지질 구조
도로변 절개지나 해안가 등 지층이 드러난 곳을 살펴보면 여러 가지 지질 구조를 볼 수 있습니다. 습곡, 단층 등의 기본적인 지질 구조에 대해 익히고 지질도에서 이런 지질 구조가 어떻게 표현되며 주향 및 경사를 측정하는 방법에 대해 알아보겠습니다.
암석에 응력이 가해지면 암석은 체적이 감소 혹은 증가하거나 모양이 변하게 됩니다. 이러한 변형 작용의 결과로 생성된 지질 구조는 습곡 구조, 엽리 구조, 선 구조, 압쇄 구조 등이 있습니다.
층리나 엽리와 같은 판상의 면 구조가 횡압력이나 전단응력에 의해 규칙적인 파형의 형태를 갖는 것을 습곡 구조라고 합니다. 습곡의 형태가 위로 향하여 볼록한 것을 배사형(antiform), 아래를 향하여 오목한 것을 향사형(synform)이라고 합니다.
습곡축과 습곡축면의 경사각을 기준으로 습곡을 분류하면 습곡축면의 경사각이 90°~80°이면 정습곡, 80°~10°이면 경사 습곡, 10°~0°이면 횡와 습곡이라 합니다.
암석 내에 발달하고 있는 일정한 방향으로 쪼개지는 면 구조나 배열 상태를 엽리 또는 벽개라고 합니다. 엽리는 변성작용의 결과로 형성됩니다. 편리는 층상 구조를 갖는 운모류들이 육안으로 보일 정도의 크기로 성장한 것으로 변성암에 나타나는 엽리 구조를 일컫습니다.
편마 구조는 변성작용에 의해 성분적으로 석영, 장석으로 구성된 규장질(felsic) 부분과 주로 흑운모로 구성된 고철질(mafic) 부분이 교호하는 형태로서 편마암에 나타납니다.
절리는 암석 내에 형성된 틈이나 균열을 통칭하는 것으로 이들 틈을 따라 어떤 변위가 나타나지 않은 것을 지칭하며 생성 원인과 형태에 따라 주상 절리, 판상 절리, 방사상 절리, 불규칙 절리, 풍화 절리, 층상 절리 등으로 구분됩니다.
한편 인접하여 있던 두 암석이 서로 상대적으로 엇갈린 움직임을 보일 때 발생하는 파쇄면을 단층(fault)이라고 합니다. 단층면 위에 놓인 지괴를 상반(hanging wall), 아래에 놓인 지괴를 하반(footwall)이라고 합니다.
단층면을 경계로 상반이 하반에 상대적으로 미끄러져 내린 것을 정단층, 상반이 하반에 대하여 상대적으로 미끄러져 올라간 것을 역단층이라고 합니다. 단층면이 수직이면서 수평 방향으로의 상대적 이동이 있을 때를 주향 이동 단층이라 합니다.
야외 지질 조사를 할 때 필수적인 것이 지질도입니다. 종이로 프린트된 지질도와 그림파일로 저장된 지질도는 현재 한국지질자원연구원에서 판매하고 있으며 한국지질자원연구원 홈페이지(http://geoinfo.kigam.re.kr/MainPage.action)에서 지질도를 검색하여 볼 수 있습니다.
지질도에는 지층의 주향 경사, 암상 등의 정보가 기록되어 있으며 지형도와 함께 비교하며 야외 조사에서 활용할 수 있습니다.
지층면과 수평면이 이루는 교선의 방향을 주향선이라 하고, 주향선의 방향을 그 지층의 주향이라고 합니다. 또한 지층과 수평면이 이루는 경사각과 지층면이 기울어진 경사 방향을 경사로 나타냅니다.
주향은 북쪽을 기준으로 측정합니다. 만약 지층이 30°동쪽으로 기울어져 있으면 주향을 N30° E로 나타내며 서쪽으로 N50° W 기울어져 있으면 50° N으로 나타냅니다.
한편 지층과 수평면이 이루는 경사각이 30°이고 남동쪽으로 경사져 있으면 경사는 30° SE로 표시하고 북쪽으로 50°경사져 있으면 50° N으로 표시합니다.
지층의 주향과 경사는 클리노미터나 브런튼컴퍼스를 사용하여 측정하며 최근에는 주향과 경사를 디지털로 표시되는 장치가 있으며 일부 스마트폰으로도 측정이 가능합니다.
클리노미터를 사용할 경우 아래 그림처럼 주향은 클리노미터를 지층면에 수평이 되게 대고 바깥쪽 자침이 가리키는 방향을 북을 기준으로 읽습니다.
경사는 주향선에 직각으로 클리노미터의 긴 변을 세워서 지층면에 대고 안쪽 하트 모양의 뾰족한 자침이 가리키는 방향을 읽습니다.