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삼방산층

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1. 개요

삼방산층은 대한민국 영월 지역에 분포하는 지층으로, 녹회색 사암, 자색 셰일, 암회색 규질사암 등으로 구성되며 캄브리아기 삼엽충 화석이 발견되어 조선 누층군 영월층군의 하부 지층으로 인정되었다. 1962년부터 다양한 연구가 진행되어 층서 및 퇴적 환경에 대한 이해가 축적되었으며, 1985년에는 평안 누층군 홍점층에 해당한다는 해석도 제시되었다. 삼엽충 화석 연구를 통해 2개의 생층서대가 설정되었고, 절대 연령 측정 결과 캄브리아기 제2세 제4절에 퇴적되었음이 밝혀졌다. 또한, 입탄리층과의 관계에 대한 연구도 이루어졌다.

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삼방산층
개요
이름삼방산층
시대고생대
시기캄브리아기 중기
유형퇴적암
주암질실트스톤, 셰일, 사암
이름따옴삼방산
명명요시무라 (1940)
지방강원특별자치도
상위 단위조선 누층군
상층마차리층
두께400m 또는 750 m 이상
지역강원특별자치도 영월군, 평창군
영월 지질
삼방산층 (진한 파란색)

2. 지층 대비

삼방산층은 초기에는 조선 누층군에 속하지 않는 것으로 여겨졌으나, 이후 캄브리아기 삼엽충 화석이 발견되면서 조선 누층군 영월층군의 하부 지층으로 인정되었다. 초기 연구에서는 삼방산층의 암상과 지질 시대에 대한 다양한 해석이 있었으나, 후기 연구에서 코노돈트 미화석, 완족류 화석 등이 발견되면서 캄브리아기 지층으로 확정되었다.[1]

2. 1. 초기 연구 (1962-1985)

1962년 태백산지구지하자원조사단은 삼방산층이 녹회색 사암, 자색 셰일, 암회색 규질사암 등으로 구성되어 있으며, 탄질물 지층과 얇은 석회암 지층이 협재되어 있다고 보았다. 조사단은 "본 층은 종래 조선계의 기저로 알려져 있었으나 금번 조사로서 조선계의 기저가 아님이 밝혀졌다."라며 조선 누층군으로 인정하지 않았다.[6] 그러나 이후 삼방산층에서 캄브리아기를 지시하는 삼엽충 화석이 발견되면서 조선 누층군 영월층군의 하부 지층으로 인정되었다.

김항묵(1972)은 삼방산층을 하부층원과 상부층원으로 구분하고, 암질이 평안 누층군에 가깝다고 보았다. 그는 삼방산층에 협재된 석회암에서 방추충(푸줄리나) 화석을 찾으려 했으나 실패했고, 삼방산층 최하부가 암질상 캄브리아기 이후~평안 누층군 이전에 속한다고 추정했다. 하부층원은 최하부 천매암, 탄질셰일, 암회색/담회색 조립규암 등, 중상부는 암회색 세립질사암, 회색 실트질셰일, 암회색 이암, 실트질사암 등으로 구성된다. 상부층원은 주로 녹회색 실트질사암, 중립사암, 실트스톤, 셰일로 구성되며 두께 30 m의 암회색 셰일과 두께 0.1~1 m의 백색 석회암이 협재된다.[7]

김옥준 외(1985)는 삼방산층이 평안 누층군 홍점층에 해당한다고 해석하였다. 이들은 지질 구조를 근거로 삼방산층이 마차리층과 흥월리층 위에 있다고 주장했고, 김인석(1983)이 삼방산에서 산출된 삼엽충캄브리아기 중기의 것으로 감정한 것을 잘못된 것이라 판단하였다. 이들은 삼방산층과 영흥층 사이의 단층은 없으며, 삼방산층이 영흥층 위에 부정합으로 놓이고 동사 습곡을 이루며 남쪽으로 10~20°경사한다고 보았다.[8]

2. 2. 후기 연구 (1986-현재)

