송림조산운동

정의

송림조산운동은 트라이아스기 말-쥬라기 초의 대동층군이 퇴적되기 이전에 있었던 대규모의 지각변동이다.

특징

한반도의 중생대 지각변동

중생대 지각운동은 한반도 전지역에 걸쳐서 가장 강렬한 영향을 주었으며, 한중 지괴의 동부지역에 큰 영향을 미쳐, 이 시기에 습곡작용, 변성작용, 드러스트 단층과 단층 지괴의 형성, 그리고 광역적인 마그마활동이 있었다. 한반도내에서 중생대 지각운동은 동 아시아 대륙의 특성인 반복적이고도 여러 번의 변형작용이 중첩된 것으로 특징지워진다. 한반도 중생대 지각운동의 특징적인 현상은 다음의 다섯 단계로 이뤄진다. (1) 연성 또는 쇄성 전단대의 형성, (2) 확장운동 또는 transtension에 의한 분지의 형성, (3) 분지내 퇴적작용, (4) 수축운동 또는 압축응력, (5) 화성활동의 순서이다. 그러나 이러한 각각의 운동들은 시간과 장소에 따라서 달라지기도 한다(Kim, J.H., 1996).

송림조산운동

석탄기부터 트라이아스기에 이르는 동안에 동아시아의 고지리는 초기의 해성 분지가 비해성의 호소로 변하는 과정을 거쳤다. 이 분지 내 퇴적층인 평안누층군의 하부에는 항상 캠브로-오르도비스기의 조선누층군이 놓이는데 반하여 트라이아스기 말에서 쥬라기 초기에 형성된 대동층군은 평안누층군이나 조선누층군 위에, 또는 상원계 위에도 놓일 뿐만 아니라 경기육괴내에서는 선캠브리아 이언의 기반암류 위에 놓이는 특성을 보여준다(박봉순, 1982).

송림조산운동은 트라이아스기 말-쥬라기 초의 대동층군이 퇴적되기 이전에 있었던 지각변동으로 한반도 북부지역에서 더 잘 알려져왔다. 평양탄전 일대에는 평안누층군 위에 놓인 대동층군의 기저부에 뚜렷한 경사부정합을 보여준다. 이 부정합면 아래의 상원계와 조선누층군은 심한 습곡작용과 드러스트 단층운동을 받았고, 그 위에 대동층군이 덮고 있어서 평안누층군 이후-대동층군 퇴적 이전에 강력한 지각변동이 있었음을 나타낸다(Kobayashi, 1930). 송림조산운동은 한반도의 북부지역과 중국의 요동반도 일대를 교란시킨 가장 강력한 조산운동이다. 이에 비하여 한반도의 남부지역에서는 단순히 요곡작용이나 융기작용만이 있었던 것으로 알려져 왔다(Kobayashi, 1930, 1953; 김옥준, 1971; Reedman and Um, 1975).

한반도 남부지역에도 송림조산운동이 있었느냐 하는 의문에 대해서 처음으로 이의 가능성을 언급한 것은 단양탄전의 지질연구에서이다. 박정서 외(1975), 김정소(1981), 이무령 외(1985)의 단양탄전 지질도에서 현천리드러스트 단층이 반송층을 절단하지도 못할 뿐만 아니라 더 연장되지도 못하고, 어떤 드러스트 단층들은 남서쪽에서 북동쪽으로 가면서 반송층군과 접하는 곳에서부터 더 이상 연장하여 발달하지 않는다(이무령 외, 1985). 이 지역을 조사 연구한 기존의 연구자들은 반송층군 분포지의 동쪽에 발달하고 있는 드러스트 단층들도 대보조산운동의 산물인 각동드러스트와 같은 시기에 형성된 것으로 생각한 것 같다.

김정환 외(1994b)는 단양지역에서 쥬라기 반송층의 동측에 발달하고 있는 드러스트 단층들이 반송층에 의하여 덮여있는 것을 확인하고, 이 지역에서 선쥬라기 드러스트 운동이 있었음을 보고하였다. 이들에 의하면 송림드러스트와 대보드러스트 단층들은 서로 평행하고, 이들의 운동 방향도 북서 방향에서 남동방향으로 이동하여, 반송층군이 없는 지역에서 이들을 각기 구별하기는 매우 어려움이 있음을 보고하였다.

최위찬과 김동학(1981)은 옥천누층군 내에서 여러 조의 드러스트 단층들을 기재하고, 이들은 송림조산운동시에 형성된 것으로 해석하였다. 옥천누층군 내의 드러스트 단층은 남동방향으로 이동하였으며, 북서방향으로 기울고 있는 광물신장선구조도 송림운동중에 형성되었다고 해석하였다(Reedman et al., 1988). Cliff 외(1985)는 옥천누층군내의 황강리층의 기질과 백운모에 대한 연대측정 결과 233Ma의 지질연대를 얻었으며, 이 연령은 변성작용의 연대라고 보고하여 송림조산운동시에도 변성작용이 수반되었음을 강력히 시사하였다.

