층리

3. 해석

일반적으로 층리면은 기저층을 생성한 퇴적물의 축적 속도 또는 유형의 변화를 기록하지만, 항상 그런 것은 아니다. 층리면은 보통 비퇴적 기간, 침식 절단, 흐름이나 퇴적 환경의 변화, 조성의 갑작스러운 변화, 또는 환경 조건 변화와 같은 요인들의 조합을 나타낸다. 결과적으로 층은 균일하고 안정적인 고환경 조건에서 퇴적물이나 화산쇄설물이 쌓인 단일 기간을 나타내는 것으로 해석되지만, 항상 그렇지는 않다. 일부 층리면은 속성 작용 또는 풍화 작용에 의해 형성되거나 강화된 퇴적 후의 특징일 수도 있다.^[2][8]

층리면 사이의 관계는 층의 전체적인 기하학적 구조를 결정한다. 가장 흔하게 층의 하부와 상부 표면은 서로 거의 평행하거나 평행하다. 그러나 어떤 층의 층리면은 평행하지 않고, 예를 들어 물결 모양이거나 곡선 형태일 수 있다. 평행하지 않은 층리면의 서로 다른 조합은 균일-판상형, 판상-렌즈형, 곡선-판상형, 쐐기형, 불규칙한 층과 같이 매우 다양한 기하학적 형태의 층을 만들어낸다.^[9]

4. 종류

층의 유형에는 점이층리, 사층리, 연흔이 있다.^[22]

4. 1. 점이층리

4. 2. 사층리

4. 3. 연흔

5. 층 두께

층의 두께는 층의 기본적이고 중요한 특징이다. 층서 단위의 매핑과 퇴적상 해석 외에도, 층 두께 분석은 퇴적 중단, 주기적 퇴적 패턴 및 점진적인 환경 변화를 인식하는 데 사용될 수 있다.^[10] 이러한 퇴적학적 연구는 일반적으로 층서 단위의 두께가 대수 정규 분포를 따른다는 가설에 기반한다.^[10][11] 층과 엽층 두께에 대한 다양한 명명법이 McKee와 Weir,^[5] Ingram,^[12] 및 Reineck과 Singh을 포함한 여러 저자에 의해 제안되었으나, 지구 과학자들에 의해 보편적으로 받아들여지지 않았다.^[10][13] 공학 지질학 실무에서는 호주,^[14] 유럽 연합,^[15] 및 영국^[16]에서 층 두께를 설명하기 위해 표준화된 명명법이 사용된다.

널리 사용되는 층 두께 분류의 예로는 Tucker (1982)^[17]와 McKee와 Weir^[5] (1953)가 있다.

6. 암석층서에서의 층

북아메리카 층서 코드와 국제 층서 가이드에 따르면, 층은 퇴적암에 사용할 수 있는 가장 작은 공식적인 암석층서 단위이다.^[18][19] 층, 즉 층서는 퇴적 암석층서 단위의 계층 구조에서 가장 작은 공식 단위이며, 위아래의 다른 층과 암석학적으로 구별된다. 일반적으로 층서적 목적에 특히 유용한 열쇠층과 지시층과 같은 구별되는 층에만 고유한 이름을 부여하고 공식적인 암석층서 단위로 간주한다.^[18][19]

화산암의 경우, 층에 해당하는 암석층서 단위는 "용암류"이다. 용암류는 "...조직, 조성, 겹쳐짐의 순서, 고지자기, 또는 기타 객관적인 기준에 의해 구별되는 개별적인, 분출성 화산암체"이다. 용암류는 퇴적암의 층이 층의 일부인 것처럼 층의 일부이다.^[18][19]

7. 층리와 엽리

퇴적학에서 층은 두 가지 주요 방식으로 정의될 수 있다.^[2] 첫째, Campbell^[3]과 Reineck & Singh^[4]은 ''층''이라는 용어를 위아래로 '''층리면'''이라고 알려진 면으로 경계가 정해진, 두께에 관계없이 퇴적암, 퇴적물 또는 화산쇄설물로 구성된 일관성 있는 층을 지칭하는 데 사용한다. 층의 이러한 정의에 따르면, 엽층은 계층적 연속체의 가장 작은(가시적인) 층을 구성하며, 종종 층을 내부적으로 포함하는 ''작은 층''이다.^[2]

또는 층은 두께에 의해 정의될 수 있는데, 여기서 층은 두께가 1cm보다 큰 퇴적암, 퇴적물 또는 화산쇄설물로 구성된 일관성 있는 층이고, 엽층은 두께가 1cm 미만인 퇴적암, 퇴적물 또는 화산쇄설물로 구성된 일관성 있는 층이다.^[5] 층과 엽층을 정의하는 이 방법은 Collinson & Mountney^[6] 또는 Miall^[7]과 같은 교과서에서 자주 사용된다. 두 정의 모두 장점이 있으며, 어떤 정의를 사용할지는 경우에 따라 특정 연구의 초점에 따라 달라진다.^[2]

