행매층
1. 개요
행매층은 주로 황색 또는 황갈색의 함력 석회암으로 구성되며, 대한민국 정선군 일대에 분포하는 지층이다. 연구에 따라 정선 석회암층 상부에 정합 또는 부정합으로 놓이며 회동리층에 의해 덮이는 것으로 해석된다. 460 Ma 이후 후기 오르도비스기에 형성된 것으로 추정되며, 다양한 코노돈트 화석이 발견되어 중부 오르도비스기 지층임을 알 수 있다. 행매층의 존재에 대한 논란이 있으며, 일부 학자들은 정선 석회암층에 전단변형이 일어난 압쇄암질 대리암이라고 주장하지만, 이에 대한 반박도 제기되고 있다.
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정선군의 지리 -
정선군의 지질
정선군의 지질은 캄브리아기부터 트라이아스기까지의 다양한 지층과 지질 구조를 가지며 조선 누층군과 평안 누층군이 넓게 분포하고, 단곡 단층을 포함한 다수의 단층과 석회암 카르스트 지형이 발달하여 다양한 광상과 지하자원을 형성한다. -
정선군의 지리 -
금천층
금천층은 석탄기에 형성된 지층으로, 암회색 사암, 셰일, 석회암을 주 구성 암석으로 하며 얇은 석탄층을 포함하고, 태백산지구에 넓게 분포하며, 석회암층에서 산출되는 화석은 지질시대 및 퇴적 환경 연구에 활용된다. -
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. -
석회암 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. -
석회암 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. 연구사
조선 누층군 용탄층군(정선형 조선 누층군)에 속하는 행매층은 1943년 히사코시(Hisakoshi)에 의해 "행막층"으로 처음 명명되었고, 1977년 손치무와 정지곤에 의해 "행매층"으로 재명명되었다.
3. 암상
행매층은 주로 황색 내지 황갈색을 띠며, 자갈을 포함하는 석회암(함력 석회암)으로 구성된다. 얇은 층의 석회암과 규질암이 불연속적으로 끼어 있다. 육안으로는 사암과 비슷한 알갱이 모양의 조직을 보이며, 구성 광물이 서로 다르게 풍화되면서 암석 표면이 매우 거칠고 작은 구멍이 많아 곰보 구조를 띤다. 지역에 따라 각력암이나 층리가 보이는 탄산염암 등이 함께 나타나기도 한다.
평창군 미탄면 평안리 지역에서는 행매층 사이에 끼어 있는 석회암이 청회색 또는 유백색의 덩어리 형태로 3~4겹 발견된다.
4. 지질 시대
장이랑(2018)은 정선군 정선읍 용탄리 비룡동에 분포하는 행매층으로부터 쇄설성 저어콘 U-Pb LA-MC-ICP-MS 연령을 얻었으며, 이 중 가장 젊은 저어콘의 가중평균 연령은 449 Ma로 이 연령이 행매층의 최대 퇴적시기임을 보고하였다. 박채원 외(2024)는 이를 바탕으로 행매층이 약 450 Ma 이후 OST 시기에 퇴적되었다고 해석하였다.
그러나 이후 조문섭(2024)은 이러한 U-Pb 연대측정 자료가 납 손실(Pb loss) 문제로부터 자유롭지 못하다고 주장하며, U-Pb 연대측정 자료에 근거하여 행매층이 OST 시기에 퇴적되었다고 해석하는 것은 무리이고 코노돈트 화석에 의한 지질시대(오르도비스기 중기)가 유효하다고 평가하였다.
5. 화석
행매층에서는 다양한 코노돈트 화석이 발견되어, 중부 오르도비스기 지층임을 알 수 있다. 이병수(2020)는 정선 석회암층 최상부에서 행매층 중부까지 Eoplacognathus suecicus 코노돈트 생층서대를 설정하였다. 비룡동 지역에 분포하고 있는 행매층에서 Eoplacognathus suecicus, Erraticodon tangshanensis, Panderodus nogamii, Triangulodus changshanensis 4속 4종의 코노돈트 화석을 기재하였다. 이 종들은 중기 오르도비스기의 다르윌리안(Darriwilian 2)에 대비된다고 하였다.
이병수(2018)는 상부 행매층과 하부 회동리층 양 지층에 걸쳐 286개체의 코노돈트 화석을 발견하고 이 구간에 Aurilobodus serratus 코노돈트 생층서대를 설정했다. 이 화석대의 존재는 행매층과 회동리층의 관계가 부정합이 아니라 정합이라는 것을 지시한다. 행매층에서는 Aurilobodus serratus, Aurilobodus simplex, Erraticodon tangshanensis, Plectodina onychodonta, Scandodus choii, Triangulodus changshanensis 등의 코노돈트 화석이 발견되었다.
아래는 조선 누층군 용탄층군의 코노돈트 생층서대를 나타낸 표이다.
6. 행매층의 존재에 대한 논란
행매층의 존재에 대한 논란은 학계에서 아직까지 진행 중이다.
