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면산층

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목차

1. 개요

면산층은 강원특별자치도 태백시 동점역 부근에 분포하는 지층으로, 태백시와 삼척시, 봉화군의 경계에 위치한 면산에서 이름이 유래되었다. 이 지층은 선캄브리아기의 화강편마암 위에 부정합으로 놓이며, 하부에는 역암, 상부에는 사암 및 실트암으로 구성되어 조류가 우세한 조간대 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다. 면산층은 타이타늄 함량이 높고, 전기 캄브리아기에 형성된 것으로 추정되며, 한국지질자원연구원은 경동과 함께 면산층의 타이타늄과 철 광상을 공동 개발할 예정이다.

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면산층
기본 정보
이름면산층
시대고생대
시기캄브리아기
유형퇴적암
주 암질사암과 이암
나머지 암질역암
이름 유래강원특별자치도 태백시 및 삼척시, 경상북도 봉화군 면산
위치강원특별자치도 태백시 면산 일대
상위 단위조선 누층군
하층선캄브리아기 기반암, 홍제사 화강암
상층묘봉층
두께100 m

2. 지질학적 위치 및 특징

'''면산층'''(Myeonsan formation영어, 綿山層)은 강원특별자치도 태백시 동점역 부근 동점 단층 동쪽에 분포하는 지층이다. 태백시와 삼척시, 봉화군의 경계에 위치한 면산(1246.2 m)에서 이름이 유래되었다. 조선 누층군 장산 규암층과 대비되는 이 지층은 선캄브리아기 화강편마암을 부정합으로 덮고, 7 m 두께의 역암으로 이루어진 하부와 약 100 m 두께의 암회색 사암 및 실트암으로 이루어진 상부로 구성된다.[1][2][3]

김정률과 정창희(1987)는 동점 단층 동부에서 조선 누층군 장산 규암층과 암상이 다른 면산층이 연속적으로 분포하는 것을 발견하였다. 이들은 면산층이 장산 규암층과 같이 화강편마암 위에 부정합으로 놓이고 묘봉층에 의해 정합으로 덮이며, 표준 화석이 발견되지 않았으나 층서적으로 장산 규암층과 대비된다고 하였다.[4]

2. 1. 분포 지역

면산층은 동점-면산-연화 II 광산-철암 지역과 샘터-묘봉-덕풍계곡 지역에 분포한다.[5] 동점-연화 II 광산과 묘봉-덕풍 지역에서 북동 주향에 북서 경사를 보인다.[5] 면산층의 하한은 기저 역암층 혹은 담색의 사암층과 선캄브리아기 화강암질 편마암 사이에 놓이고, 상한은 묘봉층의 사암 내에 협재되는 어두운 색의 사암과 점판암 사이에 놓인다.[5]

2. 2. 구성 암석 및 퇴적 환경

면산층은 주로 사암, 이암, 기저 역암으로 구성되며, 주된 화학 성분은 이산화 규소, 산화 철(III), 이산화 타이타늄, 산화 알루미늄 등이다. 선캄브리아기 편마암과 접하는 기저 역암은 철암에서 0 m, 오정골에서 10 m, 평균 1 m의 두께를 보인다. 면산층 전체 두께는 평균 90 m이며, 연흔과 건열 구조가 나타난다. ''Skolithos''와 ''Laevicyclus''와 같은 흔적 화석이 산출되어 지질시대는 전기 캄브리아기로 추정된다.[5] 조류가 우세한 조간대 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다.[1][2][3]

3. 화학 성분 및 타이타늄 함량

면산층은 주로 이산화 규소(SiO2), 산화 철(III)(Fe2O3), 이산화 타이타늄(TiO2), 산화 알루미늄(Al2O3) 등으로 구성된다.[5] 한국지질자원연구원 탐사 결과에 따르면, 면산층에는 대규모 티타늄과 철이 매장되어 있을 것으로 예상되며, 티타늄 예상 자원량은 8,500만t 이상으로 추정된다.[8][9][10]

3. 1. 타이타늄 함량 변이

조선 누층군의 다른 지층에 비해 면산층의 평균 타이타늄 함량은 4.3%로 최소 10배 이상의 함량을 보인다. 그러나, 면산층의 타이타늄 함량은 최소 0.51%에서 최대 21.36%로 변이가 심하게 나타났으며, 이는 면산층 내에 타이타늄이 함유된 사질(沙質)암과 니질(泥質)암이 교호 반복되는데 사질 부분은 니질 부분보다 타이타늄의 함량이 상대적으로 높기 때문이다.[6]

3. 2. 타이타늄 광물 조성 변화

유병용 외(2020)는 삼척시 가곡면 풍곡리의 면산층과 그 상하부의 묘봉층 및 홍제사 화강암을 대상으로 Ti-Fe 산화광물의 산상과 지화학 조성 등을 조사하였다. 조사 결과 면산층의 금홍석과 적철석 함량은 하부에서 상부로 갈수록 감소하며 금홍석과 티탄철석의 이산화 타이타늄(TiO2) 함량도 상부로 갈수록 감소하는 것으로 나타났다. 이는 면산층의 티타늄이 상부로 가면서 광물군과 티타늄 함량이 순차적으로 변하는 고철질 화성암체의 풍화에 기인하였음을 지시한다.[7]

3. 3. 삼방산층과의 화학 성분 비교

면산층은 조선 누층군 최하부 지층인 삼방산층에 비해 이산화 티타늄(TiO2)과 산화 철(III)(Fe2O3) 함량이 높다.[11] 이는 면산층에 마그네타이트(magnetite)와 티탄철석(ilmenite)이 더 많이 포함되어 있기 때문이다. 아래 표는 강원특별자치도 영월군과 태백시에 분포하는 조선 누층군 최하부 지층인 삼방산층과 면산층의 화학 성분을 비교한 것이다.

