지질도
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1. 개요
지질도는 지질체의 분포를 나타내는 그림으로, 고대 이집트의 토리노 파피루스 지도가 초기 사례로 꼽힌다. 근대 지질도는 18세기 후반에 등장했으며, 윌리엄 스미스의 영국 지질도와 윌리엄 매클루어의 미국 지질도가 중요한 초기 사례이다. 지질도는 국토 개발, 자원 개발, 재해 예방 등 다양한 목적으로 활용되며, 암석 단위는 색상이나 기호로, 지질 구조는 주향과 경사, 방향과 경사각 등의 방식으로 표현된다. 지질도 작성에는 국제 표준이 적용되며, 한국에서도 다양한 축척의 지질도가 제작 및 관리되고 있다.
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| 지질도 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 설명 | 특정 지역의 지질학적 특징을 보여주는 지도 |
| 목적 | 지질 구조와 지층 분포를 시각적으로 표현 광물 자원 탐사, 토목 공학, 환경 연구 등에 활용 |
| 구성 요소 | |
| 기호 | 다양한 지질학적 특징(암석, 지층, 단층, 습곡 등)을 나타내는 기호 사용 |
| 색상 | 지층의 연대나 암석 유형을 나타내는 데 사용 |
| 단면도 | 지표 아래의 지질 구조를 보여주는 단면도 포함 |
| 설명 | 지도에 사용된 기호와 색상에 대한 설명 제공 |
| 역사 | |
| 초기 제작 | 18세기 후반에 처음으로 제작되기 시작 |
| 발전 | 지질학의 발전과 함께 점차 정교화됨 현대에는 위성 사진, 항공 사진, GPS 등을 이용해 정확도가 향상됨 |
| 활용 분야 | |
| 자원 탐사 | 광물, 석유, 가스 등 지하 자원 탐사에 활용 |
| 토목 공학 | 댐, 터널, 도로 건설 등 지반 안정성 평가에 활용 |
| 환경 연구 | 지하수 흐름, 지진 위험 평가 등 환경 연구에 활용 |
| 교육 | 지질학 교육 자료로 활용 |
| 기타 | |
| 종류 | 지질도 지형도 광물자원도 지하수도 지질구조도 |
| 관련 용어 | 지질학 암석 지층 단층 습곡 |
2. 지질도의 역사
가장 오래된 지질도는 기원전 1150년경의 토리노 파피루스로, 이집트의 건축용 돌과 금 광상의 위치를 보여준다.[1][2]
근대 최초의 지질도 중 하나는 1771년에 제작된 "오베르뉴의 일부 지도"이다. 이 지도는 니콜라 드마레스트가 1768년 오베르뉴 화산의 지질 및 분출 역사에 대한 자세한 연구와 아일랜드의 자이언츠 코즈웨이 기둥과의 비교를 바탕으로 제작되었다. 그는 두 랜드마크 모두 멸종된 화산의 특징이라고 밝혔다. 1768년 보고서는 1771년 프랑스 왕립 과학 아카데미 문집에 수록되었다.
미국 최초의 지질도는 1809년 윌리엄 매클루어가 제작했다.[3] 1807년 매클루어는 미국의 지질 조사라는 자기 과제를 맡았다. 그는 미국의 거의 모든 주를 횡단하며 지도를 만들었다. 2년간의 힘든 조사 기간 동안 그는 앨러게이니 산맥을 약 50번이나 넘나들었다.[4][5] 매클루어의 지도는 현재 미국 동부 지역에 분포하는 5종류의 암석을 보여준다.
영국 최초의 지질도는 1815년 윌리엄 스미스가 스미스가 처음으로 고안한 원리를 이용하여 제작했다.[6] 
2. 1. 세계의 지질도
기원전 1150년에 쓰여진 고대 이집트의 Turin Papyrus Map|토리노 파피루스 지도영어에는 건축용 석재나 금광의 위치 등 지질 정보가 기록되어 있었다.[7]
근대 최초의 지질도 중 하나는 영국의 토목기사이자 지질학자인 윌리엄 스미스가 1799년에 바스 근교의 지질도를, 1815년에는 영국 전토의 지질도인 『잉글랜드와 웨일즈 및 스코틀랜드 일부의 지층의 묘사도』를 완성한 것이다.[8]
미국에서는 스코틀랜드에서 귀화한 지질학자 윌리엄 매클루어(William Maclure)가 독자적으로 지질 조사를 실시하여 1809년에 미국의 지질도[9] (미국 지질도)를 작성했다.[10][11]
이후 각국에서 국토·자원 개발 및 재해 예방의 관점에서 국가 사업으로 지질 조사가 이루어지고 지질도가 작성되었다.
