습곡 산지
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1. 개요
습곡 산지는 두 개의 판이 수렴 경계에서 만나 충상 단층 작용이 일어나는 지역에서 형성된다. 판과 대륙의 충돌 또는 섭입 과정에서 암석층이 구겨지고 접히면서 산맥을 이루며, 특히 기계적으로 약한 층이 있는 경우 더욱 뚜렷하게 나타난다. 대륙 지각은 밀도가 낮아 맨틀 위에 떠 있으며, 산의 무게는 지각 평형의 부력에 의해 균형을 이룬다. 습곡은 위로 볼록한 배사, 아래로 오목한 향사로 나타나며, 심하게 변형된 암석은 횡와 습곡, 역습곡, 내압권 등의 형태를 보인다. 대표적인 습곡 산지로는 쥐라 산맥, 자그로스 산맥, 아콰핌-토고 산맥, 애팔래치아 산맥, 와치타 산맥 등이 있다.
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2. 습곡 산지의 형성
습곡 산지는 주로 두 개의 판이 수렴 경계에서 서로 충돌하는 충상 단층 작용 지역에서 형성된다. 두 판이나 그 위의 대륙이 충돌하거나(대륙 충돌) 한 판이 다른 판 아래로 들어가는 섭입 과정을 겪으면, 그 사이의 암석층은 강한 압력을 받아 구겨지고 접히면서(습곡) 위로 솟아올라 산맥을 형성하게 된다.[1] 이렇게 형성된 산은 일반적으로 너비보다 길이가 더 긴 형태를 띤다.[2] 판의 충돌 과정, 지각 평형의 원리, 다양한 습곡의 종류 등 자세한 내용은 하위 문단에서 설명한다.
2. 1. 판 충돌과 섭입
습곡 산지는 두 개의 판이 수렴 경계에서 서로 충돌하는 충상 단층 작용 지역에서 형성된다. 두 판이나 판 위의 대륙이 서로 부딪혀 대륙 충돌이 일어나거나, 한 판이 다른 판 아래로 들어가는 섭입이 발생하면, 그 사이에 놓인 암석층은 거대한 압축력을 받아 마치 식탁보를 밀 때처럼 구겨지고 접히게 된다. 특히 소금과 같이 상대적으로 무른 암석층이 포함되어 있을 경우 이러한 습곡 작용은 더욱 쉽게 일어난다.지표면에 산맥이 솟아오를 때, 그 아래에서는 지각 평형 원리가 작용한다. 밀도가 낮은 대륙 지각은 그보다 밀도가 높은 맨틀 위에 떠 있는 상태인데, 산맥을 이루는 지각 물질의 무게는 맨틀 속으로 더 깊이 파고드는 부분에 작용하는 부력과 균형을 이룬다. 이 때문에 대륙 지각은 일반적으로 평탄한 지역보다 산맥 아래에서 훨씬 더 두껍게 나타난다.[1]
암석층이 휘어지는 방식에 따라 습곡의 형태는 다양하게 나타난다. 위로 볼록하게 솟아오른 부분을 배사, 아래로 오목하게 들어간 부분을 향사라고 부른다. 습곡 작용이 매우 강하게 일어나 암석층이 심하게 변형되고 단층까지 발생한 복잡한 지질 구조를 내압권이라고 한다. 습곡은 양쪽 기울기가 비슷한 대칭적인 형태일 수도 있지만, 한쪽으로 기울어진 비대칭적인 형태일 수도 있으며, 심한 경우 옆으로 누운 듯한 횡와 습곡이나 뒤집힌 역습곡이 만들어지기도 한다. 이렇게 형성된 습곡 산지는 일반적으로 폭에 비해 길이가 훨씬 긴 모양을 가지는 특징이 있다.[2]
2. 2. 지각 평형
밀도가 낮은 대륙 지각은 그 아래에 있는 밀도가 높은 맨틀 암석 위에 "떠" 있다. 따라서 언덕, 고원 또는 산을 형성하기 위해 위로 밀려 올라간 지각 물질의 무게는, 훨씬 더 큰 부피의 지각 물질이 맨틀 안으로 밀려 내려가는 지각 평형의 부력에 의해 균형을 이룬다. 이러한 원리로 인해 대륙 지각은 일반적으로 낮은 지역보다 산 아래에서 훨씬 더 두껍다.[1]2. 3. 습곡의 종류
습곡은 암석층이 힘을 받아 휘어지면서 만들어지는 지질 구조로, 그 형태에 따라 여러 종류로 나뉜다. 가장 기본적인 형태는 위로 볼록하게 솟은 배사와 아래로 오목하게 들어간 향사이다.[1][2] 습곡은 양쪽 날개의 기울기에 따라 대칭적인 형태와 비대칭적인 형태로 구분할 수 있다.[2] 비대칭적인 습곡 중에는 한쪽 날개가 크게 기울어지거나 거의 수평으로 누운 횡와 습곡, 또는 아예 뒤집힌 역습곡과 같이 더욱 복잡한 형태도 존재한다.[2] 또한, 매우 심하게 접히고 단층 작용까지 동반된 복잡한 구조를 내압권(Nappe)이라고 부르기도 한다.[2]2. 3. 1. 배사와 향사