지층태백시 면산층영월군 삼방산층
시료MS 1MS 2MS 3MS 4SM 1SM 3SM 4SM 8
주요 성분 (%)
이산화 규소76.5251.9763.8968.7466.8458.2782.3473.02
산화 알루미늄5.575.616.756.6614.2116.137.119.81
이산화 티타늄2.8810.845.432.960.871.140.500.50
산화 철(III)7.9724.2615.9212.887.3010.984.447.85
산화 망가니즈0.280.300.090.140.020.030.080.05
산화 마그네슘1.522.413.294.072.242.940.812.78
산화 칼슘2.150.650.310.710.060.200.060.14
산화 나트륨0.000.360.420.700.010.040.000.00
산화 칼륨0.590.961.400.684.525.012.922.27


4. 타이타늄 광상 개발 및 경제적 가치

한국지질자원연구원은 광산 개발 전문기업 경동과 함께 태백·삼척·봉화 지역 면산층의 타이타늄·철 광상 공동 개발을 추진하고 있다. 한국지질자원연구원은 2012~2015년 이 일대를 탐사하여 대규모 티타늄과 철이 있을 것으로 예상하였다.[8][9][10]

4. 1. 광상 규모 및 예상 자원량

면산층에는 연장 10 km 이상, 광체 폭 10~50 m, 심부 연장 200 m 이상의 대규모 광상이 분포한다. 타이타늄 예상 자원량은 8천500만t 이상으로 추정된다.[8][9][10]

4. 2. 개발 현황 및 전망

2023년 현재 10곳에서 시추작업이 진행 중이며, 향후 3~4년 동안 추가 시추가 이루어질 예정이다. 시추 결과를 바탕으로 광산 개발 사업성을 판단할 수 있을 것으로 보인다.[8][9][10] 면산층 타이타늄 광산 개발은 한국의 전략적 자원 확보에 기여할 수 있을 것으로 전망된다.

참조

[1] 저널 A review of the stratigraphy of the Lower Paleozoic Joseon Supergroup (하부 고생대 조선누층군 층서 재고찰) https://www.dbpia.co[...] 2021-08
[2] 저널 Taebaek Group (Cambrian-Ordovician) in the Seokgaejae section, Taebaeksan Basin: a refined lower Paleozoic stratigraphy in Korea https://www.proquest[...] 2004-06
[3] 웹인용 The Jangsan and Myeonsan formations (Early Cambrian) of the Taebaek Group, mideast Korea: depositional processes and environments https://www.proquest[...]
[4] 저널 The Precambrian-Cambrian Boundary in the East of the Dongjeom Fault, Gangweon-do, Korea 江原道 銅店斷層 東部에서의 先캠브리아-캠브리아系의 境界) https://www.dbpia.co[...] 1987-06
[5] 저널 Stratigraphy of the Myeonsan Formation in Samchenggun, Kangwondo and Ponghwagun, Kyongsangbukdo (강원도 삼척군 및 경상북도 봉화군에 분포하는 면산층의 층서학적 연구) https://www.dbpia.co[...] 1991-06
[6] 저널 분광분석과 기계학습기법을 활용한 조선누층군 타이타늄 함유 면산층 탐지 (Detection of Titanium bearing Myeonsan Formation in the Joseon Supergroup based on Spectral Analysis and Machine Learning Techniques) https://scienceon.ki[...] 2022
[7] 저널 가곡면 면산층 내 Ti-Fe 산화광물의 산상 및 조성변화 (Occurrence and compositional variation of Ti-Fe oxide minerals in the Myeonsan Formation, Gagokmyeon, South Korea) https://www.dbpia.co[...] 2023-06
[8] 뉴스 지질연, 민간 기업과 태백·삼척·봉화 타이타늄·철 광산 개발 https://www.sciencet[...] The Science Time 2022-04-01
[9] 뉴스 무려 8,500만 톤! 대규모 티타늄 광맥 발견 https://www.ytn.co.k[...] YTN 2023-01-16
[10] 뉴스 '꿈의 소재' 티타늄 대규모 광맥...광산 개발되나? https://www.youtube.[...] YTN 2023-01-16
[11] 웹인용 강원특별자도 영월과 태백지역에 분포하는 조선누층군 최하부층(삼방산층과 면산층)의 암석학적-지구화학적 비교분석 http://www.riss.kr/s[...] 2011


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