일본에서는 농상무성이 1882년에 지질조사소(현 지질조사종합센터)를 설립하고 1890년에 최초의 지질도를 편찬했다. 이후 지질 조사는 계속되어 더욱 정밀한 지질도로 개정되고 있다.[12]
1881년에 창설된 세계 지질도 위원회에는 각국의 지질 학회가 가맹하고 있으며, 대륙 및 전 지구적 수준의 해양·대륙 등의 지질도를 출판하고 있다.
2. 2. 한국의 지질도
일본에서는 농상무성이 1882년에 지질조사소(현 지질조사종합센터)를 설립하고 1890년에 최초의 지질도를 편찬했다.[12] 이후 지질 조사는 계속되어 더욱 정밀한 지질도로 개정되고 있다.
3. 지질도의 종류
지질체 분포를 나타낸 일반적인 지질도 외에도, 활용 목적에 따라 여러 종류의 지질도가 작성되고 있다.
- 화산 활동으로 만들어진 지형과 암석의 분포를 나타내는 화산지질도
- 해저 지형과 지질 구조를 나타내는 해양지질도
- 지하수의 분포와 흐름을 나타내는 수리지질도
- 특수한 지질 현상이나 특정 목적을 위해 제작되는 특수지질도
- 단층 중에서도 현재 활동하고 있는 단층을 표시한 활성단층도
지반도는 지하의 지질체 분포나 공학적 지표를 나타낸 것으로, 주로 도시 지역의 평야(충적평야)에서 보링의 주상도를 바탕으로 작성된다. 표층의 토양을 구분하여 그 분포 상황을 나타낸 것으로는 토양도가 있다.
일본 전국의 지질도는 산업기술종합연구소 지질조사종합센터(구 지질조사소)에서 조사 및 작성하여 간행하고 있으며, 다음과 같은 종류가 있다.
| 종류 | 축척 | 비고 |
|---|---|---|
| 지질도폭 | 5만분의 1 | 기본 도폭, 전국 70% 커버 |
| 지질도폭 | 7만 5천분의 1 | 1945년 이전 간행 |
| 지질도폭 | 20만분의 1 | 5만분의 1 지질도폭 기반 편집, 전국 81% 커버 |
| 지질도폭 | 50만분의 1 | 20만분의 1 지질도폭 기반 편집, 전국 100% 커버 |
| 일본 지질도 | 100만분의 1 | 일본 전역 커버 |
| 화산지질도 | 최신 조사 결과 바탕 개정 | |
| 해양지질도 | ||
| 수리지질도 | ||
| 특수지질도 | ||
| 활성단층도 |
100만분의 1부터 20만분의 1 지질도폭, 화산지질도는 최신 조사 결과를 바탕으로 개정 작업이 이루어지고 있으며, 종이 지질도 외에 CD-ROM 형태의 수치 지질도도 간행되고 있다.
그 외에도, 국토교통성에서 "5만분의 1 표층 지질도", "토양도" 및 "2만 5천분의 1 토지 조건도"를 간행하고 있지만, 국토교통성 사이트나 도도부현립 도서관에서 열람만 가능하다.[13]
3. 1. 일반 지질도
지질도는 지질조사에서 얻은 정보를 바탕으로, 퇴적학, 고생물학, 지층학, 구조지질학 등의 지식과 지질도학의 기법을 사용하여 작성된다.조사에서 얻은 정보를 바탕으로 지질구조를 분석한 결과를 표시한 것이므로, 얻어진 지질 정보의 양과 정확도, 지질도 작성자의 사상·해석에 따라 동일 지역이라도 완성된 도면의 내용에 차이가 발생할 수 있다.
지질대의 분포를 지형도 상에 표현한 것을 '''지질평면도'''라고 한다. 지질평면도는 지표에 보이는 지층을 기록하고, 지층 분포와 지형등고선으로부터 3차원적인 지층 분포를 복원하여 지질구조 발달사를 읽어낼 수 있다.
마찬가지로, 지질대의 분포를 수직 단면으로 표현한 것을 '''지질단면도'''라고 한다. 일반적으로 지질단면도를 작성할 경우, 지질구조 발달사를 읽어낼 수 있도록 단면의 위치를 설정한다. 그러나 토목공사 등에 이용하기 위해 작성되는 지질단면도의 경우, 목적하는 공사에 이용하기 쉽도록 단면의 위치가 결정되므로 지질구조 발달사와는 직접적인 관계가 없는 경우가 많다.