이하영(1986)은 주천면 주천리에서 평창읍 대하리 남부까지 동북동-서남서 방향으로 띠 모양으로 분포하는 삼방산층이 평창읍 마지리에서 남-북 주향의 평창 스러스트 단층에 의해 잘려 있어, 삼방산 지역의 삼방산층과는 직접 접하고 있지 않다고 하였다.[1] 삼방산층은 주로 암회색 세립질사암, 사질셰일, 셰일, 녹회색 석영질사암, 암적색, 담갈색 사암, 천매암 또는 편암으로 구성되고, 장충리 북측 평창강 가와 소탄리 계곡 입구에는 5~15 m 두께의 담회색 석회암층이 협재된다.[1] 이 층 위에는 마차리층이 정합적으로 놓인다.[1] 주천리-마지리 지역에 분포하는 삼방산층 남쪽의 석회암 지층은 태백산지구지하자원조사단에 의해 삼태산층으로 정해졌으나 이 연구로 삼태산층이 아니라 마차리층으로 밝혀졌다.[1] 정창희 외(1979)는 평창층군 입탄리층이 삼방산층(대하리층) 위에 정합으로 놓인다고 해석하였으나, 이하영 외는 삼방산층과 그 북쪽의 평창층군 입탄리층이 스러스트 단층으로 접한다고 해석하였다.[1] 이하영 외는 삼방산층에서 캄브리아기를 지시하는 코노돈트 미화석과 완족류 등의 화석을 발견하였다.[1]

3. 삼방산층에 대한 연구

삼방산층은 다양한 화석 발견을 통해 지질시대를 밝히는 데 중요한 역할을 해왔다. 초기에는 삼방산층의 지질시대와 층서적 위치에 대한 논란이 있었으나, 삼엽충 화석 연구를 통해 중기 캄브리아기 지층임이 밝혀졌다.

요시무라(1940)는 삼방산층에서 삼엽충 화석을 발견하고 조선 누층군의 최하부로 보았고, 고바야시(1961, 1966)는 다양한 삼엽충 화석을 바탕으로 삼방산층이 중부 캄브리아기에 해당한다고 주장했다. 그러나 태백산지구지하자원조사단(1962)은 삼방산층을 시대 미상의 지층으로 보았고, 김옥준 외(1973)는 평안 누층군의 홍점층에 대비하는 등 논란이 이어졌다.[1][9]

이후 삼방산층에서 다양한 삼엽충 화석과 코노돈트 화석 등이 발견되면서 중기 캄브리아기 지층이라는 것이 재확인되었다. 이병수 등(1991)은 삼방산층에서 코노돈트, 삼엽충, 완족류 등 다양한 미화석을 발견했고,[10] 김인석 등(1985)은 삼엽충 화석을 통해 중부 캄브리아기 표준 화석임을 확인했다.[1] 최석영과 최덕근(1997), 최덕근(1999)은 삼엽충 화석 연구를 통해 삼방산층 내 생층서대를 설정하고 중기 캄브리아기에 대비했다.[11][12] 손장원 등(2001)은 충청북도 단양군 어상천면 삼태산 일대의 삼방산층에서 삼엽충 화석을 발견하여 영월 지역과 동일한 시기임을 밝혀냈다.[13]

3. 1. 삼엽충 화석 연구

1940년 요시무라(Yoshimura)는 삼방산층에서 ''Ptychoparia'' sp, ''Anomocarella'' spp., ''Megagraulos'' spp. 등의 삼엽충 화석을 발견하고 삼방산층을 영월 지역 조선 누층군의 최하부 지층으로 보았다.[1][9] 1961년과 1966년에 고바야시(Kobayashi)는 삼방산층에서 ''Anomocarella stenorachis'', ''Metagraulos sampoensis'', ''Megagraulos semicircularis'', ''Solenoparia(?) bisulcata'', ''Ptychoparia'' sp., ''Yabeia'' sp., ''Haniwoides''(?) sp. 등의 다양한 삼엽충 화석을 보고하고, 삼방산층이 중부 캄브리아기에 해당한다고 발표했다. 그는 이 화석들을 바탕으로 삼방산층 내에 2개의 생층서대(Yabeia 대 및 Metagraulos 대)를 제안하고, 두위봉형 조선 누층군의 중기 캄브리아기 묘봉 슬레이트층 상부와 대기층(풍촌 석회암층)의 하부에 대비시켰다.[1][9]

