면산층
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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한국의 지질 -
영동군
영동군은 충청북도 남부에 위치하며, 소백산맥과 노령산맥이 만나는 지점으로 높은 산지를 이루고 있으며, 포도, 감 등의 특산물과 영동난계국악축제로 유명하다. -
한국의 지질 -
공주시
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대한민국의 지층 -
영동군
영동군은 충청북도 남부에 위치하며, 소백산맥과 노령산맥이 만나는 지점으로 높은 산지를 이루고 있으며, 포도, 감 등의 특산물과 영동난계국악축제로 유명하다. -
대한민국의 지층 -
퇴적암
퇴적암은 바람, 빙하, 중력, 유수에 의해 운반된 퇴적물이 층상으로 쌓여 압축 및 교결 작용을 거쳐 형성되며, 층리와 화석을 특징으로 하고, 쇄설성, 생화학적, 화학적 퇴적암 등으로 분류된다. -
셰일 지층 -
퇴적암
퇴적암은 바람, 빙하, 중력, 유수에 의해 운반된 퇴적물이 층상으로 쌓여 압축 및 교결 작용을 거쳐 형성되며, 층리와 화석을 특징으로 하고, 쇄설성, 생화학적, 화학적 퇴적암 등으로 분류된다. -
셰일 지층 -
영월군
영월군은 강원특별자치도 남부에 위치하며 태백산맥과 소백산맥에 둘러싸여 동강과 서강이 흐르고, 단종 유배지와 장릉, 김삿갓 유적지 등 역사·문화 유적과 관광지가 있는 고생대 지층의 카르스트 지형과 지하자원이 풍부한 지역이었으나 석탄 산업 쇠퇴로 인구가 감소하고 있다.
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.
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.
2.1. 분포 지역
면산층은 동점-면산-연화 II 광산-철암 지역과 샘터-묘봉-덕풍계곡 지역에 분포한다. 동점-연화 II 광산과 묘봉-덕풍 지역에서 북동 주향에 북서 경사를 보인다. 면산층의 하한은 기저 역암층 혹은 담색의 사암층과 선캄브리아기 화강암질 편마암 사이에 놓이고, 상한은 묘봉층의 사암 내에 협재되는 어두운 색의 사암과 점판암 사이에 놓인다.
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. Skolithos와 Laevicyclus와 같은 흔적 화석이 산출되어 지질시대는 전기 캄브리아기로 추정된다. 조류가 우세한 조간대 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다.
3. 화학 성분 및 타이타늄 함량
면산층은 주로 이산화 규소(SiO2), 산화 철(III)(Fe2O3), 이산화 타이타늄(TiO2), 산화 알루미늄(Al2O3) 등으로 구성된다. 한국지질자원연구원 탐사 결과에 따르면, 면산층에는 대규모 티타늄과 철이 매장되어 있을 것으로 예상되며, 티타늄 예상 자원량은 8,500만t 이상으로 추정된다.
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.
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.
3.3. 삼방산층과의 화학 성분 비교
면산층은 조선 누층군 최하부 지층인 삼방산층에 비해 이산화 티타늄(TiO2)과 산화 철(III)(Fe2O3) 함량이 높다. 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.
| 지층 | 태백시 면산층 | 영월군 삼방산층 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 시료 | MS 1 | MS 2 | MS 3 | MS 4 | SM 1 | SM 3 | SM 4 | SM 8 |
| 주요 성분 (%) | ||||||||
| 이산화 규소 | 76.52 | 51.97 | 63.89 | 68.74 | 66.84 | 58.27 | 82.34 | 73.02 |
| 산화 알루미늄 | 5.57 | 5.61 | 6.75 | 6.66 | 14.21 | 16.13 | 7.11 | 9.81 |
| 이산화 티타늄 | 2.88 | 10.84 | 5.43 | 2.96 | 0.87 | 1.14 | 0.50 | 0.50 |
| 산화 철(III) | 7.97 | 24.26 | 15.92 | 12.88 | 7.30 | 10.98 | 4.44 | 7.85 |
| 산화 망가니즈 | 0.28 | 0.30 | 0.09 | 0.14 | 0.02 | 0.03 | 0.08 | 0.05 |
| 산화 마그네슘 | 1.52 | 2.41 | 3.29 | 4.07 | 2.24 | 2.94 | 0.81 | 2.78 |
| 산화 칼슘 | 2.15 | 0.65 | 0.31 | 0.71 | 0.06 | 0.20 | 0.06 | 0.14 |
| 산화 나트륨 | 0.00 | 0.36 | 0.42 | 0.70 | 0.01 | 0.04 | 0.00 | 0.00 |
| 산화 칼륨 | 0.59 | 0.96 | 1.40 | 0.68 | 4.52 | 5.01 | 2.92 | 2.27 |
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.
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.