지질도 상에 표현되는 각 지질대 전체의 지층 관계를 보여주기 위해 지질주상도가 사용된다.
지질평면도 작성에는 지형도가 사용되지만, 지형도가 지표의 지형에 식생·토지 이용·건축물·도로를 표시하는 데 반해, 지질도는 지상의 구조물과 표토를 제외하고 지반(토지)의 지질체 구성을 표시한다는 점에서 다르다.
3. 2. 목적별 지질도
지질도는 학술적 목적 외에도 지하자원 탐사 및 개발, 토목 건설 공사, 자연재해 예측 및 재해예방 등 다양한 목적으로 활용된다.- 자원 개발: 띠철광층, 석유, 지하수 등 광물 및 에너지 자원의 분포를 파악하고, 시퀀스 지층학을 이용하여 지하자원 생성 위치를 추정하는 데 활용된다.
- 토목 건설: 댐, 원자력발전소, 공장, 터널 등 건설 시 단층, 암반 분포 및 성질을 파악하여 후보지 선정, 공법 검토, 설계 계획 수립에 활용된다. 이러한 목적의 지질도를 토목지질도라고 하며, 일반적인 지질조사 외에 암반 강도, 풍화 정도, 용출수 상황 등 토목 지질학적 정보가 추가된다.
- 자연재해 예측 및 대책: 지진, 화산 분화, 산사태 등 자연재해 위험 지역을 나타내는 위험지도 작성에 활용된다.
일반적인 지질도 외에도 활용 목적에 따라 다양한 종류의 지질도가 작성된다.
- 화산지질도
- 해양지질도
- 수리지질도
- 특수지질도
- 활성단층도
지반도는 지표면이 아닌 지하의 지질체 분포와 공학적 지표를 나타내는 그림으로, 주로 도시 지역 평야(충적평야)에서 보링 주상도를 바탕으로 작성된다. 표층 토양의 분포를 나타낸 것으로는 토양도가 있다.
일본에서는 산업기술종합연구소 지질조사종합센터(구 지질조사소)에서 다음과 같은 지질도를 간행하고 있다.
| 종류 | 축척 | 비고 |
|---|---|---|
| 지질도폭 | 5만분의 1 | 기본 도폭, 전국 70% 커버 |
| 지질도폭 | 7만 5천분의 1 | 1945년 이전 간행 |
| 지질도폭 | 20만분의 1 | 5만분의 1 지질도폭 기반 편집, 전국 81% 커버 |
| 지질도폭 | 50만분의 1 | 20만분의 1 지질도폭 기반 편집, 전국 100% 커버 |
| 일본 지질도 | 100만분의 1 | 일본 전역 커버 |
| 화산지질도 | 최신 조사 결과 바탕 개정 | |
| 해양지질도 | ||
| 수리지질도 | ||
| 특수지질도 | ||
| 활성단층도 |
100만분의 1부터 20만분의 1 지질도폭, 화산지질도는 최신 조사 결과를 바탕으로 개정 작업이 이루어지고 있다. 또한, 종이 지질도 외에 CD-ROM 형태의 수치 지질도도 간행되고 있다.
그 외에도, 국토교통성에서 "5만분의 1 표층 지질도", "토양도" 및 "2만 5천분의 1 토지 조건도"를 간행하고 있지만, 국토교통성 사이트나 도도부현립 도서관에서 열람만 가능하다.[13]
3. 3. 축척별 지질도 (대한민국)
대한민국에서는 다음과 같은 축척의 지질도가 간행되고 있다.| 축척 | 설명 |
|---|---|
| 5만 분의 1 | 기본 도폭으로, 전 국토의 70%를 커버한다. |
| 7만 5천 분의 1 | 1945년 이전에 간행되었다. |
| 20만 분의 1 | 5만 분의 1 지질도를 바탕으로 편집되었으며, 전 국토의 81%를 커버한다. |
| 50만 분의 1 | 20만 분의 1 지질도와 동일하며, 전 국토의 100%를 커버한다. |
| 100만 분의 1 | 전국을 커버한다. |
이 외에도 화산지질도, 해양지질도, 수리지질도, 특수지질도, 활성단층도 등이 있으며, 100만 분의 1부터 20만 분의 1 지질도폭, 화산지질도는 최신 조사 결과를 바탕으로 개정되고 있다.
또한, 종이 지질도 외에 CD-ROM 형태의 수치 지질도도 간행되고 있다.
