문곡층
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1. 개요
문곡층은 대한민국 태백산 지역에 분포하는 지층으로, 요시무라(1940)에 의해 처음 명명되었으며 삼태산층으로 불리기도 했다. 영월군, 단양군, 제천시 등 지역별로 다양한 암상과 층서적 특징을 보이며, 석회암을 중심으로 돌로마이트, 셰일 등이 나타난다. 이 지층에서는 코노돈트, 삼엽충, 필석 등 다양한 화석이 발견되어 지질 시대와 고생태 환경 연구에 중요한 자료가 된다.
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| 문곡층 | |
|---|---|
| 암석 단위 정보 | |
| 이름 | 문곡층/삼태산층 |
| 시대 | 고생대 |
| 시기 | 오르도비스기 트레마도시안 |
 | |
| 유형 | 퇴적암 |
| 주암질 | 석회암, 돌로마이트 |
| 나머지 암질 | 셰일, 이회암, 석회암역암 |
| 명명 | 요시무라 (1940) |
| 지방 | 강원특별자치도 |
| 상위 단위 | 조선 누층군 |
| 하위 단위 | 가람층원, 배일재층원, 점말층원, 두목층원 |
| 하층 | 와곡층 (흥월리층) |
| 상층 | 영흥층 |
| 두께 | 200 m |
| 지역 | 영월군, 제천시, 단양군 |
2. 명칭
요시무라(1940)에 의해 처음으로 문곡층이 지정되었으며, 태백산지구지하자원조사단(1962)에 의해 '''삼태산층'''으로 불리기도 하였으나, 현재는 문곡층이라는 명칭을 더 많이 사용한다.[1]
문곡층은 암석의 종류(암상)에 따라 여러 층원으로 구분되며, 영월군, 단양군, 제천시 등 지역별로 다양한 특징을 보인다.
3. 층서 및 암상
최상국과 김상률(2002)은 영월군 배일재와 남애리의 문곡층 상부에서 ''Adelograptus'', ''Callograptus'', ''Dendrograptus'', ''Dictyonema'', ''Psigraptus'' 등의 필석 화석을 발견하고 ''Adelograptus'', ''Psigraptus'', ''Dendroid'' 생층서대를 설정하였다.[13] 김택자 외(2003)는 영월군 한반도면 후탄리 화병마을의 문곡층 상부에서 ''Dendrograptus'' sp., ''Callograptus curvithecalis'', ''Adelograptus tenellus'', ''Adelograptus'' sp., ''Psigraptus jacksoni'' 4속 5종의 필석 화석을 발견하였으며, 이는 대한민국에서 두 번째, 세계에서 6번째로 보고된 것이다. 이들 화석은 문곡층 상부가 후기 트레마독절 초기임을 알려준다.[14]3. 1. 층서 구분
김동희와 최덕근(2000, 2002)은 문곡층을 암석의 종류에 따라 밑에서부터 가람층원, 배일재층원, 점말층원, 두목층원의 4개 층원으로 구분하였다. 두께 29~55 m의 기저부 가람층원은 주로 리본암과 입자암~팩스톤으로 구성되고 석회암역암 그리고 전 영월층군과 문곡층을 통틀어 유일한 '''처트'''층이 협재된다. 두께 28.6~35 m의 배일재층원은 (담)회색의 괴상 돌로마이트 단일 암상으로 구성된다. 두께 30~51 m의 점말층원은 리본암과 석회암역암이 교호하고 때때로 상부에 입자암~팩스톤이 협재된다. 두께 41.2~77 m의 두목층원은 리본암, 입자암~팩스톤, 석회암역암, 이회암과 셰일로 구성된다. 삼엽충 화석의 산출로 가람층원 최하부에서 ''Yosimuraspis'', 점말층원 기저부에서 ''Kainella'', 두목층원에서 ''Shumardia'' 생층서대가 인지된다. ''Trilobagnostus coreanicus'', ''Asaphellus'', ''Shumardia pellizzarii'', ''Hystricurus'', ''Apatokephalus hyotan'', ''Dikelokephalina asiatica''과 같은 삼엽충 화석이 산출되는 ''Shumardia'' 생층서대는 태백층군의 두무골층 및 후기 트레마독(Tremacdoc) 시기와 대비된다.[10][11]
