퇴적 구조
우리나라의 퇴적 분지를 다녀보면 여러 가지 퇴적 구조를 볼 수 있습니다. 자갈, 모래, 점토 등의 퇴적물이 쌓이면서 퇴적암이 될 때 특징적인 퇴적 구조가 나타나며 이런 퇴적 구조를 통해 퇴적 당시의 환경을 짐작할 수 있습니다.
특징적인 퇴적 구조들이 어떤 모양이며 어떻게 형성되었는지 알아보고 퇴적 과정을 재현할 수 있는 장치를 설계해 봄으로써 퇴적 과정에 영향 주는 변인들에 대해 알아보겠습니다.
퇴적암에는 특징적인 퇴적 구조가 나타납니다. 이런 퇴적 구조 중에서는 지층의 상하를 판단할 수 있는 것들도 있습니다.
사층리(cross bedding)는 모래 크기의 입자에서 특징적으로 잘 나타나는 퇴적 구조입니다. 하나의 퇴적층 내에 얇은 층리들이 평행하게 쌓이지 않고 기울어지거나 오목한 형태를 보이며 층리의 폭이 한쪽은 넓고 다른 쪽은 좁아지는 형태로 쌓이기도 하는데, 이런 퇴적 구조를 사층리라고 합니다.
사층리는 유수, 바람 등에 의해 형성되며, 이들의 종류와 규모 등은 주변의 퇴적상과 함께 연관시켜 고수류의 방향을 측정할 때 좋은 정보를 얻기도 합니다.
또한 사층리는 층리 폭이 넓은 쪽이 위쪽이 되고, 좁은 쪽이 아래쪽이 되어 지층의 상하를 판단하는 데 도움을 줍니다.
사층리는 충남 보령 지역의 사암에서 흔히 볼 수 있으며 학교나 관공서의 교훈이나 이름을 새겨 넣은 충남 보령산 사암에서 흔히 관찰할 수 있습니다.
퇴적물이 쌓일 때 입자가 큰 자갈부터 먼저 퇴적되고, 그 위로 입자가 작은 모래 그리고 점토가 차례로 쌓이게 됩니다. 이처럼 점이층리(graded bedding)란 한 층 내에서 입자의 크기가 상향으로 갈수록 작아지는 층리를 말하는데, 그 두께는 1 cm에서 수 m에 이르기까지 다양합니다.
이때 크기의 변화를 나타내는 입자는 역(자갈), 모래, 실트 등입니다. 한편 이와 반대로 층의 상부로 갈수록 입자의 크기가 증가하는 역점이층리도 있으며, 이는 퇴적작용이 일어나는 동안 유수의 운반 능력이 점차 증가할 때 형성됩니다.
해저에서는 대륙붕에 퇴적되어 있던 퇴적물이 대륙 사면의 저탁류를 따라 흘러내려 대륙대에 퇴적될 때 입자의 크기에 따라 퇴적될 수 있으며 이때 점이층리가 발달합니다.
호수나 바다의 가장자리 얕은 곳에서 수면의 파도 모양이 퇴적물에 의해 만들어지는 구조를 연흔(ripple mark) 또는 물결 자국이라고 합니다. 대체로 응집력이 없는 모래 퇴적물과 실트 퇴적물에서 나타납니다.
연흔에는 대칭 연흔과 비대칭 연흔으로 나뉘며, 파도에 의해 왕복 이동을 하는 물의 흐름으로부터 만들어지는 연흔은 대체로 대칭을 이루며 파도 연흔이라고 부릅니다.
바람이나 물이 한 방향으로 이동할 때 형성하는 연흔은 비대칭의 단면을 보이며 유수 연흔이라고 합니다. 특히 유수 연흔은 물이나 바람이 불어온 방향까지 유추할 수 있어 고환경 연구에 도움이 됩니다.
유수 연흔의 단면에서 바람이 불어오는 쪽의 경사가 바람이 불어가는 쪽의 경사보다 완만하게 나타납니다. 연흔은 우리나라 중생대 지층에 많이 발달되어 있으며 현생 연흔의 경우 우리나라 서해안 해수욕장에서 쉽게 볼 수 있습니다.
건열(mud crack)은 응집력이 있는 퇴적물에서 수분이 빠져나감으로써 퇴적물의 부피가 감소하면서 형성됩니다. 일반적으로 점토와 같은 퇴적물에 이러한 구조가 잘 나타납니다.
반면 모래처럼 응집력이 없는 퇴적물에서는 이러한 건열이 나타나지 않습니다. 건열이 나타난다는 것은 그 지역이 건조한 환경에 노출되었기 때문입니다.
물이 존재했던 논바닥이나 호수 가장자리에서 물이 빠져나가면서 점토가 갈라져 형성되는 다각형 모양의 갈라진 틈들이 현생 건열입니다. 건열의 단면도를 보면 쐐기 모양으로 위쪽은 넓고 아래쪽으로 뾰족하게 됩니다. 따라서 건열을 포함하는 층의 상하를 판단하는 데 도움이 됩니다.
빗방울 자국 또는 우흔(rain drop impression)은 점토와 같은 세립질의 입자에 빗방울이 떨어지면서 자국을 남긴 후 빗방울 자국이 생긴 퇴적물의 표면이 마르고 그 위에 새로운 퇴적물이 쌓인 후 오랜 시간이 흐르는 가운데 굳어져 돌로 변한 것입니다.
우흔의 모양은 주로 원형이나 타원형으로 나타나며 오목하게 형성되기 때문에 지층의 상하를 판단하는 기준이 될 수 있습니다.
우흔의 크기는 수 mm의 크기를 보이며 깊이는 1 mm 내외입니다. 우리나라에서는 경상남도 의령에 천연기념물 196호로 지정된 우흔이 있으며 충북 음성, 충북 영동 등지의 중생대 퇴적 분지에서 우흔이 발견되기도 합니다.