국토교통성에서도 "5만 분의 1 표층 지질도", "토양도" 및 "2만 5천 분의 1 토지 조건도"를 간행하고 있지만, 국토교통성 사이트에서 열람·다운로드하거나 도도부현립 도서관에서 열람만 가능하며 판매는 되지 않는다.[13]
4. 지질도의 구성 요소 및 표현 방법
암석 단위는 주로 색상으로 표현되지만, 색상과 함께 또는 색상 대신 특정 기호를 사용하기도 한다. 지질 조사 기관마다 암석의 종류와 연령에 따라 다른 표준 색상과 기호를 사용한다.[1]
지질학자들은 핸드 컴퍼스(브루턴 컴퍼스 등)를 사용하여 면의 방향(주향과 경사)과 선의 방향(방향과 경사각)을 측정한다. 주향은 층리면과 수평면이 만나 이루는 선의 방향이며, 경사는 층리면이 수평면과 이루는 각도이다. 주향과 경사 기호는 긴 주향선과 짧은 경사선으로 구성되며, 경사선 옆에 경사각을 숫자로 표시한다. 방위각 시스템에서는 "주향/경사" 형태로 표시하기도 한다(예: 270/15).
방향은 선형 지형이 아래로 향하는 방향이며, 경사각은 선형 지형이 수평면과 이루는 각도이다. 지도에는 단일 화살표로 표시하며, 화살표 끝에 경사각을 숫자로 표시한다. 방향과 경사각은 "경사각 → 방향" 형태로 표시하기도 한다(예: 34 → 86).
지질도는 지질 조사, 퇴적학, 고생물학, 지층학, 구조지질학 등의 지식을 바탕으로 작성된다.[1] 지질도 작성자의 해석에 따라 동일 지역이라도 다른 내용의 지질도가 만들어질 수 있다.[1]
지질대의 분포를 지형도에 표현한 것을 지질평면도, 수직 단면에 표현한 것을 지질단면도라고 한다. 지질도에는 지질주상도를 사용하여 각 지질대의 지층 관계를 나타낸다. 지질평면도는 지형도와 달리 지표의 구조물이나 표토를 제외하고 지질체의 구성을 표시한다.[1]
4. 1. 암석 및 지층
암석 단위는 일반적으로 색상으로 표현된다. 색상 대신 (또는 색상과 함께) 특정 기호를 사용할 수 있다. 서로 다른 지질 조사 기관과 당국은 서로 다른 유형과 연령의 암석에 사용되는 색상과 기호에 대한 서로 다른 표준을 가지고 있다.[1]지질도는 퇴적학, 고생물학, 지층학, 구조지질학 등의 지식과 지질도학의 기법을 사용하여, 지질조사에서 얻은 정보를 바탕으로 작성된다.[1]
조사에서 얻은 정보를 바탕으로 지질구조를 분석한 결과를 표시한 것이므로, 얻어진 지질 정보의 양과 정확도, 지질도 작성자의 사상 및 해석에 따라 동일 지역이라도 완성된 도면의 내용에 차이가 발생할 수 있다.[1]
4. 2. 지질 구조
지질학자들은 핸드 컴퍼스(브루턴 컴퍼스 등)를 사용하여 면의 방향("주향"과 "경사")과 선의 방향("방향"과 "경사각")을 측정한다.주향과 경사 기호는 층의 표면을 따라 가장 가파른 방향에 수직인 긴 "주향" 선과, 층이 아래로 향하는 쪽의 "주향" 선 옆에 있는 짧은 "경사" 선으로 구성된다. 층이 경사 방향으로 수평면과 이루는 각도는 경사선 옆에 숫자로 표시한다. 방위각 시스템에서 주향과 경사는 "주향/경사"로 표시한다(예: 서쪽 주향과 수평면 아래 15도 경사인 경우 270/15).
방향과 경사각은 선형 지형에 사용되며, 지도에는 단일 화살표로 표시된다. 화살표는 선형 지형의 아래쪽 방향(방향)을 가리키며, 화살표 끝에는 지형이 수평면 아래로 기울어진 각도(경사각)를 도 단위로 표시한다. 방향과 경사각은 종종 경사각 → 방향(PLUNGE → TREND)으로 표기한다(예: 34 → 86은 수평면 아래 34도 각도로, 정남쪽에서 약간 동쪽 방향으로 기울어진 지형).