손장원, 김동희, 최덕근(2001)은 삼태산 일대의 지질을 조사하고 이 지역의 문곡층이 영월군 지역 문곡층 상부의 화석과 일치한다고 하였다. 영월 지역에서 설정된 층원을 적용하면 단양군 삼태산 부근에는 문곡층 점말층원과 두목층원이 분포한다. 점말층원 최하부에서는 중기 트레마독절(Tremadoc)을 지시하는 삼엽충 화석 ''Asaphellus'' sp. 한 종이 발견되었고, 어상천면 석교리의 두목층원에서는 완족동물과 ''Shumardia'' 생층서대에 속하는 삼엽충 ''Micragnostus coreanicus'', ''Shumardia pellizzari'', ''Koraipsis spinus'', ''Apatokephalus hyotan'', ''Asaphellus'' sp., ''Hystricurus megalops'', ''Dikelokephalina asiatica'' 화석들이 발견되었다.[12]
최상국과 김상률(2002)은 영월군의 배일재와 남애리의 문곡층 상부에서 ''Adelograptus'', ''Callograptus'', ''Dendrograptus'', ''Dictyonema'', ''Psigraptus'' 등의 필석 화석을 발견하고 ''Adelograptus'', ''Psigraptus'', ''Dendroid'' 생층서대를 설정하였다.[13] 김택자 외(2003)는 영월군 한반도면 후탄리 화병마을의 문곡층 상부에서 ''Dendrograptus'' sp., ''Callograptus curvithecalis'', ''Adelograptus tenellus'', ''Adelograptus'' sp., ''Psigraptus jacksoni'' 4속 5종의 필석 화석을 발견하였다. 이는 대한민국에서 두 번째로 보고된 것이며 세계에서 6번째로 보고된 것이다. 문곡층 상부에서 산출된 이들 화석에 의해 ''Adelograptus'', ''Callograptus-Dendrograptus'', ''Psigraptus'' 3개의 필석 생층서대가 인지되었다. 필석 화석은 문곡층 상부가 후기 트레마독절(Tremadoc) 초기임을 지시한다.[14]
3. 2. 지역별 암상
문곡층은 영월군, 단양군, 제천시 등 지역별로 다양한 암석 종류(암상)를 보인다.3. 2. 1. 영월군
영월군 북면 마차리 부근의 문곡층 석회암은 주로 치밀한 괴상(塊狀) 석회암이고 상, 하부에 약간의 석회암력으로 된 역암을 포함하며 상부에 점토질 괴상 석회암이 있다. 본 층의 상, 하부 경계는 각각 와곡층과 영흥층의 돌로마이트질 석회암과 접하여 있어 지질 경계는 쉽게 구별된다.
1989년 영월군 북면 마차리 산 147-6 (N 37°15'20.26", E 128°26'50.25") 도로변을 따라 드러난 문곡층에서 천해에서 형성된 폭풍 기원의 퇴적암층이 발견되었다. 이 지역의 문곡층은 돌로마이트질 석회암과 돌로마이트가 반복되며 부분적으로 셰일층이 나타난다. 역암, 화석편(skeletal)과 펠로이드 입자(peloidal)들로 구성된 입자암 내지 와케스톤, 이암 등으로 구성된 폭풍 퇴적층에는 침식 기저면, 점이 층리, 사층리 등이 나타난다.[15][16]