1991년 이병수 등은 삼방산층에서 코노돈트, 삼엽충, 완족류 등 다양한 미화석을 발견하고, 삼방산층이 중부 캄브리아기 지층임을 확인하였다.[10] 1985년 김인석 등은 삼방산층에서 ''Megagraulos semicircularis''와 ''Solenoparia(?) bisulcata'' 등 2속 2종의 삼엽충 화석을 발견하고, 이들이 중부 캄브리아기의 표준 화석임을 확인하였다.[1]

1997년 최석영과 최덕근은 삼방산층에서 840개의 중기 캄브리아기 삼엽충 화석을 산출하고, ''Metagraulos sampoensis''와 ''Megagraulos (?) semicircularis Zone'' 2개의 생층서대를 설정하였다. 이는 태백층군의 대기층묘봉층의 ''Megagraulos'' 생층서대와 대비될 수 있다.[11] 1999년 최덕근은 삼방산층 상부에서 산출된 삼엽충 화석을 근거로 2개의 생층서대를 설정하고, 중기 캄브리아기에 대비하였다.[12]

2001년 손장원 등은 충청북도 단양군 어상천면 삼태산 일대의 삼방산층에서 삼엽충 화석 ''Megagraulos semicircularis''을 발견하고, 이 지역의 삼방산층이 영월 지역의 삼방산층과 동일한 시기임을 확인하였다.[13]

3. 2. 절대연령 측정

홍발 등(2014)은 마차리층으로부터 18 m와 4 m 아래에 놓인 두 개의 층준에서 채집한 녹회색-담갈색의 세립질 사암으로 삼방산층 사암의 쇄설성 저어콘 알갱이의 연령을 분석하였다. 고분해능 이차이온 질량분석기(SHRIMP)를 이용하여 측정한 삼방산층 쇄설성 저어콘의 주된 U-Pb 연령은 중원생대신원생대에 걸친 넓은 범위(약 1.6-0.6 Ga)를 가지며, 가장 젊은 입자들의 206Pb/238U 연령은 각각 512±5 Ma와 509±7 Ma이다. 이들 두 연대는 마차리층의 화석군으로부터 얻은 퇴적 시기(509-497 Ma)와 조화적이며, 삼방산층의 퇴적 시기가 캄브리아기 제2세 제4절(514-509 Ma)임을 시사한다. 삼방산층의 쇄설성 저어콘 연령 분포는 최근 발표된 중국 시안과 부탄 히말라야산맥의 캄브리아기 사암 시료에서 얻은 결과와 거의 비슷한 양상을 보여준다. 이처럼 세 지역의 쇄설성 저어콘 연령 분포가 비슷한 것은 캄브리아기에 퇴적물을 공급했던 근원지가 같았기 때문이라고 생각하며, 따라서 세 지역은 고지리적으로 가까워야 한다. 삼방산층은 북중국 강괴오스트레일리아 대륙 사이에 위치했던 내륙해에서 쌓인 것으로 보고되었는데 이 내륙해에 많은 양의 퇴적물을 공급했던 근원지는 곤드와나 대륙 중앙에 자리했던 곤드와나 횡단 대산맥이었을 것으로 판단하였다.[14]

4. 입탄리층과의 관계

태백산지구지하자원조사단은 입탄리층이 삼방산층 위에 부정합으로 놓인다고 설명하였고[1], 김옥준 외(1973)[15]와 정창희 외(1979)[16]는 입탄리층이 삼방산층 위에 정합으로 놓인다고 해석하였다. 그러나 이하영 외(1986)는 중기 캄브리아기의 삼방산층과 오르도비스기의 입탄리층 사이에는 상부 캄브리아기 지층이 결여되어 있으므로 양자의 관계는 충상단층이어야 한다고 설명했다.[1]

