기반암

3. 암반 분류법 (한국)

암반공학에서 암반을 분류하는 방법은 다음과 같다.

• RMR
• Q 분류법
• RQD
• 풍화도에 따른 분류

4. 암반의 불연속면 (한국)

절리, 단층 등이 있다. 토양층(모재) 아래에 있는 기반암의 표면은 토목 공학에서 '암반'이라고도 하며,^[3][4] 굴착, 시추 또는 지구물리적 방법을 통해 기반암을 확인하는 것은 대부분의 토목 공학 프로젝트에서 중요한 과제이다. 표층 퇴적물의 두께가 매우 두꺼워서 기반암이 지표면 아래 수백 미터 깊이에 놓여 있을 수도 있다.^[5]

5. 지질도

어떤 지역의 지질도는 보통 표토나 얕은 퇴적층이 모두 제거되었을 때 표면에 드러날 암반의 분포를 보여준다.^[5] 얕은 퇴적물이 너무 두꺼워 기반암을 정확하게 지도화할 수 없는 경우에는 얕은 퇴적물(예: 충적층)을 대신 지도화한다.

6. 기반암의 풍화

노출된 기반암은 물리적 또는 화학적 풍화 작용을 겪으며, 이는 암석의 구조를 변화시켜 침식에 취약하게 만든다.^[6] 기반암은 또한 상부 경계에서 지하 풍화를 겪어 사프롤라이트를 형성할 수 있다.

7. 지질학적 중요성

기반암은 대륙 형성 이후 그 위에 퇴적된 사암이나 석회암 등 피복 퇴적암과 대조된다. 기반암 위에 퇴적된 퇴적암은 일반적으로 비교적 얇은 표층부를 이루지만, 약 4.83km가 넘는 두께가 될 수도 있다.

지각의 기반암 두께는 약 32.19km~약 48.28km 이상이 될 수 있다. 기반암은 퇴적암 아래에 위치하지만 지표에 노출되어 관찰되는 경우도 있다. 그랜드 캐니언 기저부에서는 17~20억 년 전의 오래된 화강암(조로아스터 화강암)과 결정편암(Vishnu Schist)으로 구성된 기반암을 관찰할 수 있다. Vishnu Schist는 고도로 변성 작용을 받은 화성암과 셰일(현무암, 진흙, 점토에서 유래)이며, 화강암은 Vishnu Schist에 관입한 마그마에 의해 형성되었다고 여겨진다.

대륙 지각의 기반암은 해양 지각보다 오래된 경향이 있다. 해양 지각은 0~2억 5천만 년 정도이며, 대륙 지각보다 얇고(약 16.09km 정도) 현무암으로 구성되어 있다. 대륙 지각의 연령이 더 오래된 것은 섭입에 휩쓸리지 않을 정도로 충분히 가볍고 두껍기 때문이다. 반면 해양 지각은 주기적으로 섭입대에서 섭입하고, 해령에서 생겨나는 더 젊은 해저 지각으로 대체된다.

기반암은 종종 고도로 변성 작용을 받아 복잡하다. 화산암, 관입한 화성암, 변성암 등 다양한 유형의 암석으로 구성될 수 있으며, 해양 지각의 단편을 포함하는 경우도 있다. 이는 해양 지각이 판 사이에 끼어 쐐기 형태로 형성되어 지괴(terrane)로 대륙의 가장자리에 부착되기 때문이다. 이러한 구성 재료는 모두 여러 번 반복적으로 습곡되고 변성 작용을 받는다.

새로운 화성암이 심부에서 지각으로 관입하거나, 지각 내부에서 관입한 화성암이 새로운 층을 형성하는 경우도 있다. 지구 대륙 지각의 연령은 대부분 10~30억 년 정도로 알려져 있으며, 선캄브리아 시대에 대륙이 급속도로 확장하고 합체한 시기가 적어도 한 번은 있었다는 이론이 제기되고 있다.

기반암의 대부분은 원래 해양 지각이었으나 고도로 변성 작용을 받아 대륙 지각으로 전이된 것으로 여겨진다. 해양 지각이 위에 덮이는 해양 지각 또는 대륙 지각 판에 의해 밀려 내려가는 침강의 선단부에서는 해양 지각이 맨틀까지 침강할 수 있다.