영월군 남면 북쌍리 남애 단면에서 문곡층은 이회암/셰일과 석회암-이회암/셰일 교호, 석회역암, 돌로마이트질 석회이암, 입자암, 탄산염암 등으로 구성된다. 두께 52 m의 가람층원은 돌로마이트질 석회암 및 이암과 처트로 구성된 18 m의 하부와 돌로마이트질 석회이암, 괴상 돌로마이트으로 구성된 34 m의 상부 탄산염암 구간으로 구성되고 그 경계에 소규모 충상단층이 있다. 두께 17 m의 배일재층원은 (암)회색의 두꺼운 돌로마이트로 구성된다. 두께 12 m의 점말층원은 석회암-이회암/셰일 교호상, 돌로마이트질 석회이암, 탄산염암과 사이에 협재된 석회역암으로 구성된다. 두께 67 m의 두목층원은 이회암, 석회암-이회암/셰일 교호상, 돌로마이트질 석회이암, 탄산염암이 미터 규모의 윤회퇴적층을 구성하며, 석회역암 등이 협재된다.[17]
3. 2. 2. 단양군
단양 지질도폭(1967)에 의하면 문곡층은 주로 충식석회암이 우세하며 호상, 판상, 엽리상 석회암과 얇은 층의 돌로마이트 및 규질암 등이 수반된다. 충식석회암은 적성면 하리 일대에 현저하다. 이들의 풍화면은 나무 줄기의 껍질과 같은 인상을 보이거나 층리면에 관계없이 고르지 못한 표면으로 되어 있다. 이러한 충식상은 석회질 부분과 점토 부분이 불규칙하게 혼재되어 양자의 침식 차이에 의한 것으로 석회질 부분이 먼저 용해된 후 점토 부분이 남아 풍화면 상에 불규칙한 돌출부를 형성한다. 이 지층은 한강 서북부의 광범위한 석회암 카르스트 지대를 형성하고 있는 석회암층이다. 적성면과 어상천면에서 가장 잘 발달하며 도담역 동부에 위치한 석회암 광산들도 이들 삼태산층 분포지역에 위치한다.[18]
태백산지구지하자원조사단(1962)은 단양군 어상천면과 영춘면의 경계에 위치한 삼태산(875.8 m)에 분포하는 지층을 '''삼태산층'''이라 명명하고 지질도에는 삼태산 일대에 삼태산층이 분포한다고 표기했다. 그러나, 손장원, 김동희, 최덕근은 2001년 삼태산 일대를 조사하고 기존에 표기된 '삼태산층'이 사실은 대부분 마차리층에 해당한다는 것을 확인했다.[1]
3. 2. 3. 제천시
제천시 지역에서 문곡층(삼태산층)은 주로 석회암 지대로 구성되며, 서쪽으로 갈수록 상위 지층인 서창리층에 의해 덮여 분포 면적이 줄어든다. 이 지층은 석회암, 석회규산염암, 혼펠스 등으로 세분화된다.[20]
삼태산층 석회암(Ols)은 연한 회색이나 암회색을 띠며, 진흙 성분이 얇은 층으로 여러 번 끼어 있는 판상 석회암이 특징이다. 작은 습곡(미습곡)이 발달해 있으며, 치밀하고 덩어리진 형태도 많이 나타난다. 판상 석회암과 번갈아 나타나며, 화강암과 맞닿은 부분에서는 재결정되어 당정질(설탕과 같은) 구조를 띠어 풍화에 약하다. 금성면 위림리에서는 화강암에 포획된 석회암이 거의 재결정되어 농업용 석회 비료로 채취되고, 지표에는 테라로사가 두껍게 형성된다. 단양군 적성면 각기리 부근에서는 진흙 성분이 많이 끼어 있어 석회질 부분과 차별적인 풍화, 침식으로 인해 충식 석회암(벌레 먹은 듯한)을 볼 수 있으며, 흥월리층과 단층으로 접촉하는 곳에서는 단층 각력암과 단층경면이 관찰된다. 비봉산(530.2 m) 지역의 석회암은 진흙 성분이 섞인 판상 석회암이 우세하고, 산 아래쪽은 덩어리 형태가 많다. 반면 청풍면 계산리 도로변 산등성이에서는 석회질 셰일 또는 천매암질 조직을 보이는 석회질암이 심하게 작은 습곡을 이루어 벌레 먹은 듯한 모습을 띠는데, 진흙 성분이 석회질보다 많아 풍화 침식으로 심한 요철이 형성된다. 수름산 단층 서쪽의 삼태산층은 상부에 서창리층이 넓게 덮여 있어, 청풍면 부산리-단돈리, 사오리, 장선리 등에 국부적으로 분포한다.[20]
