▶ 천수만 일대의 퇴적층 : 백악기 전기에 만들어져
천수만 주변에 분포하는 독특한 지층 천수만층, 천수만을 둘러싸고 보령시 천북면, 홍성군 서부면, 서산시 부석면, 태안군 안면읍에 분포한다. 이러한 화산성 퇴적암은 천수만 일대에서만 발견되는 지층이어서 '천수만층'이라는 이름을 얻었다(송무영·우영균, 1992). 본래 천수만층은 역암을 비롯하여, 응회암, 현무암, 응회암질 각력암, 셰일 등으로 구성되어 있는 천수만을 채우고 있는 암석 전체를 통칭했었다. 그러나 최근 연구에서는 '천수만층'이라는 이름은 쓰되, 그 내용을 보다 구체화하여 쓰고 있다. 즉, 천수만을 채우고 있는 여러 암석 가운데 퇴적암만을 천수만층으로 분류하고 응회암(응회암, 응회각력암 등), 안산암, 유문암, 장석반암 등은 천수만층에 포함시키지 않는다(한국지질자원연구원, 2015, 안면도․원산도․황도․외연도․호도도폭 지질조사보고서, 47쪽).
▶ 천수만 연안과 천수만의 섬에 분포
천수만층을 구성하는 퇴적층은 주로 자홍색 이암을 교결물로 한 역암상이 우세하며 자홍색 사질이암과 사암이 주종을 이룬다. 지역에 따라서는 암회색/회색 이암 및 사암이 자홍색 퇴적층 사이에 협재하기도 한다. 천수만층은 천수만 연안과 천수만 안의 섬들, 이를테면 안면읍 창기리, 서부면 남당리, 어사리, 천북면 학성리 일대, 천수만 중앙부의 죽도와 천수만 남쪽으로 허육도를 비롯한 섬들에 분포한다(한국지질자원연구원, 2015, 47쪽).
▶ 백악기 얕은 호수였던 학성리
천북면 학성리 맨삽지 일대에서 천수만층은 역암, 사암, 자홍색 이암, 암회색 이암/세립암 등이 발달한다(그림 1). 그림 1a를 기준으로 1b, d는 각각 남쪽, 북쪽 연장에 해당된다. 세 단면을 연속적으로 고려하면 암회색 이암과 자홍색 역암/사암 등이 교호하는 양상으로 요약되며 암회색 이암층의 발달은 천수만분지 다른 어느 곳에서도 확인되지 않는다. 이는 학성리 일대가 얕은 호소를 형성했었을 것으로 추정케 한다. 학성리 일대는 분지 연변에 속한다고 할 수 있는데 맨삽지 일대에서 지층은 분지 경계 쪽으로 17도 경사되어 있고 육상에서는 거의 수평층을 이루고 있다. 맨삽지에선 경계가 확인되지 않고 있으나 사호리 해변에서는 1m이상의 정단층 단층대가 발달하며 지층의 자세는 경계쪽으로 경사되고 있는 양상을 고려하면 피복단층이 존재하거나 해빈모래층으로 경계단층이 확인되지 않았을 수도 있을 것이다. 맨삽지 일대에서 공룡발자국 화석이 발견되는 것은 얕은 호소 또는 늪지였기 때문에 가능했을 수도 있을 것이다. 천수만층은 천수만 남쪽 허육도 일대에서도 노출되어 있으며 석회암이 포함된 고원생대 운모편암 상위에 부정합으로 퇴적되어 있다(그림 1f). 역암상이 우세하며 유문암에 의해 관입되어 있다(한국지질자원연구원, 2015, 49쪽).
▶ 공룡발자국 화석도 있다
학성리의 해안가에서 보이는 공룡 발자국 화석들은 회색–암회색 이암 내지 셰일층에 나타나는데, 이들 지층이 매우 교란되어 양호한 족적들은 보기 어려우나 직경 약 25–30cm의 용각류 보행열을 보이고 있다(그림 2).
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