층리(bedding^영어)나 엽리(lamination^영어)는 단층과 밀접한 관계가 있지만, 이들과는 다르다. 여기서 언급하는 "층리"나 "엽리"는 성층 구조(stratification^영어)를 이루는 (단층이 아닌) 층이나 상태를 의미한다. 또한 지층을 구성하는 (단층이 아닌) 각각의 층 자체를 "층리"(bed, beds) 또는 "엽리"(lamina, laminae)라고 부르기도 한다.

예를 들어 사교 엽리는 단층 내부에 존재한다.

8. 공학적 고려 사항

토목 공학에서 층리면은 종종 불연속면을 형성하며, 이는 터널, 기초, 사면 건설 시 토양 및 암반 덩어리의 역학적 거동(강도, 변형 등)에 큰 영향을 미칠 수 있다.^[4]

9. 지질학적 원리

• 층서 누중의 법칙은 젊은 암석이 오래된 암석 위에 퇴적되며, 지각 활동을 통해 지층이 뒤집히지 않는 한 그 상태를 유지한다고 명시한다. 이는 층서와 그 상대적 연대를 측정하는 데 사용된다.^[20]
• 최초 수평성의 법칙은 중력으로 인해 지층이 수평으로 퇴적된다고 명시한다. 지층이 수평이 아니라면, 이는 지질학적 과정에 의해 기울어지거나 휘어졌다는 것을 나타낸다.^[21]
• 측방 연속성의 법칙은 지층 퇴적물이 모든 방향으로 측방으로 확장된다고 명시한다. 이는 침식 특징으로 분리된 두 장소가 유사한 암석을 가지고 있다면 원래 연속적이었을 수 있음을 의미한다.^[20]
• 관입 관계의 법칙은 다른 특징을 관통하는 모든 특징이 둘 중 더 젊다는 것을 명시한다. 여기에는 퇴적 층리를 관통하는 단층 또는 화성 암맥이 포함될 수 있다.

10. 한국의 층리

대한민국 내에 발달하는 퇴적암 지층인 경상 누층군, 조선 누층군, 평안 누층군에는 층리와 연흔 등이 잘 발달해 있다.

참조

_[1] 서적 Glossary of Geology American Geological Institute 2005
_[2] 논문 True substrates: the exceptional resolution and unexceptional preservation of deep time snapshots on bedding surfaces Sedimentology 2021
_[3] 논문 Lamina, Laminaset, Bed and Bedset https://onlinelibrar[...] 1967-02
_[4] 서적 Depositional Sedimentary Environments Springer-Verlag 1980
_[5] 논문 Terminology for Stratification and Cross-Stratification in Sedimentary Rock https://pubs.geoscie[...] Geological Society of America 1953
_[6] 서적 Sedimentary Structures Dunedin Academic Press 2019
_[7] 서적 Stratigraphy: A Modern Synthesis Springer 2016
_[8] 논문 Incomplete but intricately detailed: the inevitable preservation of true substrates in a time-deficient stratigraphic record Geology 2018
_[9] 서적 Principles of Sedimentology and Stratigraphy http://www.science.e[...] Prentice Hall 2021-05-09
_[10] 서적 Microfacies of carbonate rocks: analysis, interpretation and application Springer-Verlag 2010
_[11] 논문 Facies and bed thickness distributions of limestones 1971
_[12] 논문 Terminology for the thickness of stratification and parting units in sedimentary rocks 1954
_[13] 논문 Thickness of strata 1956
_[14] 간행물 Geotechnical site investigations. AS1726 – 1993 Standards Association of Australia 1993
_[15] 간행물 '14689:2017 Geotechnical investigation and testing — Identification, description and classification of rock' International Organization for Standardization 2017
_[16] 간행물 BS 5930:2015 Code of practice for ground investigations British Standards Institution 2015
_[17] 서적 The Field Description of Sedimentary Rocks Open University Press 1982
_[18] 논문 International stratigraphic guide—an abridged version https://www.episodes[...] 1999
_[19] 논문 North American Stratigraphic Code https://ngmdb.usgs.g[...] 2021
_[20] 서적 The Prodromus to a Dissertation Concerning Solids Naturally Contained within Solids: Laying a Foundation for the Rendering a Rational Attempt both of the Frame and the several Changes of the Masse of the Earth, as also of the various Productions in the same F. Winter 1671
_[21] 서적 The Earth Through Time John Wiley & Sons, Inc. 2009
_[22] 교과서 <고등학교 지구과학 I> 교과서 천재교육