참조

[1] 저널 전기고생대 태백산분지 영월층군의 순차층서 연구를 통한 고지리적 추론 https://scienceon.ki[...] 2012
[2] 저널 영월트러스트시스템의 구조기하학적 형태 해석 연구 http://www.riss.kr/s[...] 2012
[3] 저널 Trilobites from the Sambangsan Formation in the eastern side of the Pyeongchang Area, Kangweon-Do, South Korea (남한 강원도 평창 삼방산 지역에 분포하는 삼방산층에서 산출된 삼엽충화석군) https://www.dbpia.co[...] 1985-03
[4] 저널 The Yongwol Group (Cambrian-Ordovician) redefined: a proposal for the stratigraphic nomenclature of the Choson Supergroup https://www.proquest[...] 1998-12
[5] 저널 Sedimentological, Stratigraphical and Paleontological Study on the Sambangsan Formation and Its Adjacent Formations in the Yeongweol-Pyeongchang Area, Kangweondo (江原道 寧越-平昌間에 分布하는 三方山層과 이에 隣接한 堆積層의 堆積, 層序 및 古生物學的 硏究) https://www.dbpia.co[...] 1986-03
[6] 웹인용 태백산지구 지하자원 조사보고서 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1962
[7] 저널 寧越圖幅 北西部 地域 三方山層의 層序 (Stratigraphy of Sambangsan Formation in the Northwestern Area of Yeongweol Quadrangle) https://www.dbpia.co[...] 1972-12
[8] 웹인용 옥천대(沃川帶)의 지질(地質) 및 광물자원(鑛物資源)에 관(關)한 연구(硏究) - 평창(平昌)~영월(寧越)~제천지역(堤川地域)의 지질구조(地質構造) (Studies on Geology and Mineral Resources of the Okchŏn Belts -Geological Structure of the Areas between Pyŏngchang, Yŏngwŏl and Jechŏn) https://scienceon.ki[...] 광산지질학회 1985
[9] 저널 강원도 평창군 멧둔재 일대에 분포하는 고생대층에 관한 고생물학적 연구 http://www.riss.kr/s[...] 2015
[10] 저널 Microfossils from the Sambangsan formation in The Yeongwol Area, Kangwondo and its stratigraphic Implication (江原道 寧越地域의 三方山層에서 산출된 微化石과 그의 層序的 意義) https://www.dbpia.co[...] 1991-12
[11] 저널 삼방산층에서 산출된 중기 캠브리아기 삼엽충과 그 층서적 의의 https://www.dbpia.co[...] 1997-09
[12] 저널 Middle Cambrian Trilobites from the Sambangsan formation in Yeongwol Area, Korea (삼방산층에서 산출된 중기 캄브리아기 삼엽충) https://www.dbpia.co[...] 1999-12
[13] 저널 단양군 어상천면 삼태산 부근 캄브리아-오르도비스계의 층서 (Stratigraphy of the Cambro-Ordovician Strata in the Mt Samtae area, Danyang, Korea) https://www.dbpia.co[...] 2001-06
[14] 저널 영월 덕상 단면의 삼방산층 저어콘연령분포와 캄브리아기 제3세 마차리층 삼엽충이 알려주는 고지리적 정보 (Detrital zircon age spectra of the Sambangsan Formation and Cambrian Epoch 3 trilobites of the Machari Formation from the Deoksang Section, Yeongwol, Korea and their paleogeographic implications) https://www.dbpia.co[...] 2014-10
[15] 저널 남한(南韓) 대석회암통(大石灰岩統)의 층서(層序)와 지질구조(地質構造) (The Stratigraphy and Geologic Structure of the Great Limestone Series in South Korea) https://scienceon.ki[...] 1973
[16] 웹인용 平昌·寧越 地質圖幅說明書 (평창·영월 지질도폭설명서) https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1979



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