삼태산층 석회규산염암(Olsi)은 화성암과 접촉하여 규소 성분이 많아진 석회암층이다. 규화 작용에 의한 열변성뿐만 아니라 접촉 교대 작용으로 인해 이차적으로 생성된 광물을 가지기 때문에 녹회색이나 갈색을 띠는 다양한 변질암을 볼 수 있다. 완전히 변질되지 않은 석회질 부분이 남아 있기도 하다. 제천시 금성면 동막리의 구진산(484.6 m) 북쪽 사면에는 치밀하고 단단하며 약간의 방해석 맥이 있는 석회규산염암이 산사태로 쌓인 돌무더기(애추)를 형성하며, 금성면 대장리 서부에는 규화된 백색의 석회규산염암이 분포한다. 금성면 중전리-월굴리의 당두산(당부산, 496 m) 동쪽 산기슭 지역의 구당두광산의 기반암이 된 이 암석은 다양한 변질 양상을 보이는데, 인근에 관입된 페그마타이트의 영향이 큰 것으로 보인다.[20]
삼태산층 혼펠스대는 석회암이 열변성으로 생성된 것이다. 현재 중앙고속도로 제천터널이 지나는 결매령(結梅嶺) 남동쪽의 펠사이트(felsite)에 의해 변질된 것으로 보인다. 이 혼펠스대는 결매령 남동부에서 주향(지층의 방향) 북서 20~35°, 경사 남서 70°의 편리(줄무늬)가 남아 있으면서 금수산 규암층과 나란한 띠 모양의 분포를 보인다. 매우 작은 규모로 백색 돌로마이트가 남아 있는데, 이는 흥월리층의 원래 돌로마이트가 아니라 삼태산층의 석회암이 돌로마이트화 된 것으로 보인다.[20]
황강리 지질도폭(1965)에는 삼태산층이라고 명시되어 있지 않고 '''대석회암층군 석회암'''(Ols)이라 되어 있으나, 영월 및 제천 지질도폭으로부터 연속적으로 분포되어 삼태산층과 동일한 지층으로 간주된다. 도폭 내에서 청풍호를 중심으로 주변 지역인 청풍면, 수산면, 덕산면 일대에 다소 넓게 분포하며, 백색 또는 회색의 덩어리진(괴상) 석회암 또는 회백색~암회색의 판상 석회암으로 구성된다. 이 암석은 백색 석회질 및 암회색 석회질 부분과 진흙 성분(니질)이 번갈아 나타나 줄무늬(호상) 구조를 보인다. 청풍면 연론리, 한수면 덕곡리, 덕산면 신현리와 도전리 등에서 서창리층에 의해 부정합으로 덮이나, 덕산면 북부에서는 석회규산염암이 이 지층 상부에 놓이고, 덕산면 도기리 등에서는 대동 누층군에 의해 부정합으로 덮인다. 지역에 따라 주향과 경사가 모두 다른데, 수산면 괴곡리에서는 북서 25~50°및 남서 40°, 덕산면 도기리와 도전리 그리고 청풍면 실리곡리에서 대체적으로 북동 10~70°의 주향과 북서 30~75°의 경사가 우세하며, 이곳에서도 역시 경사가 반대인 부분이 있다. 전체적으로 이 암석의 주향과 경사는 국부적 또는 지역적으로 비교적 심한 변화를 보이는데, 이는 습곡과 단층에 의한 것으로 생각된다. 이 지층은 습곡 및 단층에 의한 교란과 화강암의 관입으로 정확한 두께를 알 수 없다.[21]
금성면 월굴리(도로명주소 : 제천시 금성면 청풍호로 1316)에 드러난 금월봉 석회암은 청풍대교 가기 전 낮은 구릉 위에 있는 석회암 노두로, 단층과 습곡 등 다양한 지질 구조가 관찰된다. 휴게소에서 금월봉 방향으로 가면서 붉은색으로 변질된 노두가 관찰되는데, 이것은 남-북 방향의 단층이 발달한 흔적으로 이곳을 따라 석회암 층리의 방향이 변한다.[22]
2024년 4월 현재 제천시 금성면 월굴리 지역에서는 국지도 제82호선와 지방도 제532호선의 도로 개량 공사가 진행되고 있어 곳곳에 삼태산층의 노두가 드러나 있다.