행매층을 부정하는 학자들은 행매층이 독립적인 지층이 아니라 정선 석회암층의 일부가 변형된 것이라고 주장한다. 이진한과 이사규(2012), 이진한 외(2017)는 행매층이 함력석회암층이 아니라 정선 석회암층에 전단 변형이 국지화된 압쇄암질 대리암이며, 이 변형 지역을 '비룡동 전단대'로 명명하였다. Hong et al. (2011)은 비룡동 지역에서 회동리층과 행매층 사이 경계가 아문(healed) 단층각력암대라고 보고했다. 우경식과 주성옥(2016)은 행매층이 독립적인 지층이 될 수 없으며, 정선 석회암층 상부의 퇴적학적 특징 중 하나로 간주되어야 한다고 주장했다.
하지만 김남수 외(2020)는 행매층 부정론자들의 주장을 반박하며, '전단대'는 연장성이 없고 국지적이며, 전단대라는 이유로 행매층의 존재를 부정할 수 없다고 주장한다. 실제로 정선군 정선읍 용탄리 비룡동마을 하천가에서 행매층이 전단 작용을 받은 곳이 관찰되나 이는 비룡동마을에만 국한되는 현상이며 습곡 운동 시 습곡의 익부(翼部, limb)를 따라 발생한 전단작용으로 판단된다.
6.1. 행매층 부정론
이진한과 이사규 (2012), 이진한 외 (2017)는 행매층이 함력석회암층이 아니라 정선 석회암층에 전단 변형이 국지화된 압쇄암질 대리암이라고 주장하며, 이 변형 지역을 비룡동 전단대로 명명하였다. 이 '비룡동 전단대'는 북서 내지 북동 주향에 북쪽으로 낮게 경사하며 역단층성 이동 감각을 보인다. 그리고 행매층과 회동리층의 경계는 부정합이 아니라 약 10 m 두께의 아문(healed) 단층각력암대라고 해석했다.
Hong et al. (2011)은 비룡동 지역에서 회동리층의 암회색 석회암과 행매층의 갈회색 석회암이 압쇄암질 대리암(mylonitic marbles)이며 그 사이 경계는 두께 12 m 이하의 아문(healed) 단층각력암대라고 보고했다.
우경식과 주성옥(2016)은 행매층이 독립적인 지층이 될 수 없으며, 정선 석회암층 상부에 나타나는 퇴적학적인 특징 중 하나로 간주되어야 한다고 주장하며 다음과 같은 이유를 제시하였다.
* 1) 행매층으로 명명된 지층과 회동리층 사이에는 여러 지역에 정선층의 석회암 특징을 가지는 암석이 분포한다.
* 2) 행매층이라고 불리는 지층의 두께가 지역에 따라 매우 불규칙적이다.
* 3) 행매층 내 발견되는 석영입자의 입도는 매우 다양하고 분급도가 불량하여 이러한 석영입자의 특징을 퇴적기원으로 해석하기에는 문제점이 많다.
* 4) 이들 석역 입자의 원마도는 매우 불량하고 표면의 형태가 매우 불규칙적이기 때문에 퇴적기원이라기 보다는 속성작용(이후 변성작용에 의해 영향을 받음)의 기원으로 생성된 것으로 생각된다.
* 5) 석영입자는 암석학적으로 퇴적기원이라기 보다는 자생기원으로 판단된다.
6.2. 행매층 부정론에 대한 반박
김남수 외(2020)는 행매층의 존재를 부정하는 학자들이 주장하는 '전단대'는 연장성이 없고 국지적이며, 설령 전단대라 할지라도 전단대이기 때문에 행매층이라는 지층명을 사용할 수 없다는 논리는 잘못되었다고 주장했다. 실제로 정선군 정선읍 용탄리 비룡동마을 하천가에서 행매층이 전단 작용을 받은 곳이 관찰되나 이는 비룡동마을에만 국한되는 현상이며 습곡 운동 시 습곡의 익부(翼部, limb)를 따라 발생한 전단작용으로 판단된다. 행매층 부정론에 대해 김남수 외(2020)는 다음과 같이 반박했다.
| 행매층 부정론 | 김남수 외(2020)의 반박 |
|---|---|
| 행매층은 석회암층이 아니라 정선 석회암층에 전단력이 가해져 생긴 대리암이다. | 전단 작용을 받은 곳은 비룡동 지역에만 국한된다. 설령, 전단대라고 할지라도 그 때문에 행매층의 존재를 부정할 수 없다. |
| 행매층과 회동리층 사이에 정선층의 석회암과 동일한 특징을 가지는 석회암이 분포한다. | 이 박층의 석회암은 정선 석회암층과 유사하지만 함력 탄산염암인 행매층에 협재되는 층준일 뿐 행매층 전체를 대표하는 암상이 아니다. 지질조사 결과 행매층을 대표하는 암석은 황색 내지 황갈색 함력탄산염암이나 석회암도 불연속적으로 협재된다. |
| 행매층의 분포가 불규칙하기 때문에 독립적인 층서 단위의 지층(Formation)이 될 수 없다. | 지질조사 결과 행매층의 분포 면적은 매우 다양한데 이는 이 지역에 발달하는 복잡한 지질구조에 의해 나타나는 당연한 현상이다. |
| 행매층 내 석영 입자의 입도(粒度)가 다양하고 분급도(分級度)가 불량하여 퇴적 기원이 아니다. | 석영 입자에서 퇴적 이후 일부 과성장이 있었던 것 같은 모습도 보이고 있으나 근본적으로는 쇄설성 퇴적기원으로서 행매층 기질에서 전체적으로 나타나는 현상이다. |