 셰일, 사암, 석회암 등으로 구성되며, 삼척탄전, 정선군, 영월군 등 다양한 지역에서 발견된다. 웹툰 《달이 내린 산기슭》에 등장하기도 한다.

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화절층
암석 단위 정보
이름화절층
시대고생대
시기캄브리아기
[[태백고생대자연사박물관]]에 전시된 조선 누층군 화절층의 삼엽충 화석 ''Asioptychaspis subglobosa''의 모습이다. 이 화석은 화절층 최하부의 ''Asioptychaspis'' 화석대에서 산출된다.
태백고생대자연사박물관에 전시된 조선 누층군 화절층의 삼엽충 화석 Asioptychaspis subglobosa의 모습. 이 화석은 화절층 최하부의 Asioptychaspis 화석대에서 산출된다.
유형퇴적암
주암질석회암, 셰일
나머지 암질점판암
이름 유래강원특별자치도 영월군 산솔면 직동리 화절치(花折峙, 꽃꺼끼재) 마을
명명고바야시 (1935)
지방강원특별자치도
상위 단위조선 누층군
하위 단위세송이회암층원 (→세송층)
하부화절층원
화절규암층원
상부화절층원
하층세송층
상층동점층
두께최대 200 m (삼척시)
350 m (태백시 동점동)
60 m (석개재)
지역강원특별자치도 동해시, 삼척시, 태백시, 정선군, 영월군
충청북도 단양군

2. 지층 이름의 유래

화절층이라는 이름은 강원특별자치도 영월군 산솔면 직동리에 있는 화절치(花折峙) 마을에서 유래되었다. 화절치는 백운산과 하이원리조트 서쪽, 영월군 직동리에서 정선군 사북리로 넘어가는 고개로, '''꽃꺼끼재'''(꽃꺾이재)라고도 불린다. 화절(花折)은 꽃 화(花) 자와 꺾을 절(折) 자를 쓴다.[5]

3. 화석

화절층에서는 삼엽충과 코노돈트를 비롯한 다양한 화석이 발견되어 캄브리아기-오르도비스기 경계 연구에 중요한 역할을 한다. 여러 학자들에 의해 다양한 화석대(생층서대)가 설정되었다.

고바야시(1966)는 화절층에서 약 100종에 달하는 화석을 보고하고, 5개의 화석대로 구분하였다. 이병수와 이하영(1988)은 화절층 하부에서 코노돈트를 발견하고, 지질 시대가 상부 캄브리아기라고 보고했다.[6] 이하영(1975)은 태백시 동점 지역의 화절층에서 코노돈트 화석을 발견하였다.[7]

이병수(1989)는 태백시 북부 하사미동 상부 화절층을 연구하여 코노돈트 화석군에 의해 3개의 생층서단위로 구분하였고, 화절층의 지질시대 상한이 오르도비스기 최하부로 연장됨을 밝혔다.[9] 이병수(1992)는 ''Fryxellodontus inornatus-Monocostodus sevierensis-Semiacontiodus lavadamensis'' 화석 군집대를 처음으로 제안하고, 캄브리아기와 오르도비스기의 경계가 이 군집대의 최하위 층준에 설정되었다고 보았다.[11]

이병수와 이종덕(1993)은 캄브리아기와 오르도비스기의 경계를 규명하기 위해 백운산 향사대의 화절층 최상부 7개 단면을 연구하였다. 연구 결과, 캄브리아기와 오르도비스기의 경계는 ''Cordylodus proavus'' 생층서대와 ''Semiacontiodus nogamii'' 생층서대 사이이며, 화절층 최상부는 오르도비스기 최하부에 해당한다고 밝혔다.[12]

손장원과 최덕근(2005)은 태백시 구문소 부근에서 삼엽충 화석대를 설정하여 세송층과 화절층의 경계를 설정했다.[13] 손장원과 최덕근(2007)은 화절층 기저부에서 삼엽충 화석대를 찾아냈다.[1]