김정환 외(1982)는 백악기 음성분지 동편에서 백악기 지층들은 편마암류와 화강암과 접하는데, 지역에 따라서 이들 편마암이나 화강암이 압쇄작용을 받았으며, 압쇄변형작용의 강도는 백악기 퇴적분지의 경계부로 근접할수록 강하여지며, 이런 현상은 북동부로 연장되고 있음을 보고하였다. 이들은 전주 이남지역에 넓게 분포하는 편상화강암에 대하여 편상구조는 광역변성작용에 의한 것이 아니라 변형작용에 의해 형성되었음을 보고하여 한반도 남부지역에 연성전단대의 발달 가능성을 암시하였다. 1980년대 중엽에 들어와 한반도의 남부지역에 여러 조의 전단대가 발달하고 있음이 보고되고, 이들의 특성에 관한 연구들이 활발하게 이루어졌다(김규봉 외, 1984; 김동학, 이병주, 1984, 1990; 장태우, 1985; 김용준 외, 1987; 장태우, 한영민, 1989). 전단대에 대한 연구는 Yanai et al.(1985)에 의한 호남전단대 연구가 처음으로, 이들은 대전-순천 사이에 폭 100km에 변위가 100km 이상인 전단대로 쥬라기 중기-말기에 형성된 것으로 보고하였다. Cluzel 외(1991a)는 옥동-순창-순천에 이르는 전단대를 호남전단대라 하고, 이 전단대는 트라이아스기 우수향의 전단대로 그 변위가 200km 이상되는 것으로 보고하였다. 위와 같이 같은 명칭을 가지고도 위치나 그 형성 시기가 다른 점을 인식하여 대한지질학회 구조지질학 분과위원회에서는 1990년도 제45차 정기 학술발표회 기간 중에 그간 국내에 광역적으로 크게 알려진 연성전단대에 대한 연구들을 종합 정리하여, 모든 학회 회원들이 공통적으로 사용할 수 있도록 새로운 명칭을 부여하였다. 이에 따라 진안-순창-해남을 잇는 선에 따라서 발달한 것을 순창전단대(김정환, 기원서 1991b; 기원서, 김정환, 1992; 이병주, 1992; Kim, J.H. and Kee, W.S., 1994), 전주-무안-목포를 잇는 선과 이와 평행하게 동축으로 발달하는 것들을 각각 전주전단대(장태우, 한영민, 1989)와 광주전단대, 영광부근에서 전주 전단대로부터 분리되어 동서 방향으로 발달하는 것을 영광전단대(이병주 외, 1990; 전경석 외, 1991)로 명명하였으며, 그 후에 지역에 따라서 공주전단대(이제용, 1990), 예천전단대(장태우, 1990, 1991)가 새로이 연구 되었다.

옥천대 내에서 옥천누층군의 변성퇴적암류, 조선누층군과 평안누층군의 퇴적암내에 발달한 선구조나 습곡구조의 축의 방향들과 같은 지질구조 요소들은 일반적으로 북서, 북동, 그리고 동-서 방향의 세 방향의 지질구조들이 발달하고 있는데 반하여, 대동층군내에서는 북동 방향과 동-서 방향의 지질구조들만이 발달하고 있어서, 이들의 시대를 구분할 수 있다. 이제까지 연구된 모든 자료들을 종합하면 송림조산운동의 특성을 다음과 같이 정의할 수 있다.

송림조산운동은 반송층이 퇴적되기 전에 일어났으며, 전기와 후기로 구분된다. 송림조산운동의 전기 운동상은 페름기 후기부터 시작된 것 같으며, 이는 보은 지역의 압쇄화강암이 그 예이다(김동학, 이병주, 1986; 주승환, 김성재, 1984). 옥천습곡대 남서부에서 연성전단대가 발달하고 있는 중에, 옥천습곡대의 북동부에서는 평안누층군의 최상부층들이 퇴적되고 있었으며, 조산운동중에 옥천습곡대의 남서부에서는 화강암류의 관입이 있었으며, 대략 258~222Ma 연령을 보여준다. 이러한 화성활동은 대동층군의 퇴적 전까지 계속되었다. 전기 운동중에 주향이동운동의 전단대와 북서방향의 습곡구조와 선구조들이 형성되었다. 이 단계에서 최대 수축운동 방향은 북동-남서이다(Cluzel, 1988, 1991; Reedman et al., 1988; Cluzel et al., 1990, 1991a; 김정환, 기원서, 1991a,b; Kim, J.H. and Koh, H.J. 1992; Kim, J.H. et al., 1992a,b; Kim, J.H., 1996). 북동 방향의 습곡작용과 드러스트 운동은 초기 운동상을 뒤따라 일어났다. 이 시기에 고생대 퇴적층들은 습곡되고 드러스트 단층운동의 영향을 받았다. 초기에 형성된 구조들은 북동 방향으로 회전운동을 받았으며, 기존의 옥동 단층은 재활성되어 기저 드러스트의 형태를 보여준다(김정환 외, 1988).

한반도 북부지역에서는 송림조산운동이 3시기로 구분된다. 전기에는 동-서 방향을 가지며 파장이 10~20km되는 습곡구조의 형성과 습곡구조와 관련된 나페-드러스트 구조들이 형성되었다. 중기에는 북동 내지 북서 방향의 단층이 형성되어 단층 지괴운동이 있었다. 마지막 단계에서는 기반암의 열극을 따라 화강암의 관입이 있었다.

송림조산운동이 끝나가는 중에 한반도 일대는 확장성 운동의 영향을 받아 대동분지가 형성되었으며, 후 조산운동의 화강암류가 넓게 관입하였다. 한반도의 송림조산운동은 중국의 Indosinian 조산운동과 잘 대비된다(Wan and Sun, 1993).

윤상영 2012년 11월 14일 (수) 21:40 (KST)