4. 화석
문곡층에서는 다양한 화석이 발견되어 지질 시대를 결정하고 고생태 환경을 이해하는 데 중요한 역할을 한다.
박기현, 최덕근, 김정환(1994)은 문곡층 기저층원의 화석군(화석군 A)에서 산출되는 삼엽충 Yosimuraspis영어, Jujuyaspis영어, Pseudokainella영어 등은 전기 트레마도시안(Tremadocian)의 시기를 지시하며, 문곡층 상부층원의 화석군(화석군 B)는 대부분 후기 트레마도시안 시기에 전 세계적으로 넓게 서식하였던 삼엽충들로 구성된다고 설명하였다.[6]
김동희와 최덕근(1999)은 영월군 북면 성황동 부근에 분포하는 문곡층 중부에서 전기 오르도비스기 삼엽충 Leiostegium영어을 발견하였다.[8]
4. 1. 삼엽충 화석
문곡층에서는 Yosimuraspis영어, Jujuyaspis영어, Leiostegium영어, Shumardia영어 등 다양한 삼엽충 화석이 발견된다.김동희와 최덕근(2000, 2002)은 삼엽충 화석을 기반으로 문곡층에 Yosimuraspis영어, Kainella영어, Shumardia영어 생층서대를 설정하였다.[10][11] 가람층원 최하부에서는 Yosimuraspis영어 생층서대가, 점말층원 기저부에서는 Kainella영어 생층서대가, 두목층원에서는 Shumardia영어 생층서대가 인지된다. Shumardia영어 생층서대에서는 Trilobagnostus coreanicus영어, Asaphellus영어, Shumardia pellizzarii영어, Hystricurus영어, Apatokephalus hyotan영어, Dikelokephalina asiatica영어 같은 삼엽충 화석이 산출되며, 이 생층서대는 태백층군의 두무골층 및 후기 트레마독절(Tremadocian) 시기와 대비된다.[10][11]
4. 2. 코노돈트 화석
원문주와 이하영(1977)은 영월군 북면 마차리에 발달된 문곡층에서 산출되는 코노돈트 화석을 연구하고, 문곡층의 코노돈트 화석군이 상부 트레마도시안(Tremadocian)에 속하며 화절층 상부(?)의 화석군과 대비된다는 사실을 알아냈다.[1] 이 연구에서 코노돈트 화석은 모두 232개체가 산출되었고 식별이 가능한 화석은 190개체이다. 코노돈트 화석은 대체로 상부보다는 하부에서 많이 산출되었으며 최상부에는 매우 적다. 화석들은 11속 34종으로 분류되었으며 문곡층 전반에 걸쳐 고른 분포를 보여 화석대를 형성하지 못한다. 화석군에는 ''Drepanodus'', ''Oneotodus'', ''Scolopodus'' 등이 우세한 것으로 보아 하부 오르도비스기의 화석군임을 나타낸다.화석군 중 ''Acontiodus staufferi'', ''Acontiodus iowaensis'', ''Scolopodus quadraplicatus'', ''Scolopodus triplicatus'', ''Scolopodus gracilis''등은 모두 상부 트레마도시안(Tremadocian)에서 하부 아레니시안(Arenigian)의 층서 범위에서 산출되어 비교적 한정된 범위를 지시한다. 그밖에 하부 Arenigian 지층에서 보고된 바 없는 ''Oneotodus nakamurai'', ''Oistodus minutus'', ''Oneotodus'' cf. ''rotundatus'', ''Paltodus utahensis'', ''Acontiodus nogami'' in, gen. et. sp. A(?) (''Acontiodus'' cf. ''propincus'' by Müller) 등은 트레마도시안(Tremadocian)까지만 산출되는 것들이다. 또한 하부 Arenigian을 지시하는 표준 화석이 없어 본 화석군은 트레마도시안(Tremadocian)에 한정된 화석군임을 알 수 있다. 예외적인 것은 ''Oneotodus nakamurai''으로, 이것은 세계 여러 지역에서의 보고에 따르면 대체로 상부 캄브리아기부터 하부 트레마도시안(Tremadocian)까지 산출되며 호주 지역에서 중부 트레마도시안까지 보고되어 있다. 그러나 문곡층 하부로부터 상부 트레마도시안에 해당하는 화석이 산출되었기 때문에 ''Oneotodus nakamurai'' 한 종에 의하여 본 층의 지질시대를 하부 트레마도시안으로 정할 수는 없다. 본 층에서 ''Oneotodus nakamurai''가 산출된 것은 문곡층의 층서 범위가 상부 트레마도시안까지 연장된 것으로 보아야 한다.[1]
이병수와 이종덕(1999)은 영월군의 골마차, 성황촌, 모하리 3개 단면에서 코노돈트 생층서를 연구하고 문곡층의 4개 층원 가운데 두번째 층원을 제외한 나머지 층서 구간에 대하여 잠정적인 4개 코노돈트 군집대를 설정하였다. 영월 지역의 캄브리아기-오르도비스기 경계는 첫째 군집대 바로 아래 문곡층 기저 가까운 층준에 놓일 가능성이 있다.[9]
참조
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저널
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1998-12
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전기고생대 태백산분지 영월층군의 순차층서 연구를 통한 고지리적 추론 (Sequence Stratigraphy of the Yeongweol Group (Cambrian-Ordovician), Taebaeksan Basin, Korea: Paleogeographic Implications)
https://scienceon.ki[...]
자원환경지질
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[3]