이병수와 서광수(2008)는 석개재 단면에서 코노돈트 화석대를 확인하였다.[14] 이병수(2014)는 직동 계곡 막골 단면에서 화절층 최하부의 ''Proconodontus'' 화석대를 세분화했다.[15] 이병수와 박영숙(2015)은 화절층 최상부를 ''Fryxellodontus inornatus-Monocostodus sevierensis-Semiacontiodus lavadamensis'' 생층서대로 설정했다.[16]

3. 1. 삼엽충 화석

고바야시(1966)는 화절층에서 약 100종의 화석을 발견하고, 하부로부터 ''Prochuangia'', ''Chuangia'', ''Kaolishania'', ''Dictyites'' (삼엽충) 및 ''Eooithis'' (완족류)의 5개 화석대(帶)로 구분했다. 손장원과 최덕근(2005)은 태백시 구문소 부근의 세송층과 화절층에서 ''Kaolishania'', ''Ptychaspis'' 삼엽충 화석대를 새로 발견하여, 세송층 최상부에 ''Kaolishania'' 화석대를, 화절층 최하부에 ''Ptychaspis'' 화석대를 설정했다.[13] 이를 통해 세송층과 화절층의 경계는 두 화석대 사이에 놓이게 되었다. 또한, 고바야시가 구분한 화절층 4개 층원 가운데 최하부와 하부층원을 세송층에 포함시켰다.[13]

손장원과 최덕근(2007)은 화절층 기저부에서 ''Asioptychaspis'', 그 위에서 ''Quadraticephalus'' 삼엽충 화석대를 추가로 발견했다. 이 연구에서는 ''Micragnostus'' sp., ''Pseudagnostus planulatus'', ''Koldinioidia'' sp., ''Hamashania pulchera'', ''Hamashania'' sp. cf. ''H. busiris'', ''Asioptychaspis subglobosa'', ''Changia'' sp., ''Quadraticephalus elongatus'', ''Lophosaukia orientalis'', ''Lophosaukia?'' sp., ''Tsinania canens'', ''Tsinania'' sp., ''Haniwa sosanensis''과 같은 삼엽충 화석이 산출되었다.[1]

3. 2. 코노돈트 화석

이병수와 이하영(1988)은 화절층 하부에서 ''Furnishini furnishi'', ''Oneotodus gallatini'' 등의 코노돈트를 발견하고, 화절층을 ''Proconodontus'', ''Eoconodontus notchpeakensis'', ''Cambrooistodus minutus'', ''Cordylodus proavus'', ''Fryxellodontus inornatus-Monocostodus sevierensis-Semiacontiodus lavadamensis'' 화석대(생층서대)로 구분했다. 이들의 연구에 의하면 화절층의 지질 시대는 상부 캄브리아기이다.[6]

이하영(1975)은 태백시 동점 지역의 화절층에서 ''Oneotodus nakamurai'', ''Proconodontus tricarinatus'', ''Proconodontus gallatini'', ''Proconodontus tenius'' 3종 4속의 코노돈트 화석을 발견하였다.[7]

이병수와 이하영(1988)은 백운산 향사대 남익에 분포하는 화절층 18개 단면에서 총 5,820개체의 코노돈트 화석과 ''Phosphannulus universialis''를 산출했다. 그리고 밑에서부터 ''Proconodontus'', ''Eoconodontus notchpeakensis'', ''Cambrooistodus minutus'', ''Cordylodus proavus'' 4개 화석대로 구분하였으며 이들은 중국, 북미의 상부 캄브리아기 화석군과 잘 대비된다고 보았다. 이들은 이 지역의 캄브리아기-오르도비스기 경계는 화절층 최상부에 놓일 것으로 보았다.[8]

이병수(1989)는 태백시 북부 하사미동 상부 화절층의 코노돈트 생층서 연구를 수행했다. 4개 단면 36개 표품에서 1,498개체의 코노돈트가 산출되었고 이들은 17속 30종으로 분류되었으며 ''Teridontus'' n. sp.가 신종으로 보고되었다. 코노돈트 화석군에 의해 상부 화절층은 하부로부터 ''Proconodontus'', ''Cambrooistodus minutus'', ''Cordylodus proavus'' 3개 생층서단위로 구분되었다. 그리고 최하부 오르도비스기 종인 ''Fryxellodontus inornatus''가 화절층 상부 경계 직하 23.4 m 층준에서 산출되어 화절층의 지질시대 상한은 오르도비스기 최하부로 연장된다.[9]