해양 지각 판이 덮는 해양 지각 판 아래로 섭입하는 경우, 아래로 향하는 힘을 받는 지각이 용융되면서 마그마의 상승을 유발한다. 이는 섭입선을 따라 덮는 판에 화산 활동을 유발하는데, 일본 열도와 같은 해저 화산 열을 만든다. 이 화산 활동은 암석의 변성 작용과 마그마의 관입을 일으키고, 이것이 화강암을 만들어낸다. 또한 화산은 지각에 암석층을 퇴적시키며, 이는 지각을 가볍고 두껍게 만들어 섭입에 대한 저항력을 부여한다.

해양 지각은 침강할 수 있지만 대륙 지각은 침강할 수 없다. 결국, 아래로 향하는 힘을 받는 해양 지각은 대륙에 가까운 화산 열을 형성하게 하고, 이것과 충돌하게 된다. 덮는 판이 대륙 아래로 섭입하는 대신 충돌하는 경우, 그것은 대륙의 가장자리에 부가되어 대륙의 일부가 된다. 아래로 향하는 힘을 받는 판의 얇고 가느다란 단편이 대륙의 가장자리에 부착되어 덮는 판과의 사이에 쐐기 모양으로 형성되면서 기울어지는 경우도 있다. 이러한 경과로 새로운 지괴가 가장자리에 부착됨에 따라 대륙은 시간이 지남에 따라 성장하며, 서로 다른 연령을 가진 지괴의 복잡한 퀼트(패치워크)가 될 것이다.

기반암의 연령은 대륙의 가장자리에 가까워질수록 젊어진다. 하지만 이국 지괴(exotic terrane)와 같은 예외가 있다. 이국 지괴는 다른 대륙에서 떨어져 나와 다른 대륙에 부착된 단편이다.

많은 대륙은 여러 크라톤으로 구성되어 있다. 크라톤은 대륙의 최초 핵을 중심으로 형성된 지각 블록이며, 지괴가 새롭게 가장자리에 부착됨에 따라 점차 성장해 왔다. 판게아는 지구상의 대부분의 대륙이 하나의 거대한 초대륙으로 합체한 것이다. 대부분의 대륙은 아시아, 아프리카 또는 유럽과 같이 더 작은 대륙이 합체한 여러 대륙성 크라톤으로 구성된다.

7. 1. 한반도의 기반암

이들 육괴는 중생대에 판 구조론적 활동으로 인해 충돌하고 융합하여 현재의 한반도를 형성하였다. 각 육괴의 경계 지역은 단층이나 습곡과 같은 지질 구조가 발달해 있으며, 지진 발생 가능성이 높은 지역으로 알려져 있다.

7. 1. 1. 기반암의 연령과 구성

8. 토목 공학에서의 기반암

토양층(모재) 아래에 있는 기반암의 표면은 토목 공학에서 '암반'이라고도 하며,^[3][4] 굴착, 시추 또는 지구물리적 방법을 통해 기반암을 확인하는 것은 대부분의 토목 공학 프로젝트에서 중요한 과제이다. 표층 퇴적물이 매우 두꺼워 기반암이 지표면 아래 수백 미터 깊이에 있을 수도 있다.^[5]

8. 1. 한국의 기반암 관련 사례

참조

_[1] 서적 Glossary of geology American Geological Institute 1997
_[2] 서적 A dictionary of geology and earth sciences Oxford University Press 2013
_[3] 서적 Engineering Geology: Principles and Practice Springer
_[4] 서적 Geology for Civil Engineers https://books.google[...] CRC Press 1985-09-09
_[5] 잡지 What the glaciers left behind {{snd}}the drift-thickness map of Ohio https://geosurvey.oh[...] Ohio Department of Natural Resources, Division of Geological Survey 2012-09-12
_[6] 학술지 Palaeosurfaces and associated saprolites in southern Sweden http://sp.lyellcolle[...] 2010-04-21
_[7] 웹사이트 Digital Geology – Bedrock geology theme https://www.bgs.ac.u[...] British Geological Survey 2009-11-12
_[8] 웹인용 기반암 https://www.sciencea[...] 2020-01-02