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영월트러스트시스템의 구조기하학적 형태 해석 연구
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2012
[4]
저널
Age and Biostratigraphy of the Mungog(Samtaesan) Formation by means of the Conodont fauna (Conodont 化石群에 의한 文谷層(三台山層)의 時代와 層序對比)
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저널
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[6]
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The Mungog Formation (Lower Ordovician) in the Northern Part of Yeongweol Area : Lithostratigraphic Subdivision and Trilobite Faunal Assemblages (영월 북부지역의 문곡층(하부 오르도비스계) : 암석층서적 세분과 삼엽충화석군)
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Occurence of Leiostegium (Triobita, Early Ordovician) from the Mungok formation, Yongwol, Korea (영월지역 문곡층에서 전기 오르도비스기 삼엽충 Leiostegium의 산출)
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Conodonts from the Mungog Formation (Lower Ordovician), Yeongwol (영월의 문곡층 (하부 오르도비스계)에 대한 코노돈트 생층서)
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Facies of a Lower Ordovician carbonate shelf (Mungok Formation: Taebaeksan Basin, Korea)
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단양군 어상천면 삼태산 부근 캄브리아-오르도비스계의 층서 (Stratigraphy of the Cambro-Ordovician Strata in the Mt Samtae area, Danyang, Korea)
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강원도 영월 배일재와 남애리 일대에 분포한 문곡층에서 산출되는 오르도비스기 필석
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강원도 영월 화병 지역의 전기 오르도비스기 문곡층의 필석 생물층서 (Graptolite Biostratigraphy of the Mungok Formation (Early Ordovician) in the Hwabyung Area, Yeongwol, Korea)
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Storm Deposits of the Lower Ordovician Mungog Formation in the Vicinity of Machari, Yeongweol, Kangweondo, Korea (강원도 영월 마차리부근 하부 오도비스기 문곡층에 발달된 폭풍퇴적층)
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강원권 지질유산 발굴 및 가치평가 (Assessment of the value and distribution of Geological Heritages in Gangwon Province)
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저널
Yeongwol Group in the Namae section, Yeongwol, Korea: A refined lithostratigraphy of the upper Cambrian to Lower Ordovician sedimentary successions in the western Taebaeksan Basin and its geologic significance 영월군 남애 지질단면에 분포하는 영월층군: 서부 태백산 분지 상부 캄브리아계-하부 오르도비스계 퇴적층의 암층서 개선과 그 지질학적 중요성)
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2024-03
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丹陽 地質圖幅說明書 (단양 지질도폭설명서)
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堤川 地質圖幅說明書 (제천 지질도폭설명서)
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黃江里 地質圖幅說明書 (황강리 지질도폭설명서)
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서적
충청권 지질유산 발굴 및 지질유산 가치평가 사업
대한지질학회
2016
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