이병수(1990)는 백운산 향사대 북부인 정선군 사북 지역의 상부 화절층에서 산출된 코노돈트 화석을 바탕으로 ''Proconodontus'', ''Eoconodontus notchpeakensis'', ''Cambrooistodus minutus'', ''Cordylodus proavus'' 4개 생층서대를 설정했다. 그러나 화절층 최상부의 노출이 좋지 않아 캄브리아기와 오르도비스기의 명확한 경계를 설정하지는 못하였다.[10]

이병수(1992)는 ''Fryxellodontus inornatus-Monocostodus sevierensis-Semiacontiodus lavadamensis'' 화석 군집대를 처음으로 제안했다. 그리고 캄브리아기와 오르도비스기의 경계는 이 군집대의 최하위 층준에 설정되었다.[11]

이병수와 이종덕(1993)은 캄브리아기와 오르도비스기의 경계를 규명하기 위해 백운산 향사대의 화절층 최상부가 드러난 단면을 연구하였다. 영월군 중동면 직동리 두무골, 상동읍 구래리 이연내골, 태백시 동점동, 하사미동 절골, 정선군 사북읍 사음대, 남면 마차재, 신동읍 예미 7개 단면에서 채취한 32개 표품에서 모두 524개체의 코노돈트 미화석이 산출되었다. 이 화석들로 밑에서부터 ''Proconodontus'', ''Cordylodus proavus'', ''Semiacontiodus nogamii'' 생층서대를 설정하였다. ''Proconodontus'' 생층서대에서는 ''Proconodontus muelleri'', ''Cambrooistodus cambricus'', ''Eoconodontus notchpeakensis'', ''Teridontus nakamurai'' 등의 화석이 산출되었으며 모든 종의 지질시대는 상부 캄브리아기에서 하부 오르도비스기에 걸친다. ''Cordylodus proavus'' 생층서대는 최상부 캄브리아기에서 최하부 오르도비스기에 걸쳐 산출되는 ''Cordylodus proavus''가 처음으로 나오는 층준부터 ''Semiacontiodus nogamii''의 최초 출현 직하부까지이다. ''Semiacontiodus nogamii'' 생층서대는 화절층 최상부에 설정되었으며 ''Semiacontiodus nogamii'', ''Semiacontiodus lavadamensis'', ''Fryxellodontus inornatus'', ''Monocostodus sevierensis'', ''Utahconus utahensis'', ''Eoconodontus notchpeakensis'' 등이 산출된다. 세계적인 연구 결과와 대비해 볼 때 캄브리아기와 오르도비스기의 경계는 이 연구에서 설정된 ''Cordylodus proavus'' 생층서대와 ''Semiacontiodus nogamii'' 생층서대 사이이다. 따라서 화절층 최상부는 오르도비스기 최하부에 해당한다.[12]

이병수와 서광수(2008)는 석개재 단면에서 이름이 정해지지 않은 최하부의 화석대와 ''Proconodontus'', ''Eoconodontus notchpeakensis'', ''Cambrooistodus minutus'' 코노돈트 화석대를 확인하였다. 이들 4개 화석대는 북중국, 북미, 호주의 동일 화석대와 대비될 수 있다. 21개 샘플에서 575개체의 코노돈트 화석이 산출되었고 가장 우세한 종은 ''Eoconodontus notchpeakensis''과 ''Proconodontus muelleri''이다. 이 외에 ''Granatodontus asymmetrica'', ''Phakelodus elongatus'', ''Prosagittodontus eureka'', ''Teridontus nakamurai'', ''Phosphannulus universalis'' 등이 산출되었다. 이 연구에서 ''Cordylodus proavus'' 그리고 ''Monocostodus sevierensis-Semiacontiodus nogamii-Fryellodontus inornatus'' 화석대는 인지되지 않았다.[14]