암석층은 대칭 또는 비대칭 형태로 접힐 수 있다. 위로 볼록하게 접힌 부분을 배사라 하고, 아래로 오목하게 접힌 부분을 향사라고 한다.[1][2] 심하게 접히고 단층 작용을 받은 암석 지대는 내압권(Nappe)이라고 부른다. 비대칭적인 습곡에서는 횡와 습곡이나 역습곡과 같은 형태가 나타나기도 한다.[2]2. 3. 2. 횡와 습곡과 역습곡
암석층이 접히는 방식은 대칭적일 수도 있고, 비대칭적일 수도 있다. 위로 접힌 부분을 배사라고 하며, 아래로 접힌 부분을 향사라고 한다.[1] 특히 암석층이 비대칭적으로 접힐 경우, 한쪽 날개가 거의 수평으로 누운 형태인 횡와 습곡이나 아예 뒤집힌 형태인 역습곡과 같은 복잡한 구조가 나타나기도 한다.[2] 이렇게 심하게 접히거나 단층 작용을 겪은 암석 지대를 내압권이라고 부른다.[1][2]2. 3. 3. 내프
심하게 습곡되고 단층 작용을 받은 암석을 내프라고 한다.[2]3. 대표적인 습곡 산지
전 세계적으로 다양한 습곡 산지가 존재한다. 대표적인 예시는 다음과 같다.
- 쥐라 산맥: 유럽 알프스 산맥 인근에 위치한다.
- 자그로스 산맥: 이란에 위치하며, 특유의 '단순 습곡대'가 특징이다.[2]
- 아콰핌-토고 산맥: 가나에 위치한다.[3]
- 능선-계곡 애팔래치아 산맥: 미국 동부에 위치한다.
- 와치타 산맥: 미국 아칸소주와 오클라호마주에 걸쳐 있다.
3. 1. 쥐라 산맥
쥐라 산맥은 트라이아스기 시대의 증발암으로 이루어진 연성단층 위에 형성되었다. 알프스 산맥의 전단 분지에서 발생한 추력 운동의 영향으로 만들어졌으며, 거의 평행하게 늘어선 여러 개의 산등성이로 이루어져 있다.3. 2. 자그로스 산맥
자그로스 산맥의 '단순 습곡대'는 길쭉한 배사 돔들이 연이어 나타나는 형태로 이루어져 있다. 이 지형은 대부분 자그로스 충돌대의 전단층 위에서 분리 습곡 작용을 통해 형성되었다. 일반적으로 이 습곡대는 후르무즈 형성 시기, 즉 신원생대 후기에서 초기 캄브리아기에 걸쳐 만들어진 증발암 기반의 기저 연성단층 위에 놓여 있다.[2]3. 3. 아콰핌-토고 산맥
가나에 위치한 습곡 산맥이다.[3]3. 4. 애팔래치아 산맥 (능선-계곡 지형)
미국 동부에 위치한 능선-계곡 애팔래치아 산맥은 습곡 산지의 대표적인 예시 중 하나이다.3. 5. 와치타 산맥
미국 아칸소주와 오클라호마주에 걸쳐 있는 와치타 산맥이 대표적인 습곡 산지의 예시 중 하나이다.4. 한국의 습곡 산지
한반도는 현재 판 경계에서 비교적 멀리 떨어져 있어, 새로운 습곡 산지가 활발하게 형성되는 지역은 아니다. 그러나 과거 지질 시대 동안 발생했던 판 운동의 영향으로 형성된 오래된 습곡 구조를 가진 산지들이 있다. 이러한 산지들은 오랜 시간 동안 침식 작용을 받아 원래의 모습과는 다소 차이가 있을 수 있지만, 지질 구조적으로는 습곡의 특징을 간직하고 있다.
참조
[1]
서적
Earth
https://archive.org/[...]
W.H. Freeman
[2]
웹사이트
Fold mountains slip on soft areas
http://www.ethlife.e[...]
ETH Zürich
2011-08-11
[3]
논문
The Hydrogeological Setting of Ghana and the Potential for Underground Dams
http://ousar.lib.oka[...]
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