4. 3. 기타 요소
지질도는 지질조사에서 얻은 정보를 바탕으로, 퇴적학, 고생물학, 지층학, 구조지질학 등의 지식과 지질도학의 기법을 사용하여 작성된다.조사에서 얻은 정보를 바탕으로 지질구조를 분석한 결과를 표시한 것이므로, 얻어진 지질 정보의 양과 정확도, 지질도 작성자의 사상·해석에 따라 동일 지역이라도 완성된 도면의 내용에 차이가 발생할 수 있다.
지질대의 분포를 지형도 상에 표현한 것을 '''지질평면도'''라고 한다. 지질평면도는 지표에 보이는 지층을 기록하고, 지층 분포와 지형등고선으로부터 3차원적인 지층 분포를 복원하여 지질구조 발달사를 읽어낼 수 있다.
마찬가지로, 지질대의 분포를 수직 단면으로 표현한 것을 '''지질단면도'''라고 한다. 일반적으로 지질단면도를 작성할 경우, 지질구조 발달사를 읽어낼 수 있도록 단면의 위치를 설정한다. 그러나 토목공사 등에 이용하기 위해 작성되는 지질단면도의 경우, 목적하는 공사에 이용하기 쉽도록 단면의 위치가 결정되므로 지질구조 발달사와는 직접적인 관계가 없는 경우가 많다.
지질도 상에 표현되는 각 지질대 전체의 지층 관계를 보여주기 위해 지질주상도가 사용된다.
지질평면도 작성에는 지형도가 사용되지만, 지형도가 지표의 지형에 식생·토지 이용·건축물·도로를 표시하는 데 반해, 지질도는 지상의 구조물과 표토를 제외하고 지반(토지)의 지질체 구성을 표시한다는 점에서 다르다.
5. 지질도의 활용
지질도는 단순한 학술적 목적 외에도, 띠철광층이나 석유, 지하수 등을 대표로 하는 광물자원 및 에너지자원 등 지하자원의 분포 상황을 파악하기 위해 자원 개발 목적으로 이용되어 왔다. 최근에는 시간 축을 추가한 시퀀스 지층학을 이용하여 생성될 것으로 예상되는 지하자원을 추정하기 위한 기초 자료로도 활용되고 있다.
댐이나 원자력발전소, 공장, 터널 등의 토목 건설 공사에서는 단층이나 암반의 분포와 성질을 파악하는 것이 후보지나 공법 등을 검토하고 설계 계획을 수립하는 데 중요하다. 그 목적을 위해 작성하는 지질도를 토목지질도라고 하며, 계획, 설계, 시공, 유지관리를 담당하는 기술자가 이용하기 때문에, 일반적인 지질조사 외에도 목적하는 구조물에 맞춰 토목 지질학적 관점에서 암반의 강도, 풍화 정도, 용출수 상황 등 필요에 따라 조사를 실시하고 얻어진 정보가 추가되어 있다.
지진이나 화산의 분화, 산사태 등의 자연재해 예측 및 대책(재해예방)을 위해 위험지도를 작성할 때에도 지질도가 필요하다.
6. 지질도 관련 국제 표준 및 규격
지질도 작성에는 ISO 710-1, ISO 710-2, ISO 710-3, ISO 710-4, ISO 710-5, ISO 710-6, ISO 710-7이 국제표준으로 제정되어 있다. 일본 국내에서는 이러한 규격을 기반으로 JIS A 0204가 작성되어 사용되고 있다.[14]
참조
[1]
논문
The world's oldest surviving geological map—the 1150 BC Turin papyrus from Egypt
[2]
서적
Gold and Gold Mining in Ancient Egypt and Nubia
Springer
2013
[3]
웹사이트
Maclure's geological map of the United States
https://www.loc.gov/[...]
Library of Congress
2015-10-30
[4]
백과사전
[5]
논문
The Science of Minerals in the Age of Jefferson
[6]
서적
The Map that Changed the World
Harper-Collins
[7]
논문
The world's oldest surviving geological map - the 1150 BC Turin papyrus from Egypt
1992-01
[8]
서적
世界を変えた地図 : ウィリアム・スミスと地質学の誕生
早川書房
[9]
문서
당시의 미국 영토였던 현재 동부 주들의 지질도이다. 영국의 스미스의 것보다 빠른 제작이지만, 분류는 스미스의 것보다 간소하다.
[10]
백과사전
1911 Encyclopedia Britannica
[11]
논문
The Science of Minerals in the Age of Jefferson
[12]
웹사이트
지질도 작성의 역사
https://www.gsj.jp/g[...]
지질조사종합센터
[13]
서적
지질학 조사의 기본-지질 기준
共立出版
[14]
규격
지질도-기호, 색, 무늬, 용어 및 범례 표시
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