이병수(2014)는 직동 계곡 막골 단면에서 화절층 최하부의 ''Proconodontus'' 화석대를 밑에서부터 ''Proconodontus tenuiserratus'', ''Proconodontus posterocostatus'', ''Proconodontus muelleri'' 생층서대로 구분했다. 막골 단면은 백운산 향사대 한가운데에 위치한 두위봉 남쪽 사면에 위치하며 화절층에서 992개체의 코노돈트가 산출되었다.[15]

이병수와 박영숙(2015)은 화절층 최상부를 ''Fryxellodontus inornatus-Monocostodus sevierensis-Semiacontiodus lavadamensis'' 생층서대로 설정했다. 이 생층서대의 주요 생물종은 ''Fryxellodontus inornatus'', ''Hirsutodontus hirsutus'', ''Monocostodus sevierensis'', ''Semiacontiodus lavadamensis'', ''S. nogamii'', ''Utahconus utahensis'', ''Cordylodus proavus''이다. 연구 결과 방터골 단면에서 511개, 매산골 단면에서 488개의 코노돈트 화석이 산출되었다.[16]

4. 지역별 암상

화절층은 풍촌 석회암층을 정합으로 덮는 셰일, 사암 및 석회암의 누층(累層)으로, 하부는 세송층(당시에는 세송층을 독립된 지층으로 인정하지 않았다)으로 세분되며 주로 셰일과 사암으로 구성된다. 세송층 상위의 석회암은 충식(蟲蝕) 석회암으로 특색 있는 풍화면을 보여준다. 화절층의 두께는 180m~200m이다.[17]

화절층은 지역에 따라 암상에 차이를 보인다.


  • 정선군에서는 녹회색 점판암과 담회색 석회암이 주로 나타나며, 셰일이 협재되기도 한다.
  • 삼척-태백 지역에서는 암상을 기준으로 4개의 층원으로 구분되는데, 세송이회암층원, 하부화절층원, 화절규암층원, 상부화절층원이다. 그러나 세송이회암층원은 세송층으로 분리되어 화절층에서 제외되었다.
  • 영월군에서는 석회암과 셰일이 미세하게 호층(互層)을 이루며, 충식(蟲蝕) 구조를 나타내는 부분이 많다.
  • 울진군 성류굴 주변의 화절층은 주로 리본암(ribbon rock)으로 구성되어 있으며, 대기층과의 점이적인 경계를 잘 보여준다.

4. 1. 정선군

정선군에서는 주로 녹회색 점판암과 담회색 석회암으로 구성되어 있으며, 일부 셰일이 협재되어 있다. 최하부에서는 녹회색-암녹색 사질 점판암, 녹회색 점판암, 담회색 석회암이 반복적으로 나타나며, 상부로 갈수록 담회색 석회암과 녹회색 점판암이 호층(互層)을 이루는 리본암이 우세하게 나타나고, 일부 소규모 습곡이 관찰되기도 한다. 습곡의 영향으로 지역에 따라 지층의 주향 방향 및 경사가 심하게 변하는 경향이 있다.[18][19]

정선군 남면 지역에서는 풍촌 석회암층 상위에 북동 30~60°방향으로 넓게 대상 분포한다. 이 지층은 주로 녹회색 점판암, 담회색 석회암, 회색 판상 니질석회암, 암회색 세립사암, 암회색 사질 점판암, 회색 이회암(Marl) 등으로 구성되며 대체로 하부에는 녹회색-암녹색 사질 점판암, 녹회색 점판암, 암회색 사질 셰일 등이 우세하고, 상부는 담회색 석회암과 녹회색 점판암이 호층으로 발달한다. 이와 같은 암상의 특징에 따라 이 층은 하부 점판암 우세대와 상부 호층대로 세분된다. 하부 점판암 우세대의 중부 구간에는 2~5 m의 회색 석회암과 이회암이 협재되며 평력암(flat pebble conglomerate)도 빈번하게 협재된다. 상부 호층대는 주로 녹회색 점판암과 담회색 석회암이 호층을 이루는 리본암(ribbon rock)으로 구성되며 풍화 양상은 충식 구조(vermicular structure)를 나타낸다.[20]

4. 2. 삼척탄전 (삼척시, 태백시)

정창희(1969)는 삼척탄전 지구에서 화절층에 대한 정밀조사를 통해 암상을 기준으로 화절층을 4개의 층원으로 구분하고 하부로부터 세송이회암층원, 하부화절층원, 화절규암층원, 상부화절층원으로 명명하였다. 세송이회암층원은 청회색, 황회색 내지 암회색의 이회암으로 구성되며 지층의 두께는 동점 지역에서 약 10 m, 상동광산 부근에서 석회암 박층과 교호되며 약 30 m이다. 하부화절층원은 충식 석회암으로 구성되며 두께는 0~100 m이다. 화절규암층원은 두께 1~5 m의 규암과 두께 1 m 이하의 석회암의 교호대로 구성된다. 규암층은 녹회색, 적회색을 띠고 석회암은 회색을 띠며 지층의 일반적인 두께는 20 m이다. 외관상 동점 규암층과 혼동될 수 있으나 화절규암층원 내에 협재되는 석회암의 존재로 동점 규암층과 구별할 수 있다. 상부화절층원은 두께 1~4 m의 회색 석회암과 이에 협재되는 두께 0.5 m 이하의 석회암역암의 교호대로 구성된다.[1] 그러나, 화절층 최하부인 세송이회암층원은 나중에 독립된 지층 단위인 세송층으로 분리되어 이를 화절층에서 제외시키면 화절층은 3개의 층원으로 구분된다.

삼척-고사리 지질도폭에 의하면 화절층은 하부의 풍촌 석회암층과 점이적이고 정합적인 관계를 가지고 있으며 암갈색 내지 암녹색 셰일 또는 점판암을 주로 하는 하부와 니질석회암을 주로 하는 상부층으로 구성된다. 도계읍 동부에 넓게 분포하고 하장면 지역에서 풍촌석회암층을 따라 분포한다. 본 층의 두께는 곳에 따라 약간의 차이는 있으나 최대 200 m에 달한다.[1]

화절층 상부의 니질(泥質)석회암은 석회질 부분이 렌즈상 또는 단괴상(團塊狀)의 구조를 이루고 있어 그의 풍화표면은 충식(蟲蝕) 석회암의 특징을 이룬다. 본 층 내에는 탄산염 역암 또는 각력암이 지층 사이 또는 불규칙한 형태로 들어 있다. 각력들은 석회이암, 어란상 입자암, 니질석회암과 셰일 등이며, 이들은 퇴적물이 고결(固結)되기 전에 재침식, 운반, 퇴적되어 형성된 것으로 해석된다.[1]

삼척시 도계읍 무건리 산 86-1 (N 37°15'33.22", E 129°06'34.83")에 위치한 삼척 무건리 이끼폭포는 화절층 내에 발달하며 탄산염암 성분과 이암 내지 이회암 성분이 호층을 이루는 윤회암이 특징적이다. 주변의 화절층 노두와 진입로에는 요철 구조가 뚜렷한 충식 석회암 또한 잘 관찰된다.[21]

장성 지질도폭(1967)에 의하면 화절층은 주로 사질 내지 니질(泥質)암인 세송층에 비해 회색 석회암과 회색 석회질 셰일의 호층(互層)으로 층리가 잘 발달한다. 세송층과 평행한 주향과 경사를 유지하며 지층의 두께는 250~300 m이다.[22]

태백시 장성동 산 79 (메밀들1길 64, N 37°05'40", E 129°00'57")에는 황지천 도로변 절벽에 화절층이 길이 100 m, 높이 20 m에 걸쳐 연속적으로 드러나 있으며 해성기원의 저탁암층이 반복되어 나타난다. 하부로부터 석회암역암-평행엽층리 발달 입자암-사엽층리 발달 입자암-석회질이암 순으로 구성된다.[1]

이승규(2018)에 의하면 태백시 동점동 지역에서 화절층의 주향은 보통 북서-북동 방향이며, 30-40°로 지형과 지층의 경사가 비슷하여 화절층이 넓게 분포하고 있다. 연구지역의 암상은 주로 암회색~회색 점판암, 담회색 석회암이 함께 이루어진 리본암으로 구성되어 있다. 최하부 약 5 m 에는 회색과 암갈색 점판암이 나타나며 최상부에는 갈색 셰일이 협재되기도 한다. 화절층에는 대체적으로 담회색 석회암과 암갈색 점판암으로 구성된 리본암이 가장 우세하며 지층의 두께는 약 350 m이다.[26]

4. 3. 석개재 단면

석개재 단면에서 60 m 두께로 드러난 화절층은 셰일과 탄산염암이 우세한 부분이 순환한다. 화절층에서는 상부 캄브리아기의 ''Quadraticephalus'' 그리고 ''Mictosaukia'' 화석군이 인지된다.[27]

4. 4. 영월군

풍촌 석회암층을 정합으로 덮는 지층으로 석회암과 셰일이 미세하게 호층(互層)을 이루며 풍화면은 충식상(蟲蝕狀)을 나타내는 부분이 많다. 영월군 김삿갓면 옥동리의 동측 산지에서 노출이 잘 되며, 옥동천의 남측 절벽에서 잘 보인다. 본 지층에는 셰일층이 빈번하게 협재되어 있다. 두께는 200m 내외로서 동점 규암층에 의해 정합적으로 덮인다.[28]

4. 5. 울진군 성류굴

성류굴 주변의 화절층은 삼척, 태백 일대에 분포하는 화절층과 같이 주로 리본암으로 구성된다. 특히 성류굴 주변의 노두는 대기층과 화절층의 점이적인 경계를 잘 보여주고 있다.[29]

5. 대중 매체

조선 누층군을 주제로 한 웹툰 《달이 내린 산기슭》에 세송층과 화절층의 정령이 등장한다. 화절은 갈색 머리에 꽃을 꽂은 발랄한 여성이고, 세송은 머리를 틀어 올리고 블라우스와 롱 스커트를 입은 차분한 여성으로 서로 절친한 단짝 친구 사이다.[1] 1930년대에 세송층과 화절층으로 정립되었으나 1962년 태백산지구지하자원조사단이 세송층의 존재를 인정하지 않고 화절층에 통합시키면서 실체화할 힘은 물론이고 존재 자체가 위태로운 지경에 이르렀다. 그러나 오원경의 연구로 세송층이 다시 분리되면서 되살아났다.[1] 화절은 자신의 영역이 줄어드는데도 세송층의 구별이 원경에 의해 명확해져 세송이 실체화할 힘을 얻자 매우 기뻐했고, 감사의 뜻으로 원경의 외모에 대한 조언을 해 준다.[1]

참조

[1] 저널 Furongian trilobites from the Asioptychaspis and Quadraticephalus zones of the Hwajeol Formation, Taebaeksan Basin, Korea https://www.proquest[...] 2007-12
[2] 저널 A review of the stratigraphy of the Lower Paleozoic Joseon Supergroup (하부 고생대 조선누층군 층서 재고찰) https://www.dbpia.co[...] 2021-08
[3] 웹인용 Stratigraphy and Paleontology of the Samcheog Coalfield, Gangweondo, Korea (Ⅰ) (江原道 炭三田陟의 層序 및 古生物) https://www.dbpia.co[...] 대한지질학회 1969-03
[4] 저널 Sedimentological Study on the Pungchon and the Hwajeol Formations, Gangweon-do, Korea 江原道에 分布하는 農村 및 花折層에 關한 堆積學的 硏究) https://www.dbpia.co[...] 1981-12
[5] 웹사이트 국토지리정보원, 1970년대 구지도 참조. https://map.ngii.go.[...]
[6] 웹인용 삼척-고사리도폭 지질보고서 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1994
[7] 저널 Conodonts from the Upper Cambrian formations, Kangweon-Do, South Korea (南韓, 江原道地域의 上部캠브리아系에서 產出된 코노돈트 化石群) https://www.dbpia.co[...] 1975-09
[8] 저널 Upper Cambrian Conodonts from the Hwajeol Formation in the Southern Limb of the Baegunsan Syncline, Eastern Yeong-weol and Samcheog Areas, Kangweon-Do, Korea (江原道 寧越-三陟地域, 白雲山向斜 南翼에 分布하는 花折層의 上部 캄브리아系 코노돈트) https://www.dbpia.co[...] 1988-12
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