두위봉형 조선 누층군 또는 조선 누층군 태백층군은 태백시-영월군의 백운산 향사대와 삼척시-정선군 일대에 광범위하게 분포하는 지층으로 하부에서부터 장산 규암층, 묘봉층, 풍촌 석회암층, 화절층, 동점 규암층, 두무동층, 막동 석회암층으로 구분된다. 이들 각 지층들은 습곡과 단층들에 의해 심하게 교란되어 있어 각 지층들의 분포 지역을 특정하기 어려우나 전체적으로 보아 두위봉형 조선 누층군은 임계면 반천리 남부, 낙천리 서부, 용산리 서부, 고양리 전 지역, 문래리 서부, 덕암리 전 지역과 화암면, 남면의 대부분 지역, 사북읍 사북리 북동부와 직전리, 신동읍 방제리 북부와 예미리, 가사리에 분포한다.[1]
장산 규암층(CEj; Cambrian Jangsan quartzite formation)은 조선 누층군의 기저층으로 상위의 묘봉층과 접하고 있다. 화암면 지역에서는 북북동 방향의 주향이동단층에 의해 묘봉층과 단층 접촉하고 있으며 충상 단층에 의해 묘봉층 상위에 장산층이 놓여 있다. 본 층은 주로 담갈색 규암, 유백색 조립 규암, 담회색 조립 규암 등으로 구성되어 있으며, 하부는 대체로 담회색 조립 규암이, 상부는 담갈색-유백색 조립 규암이 우세하다. 퇴적 구조로는 노두 규모의 사층리가 발달되어 있다. 화암면에서 관찰되는 본 층의 경사는 약 10°내외로 거의 수평층에 가까우며, 두께는 약 200 m 내외로 추정된다. 화암면 화암리-임계면 덕암리 지역에서 지층의 주향은 북동 10~20°, 경사는 남동 10~25°이다.[4][5]
화암면 몰운리 754 (N 37°18'54.1", E 128°48'39.0")의 몰운대 절벽에 유백색 내지 담홍색의 석영사암, 세립 내지 중립질사암과 역질사암과 역암으로 구성되고 사층리가 발달하는 장산 규암층이 드러나 있다. 사암 내에 협재되는 역암은 렌즈상 층리를 이루고 역암을 구성하는 규암 또는 셰일의 역은 원마도가 좋다.[6]
화암면 몰운리 529-2 (N 37°19'37.31", E 128°47'35.98")에 위치한 소금강에는 하천을 따라 100~150 m 규모의 장산 규암층 절벽이 발달하며 대규모의 애추(talus) 사면과 소규모의 정단층, 주향 이동 단층이 발달한다. 규암층 내에는 사층리와 점이 층리 같은 퇴적 구조가 발달한다.[6]
화암면 화암리의 화암약수 일대에는 장산 규암층이 분포한다. 화암약수는 톡 쏘는 맛이 나는 탄산수이나 화암약수 옆에 있는 계곡은 그렇지 않은데 화암약수에서 나오는 물은 주변의 석회암을 통과하면서 탄산 성분을 많이 포함하게 되지만 계곡의 물은 규암 지대를 흐르기 때문이다.[6]
남면 문곡리 361 (N 37°16'05.60", E 128°44'48.85")에는 감입곡류 하천을 따라 유백색 내지 담홍색의 규질사암으로 구성된 장산 규암층의 절벽이 드러나 있다. 사암층은 대체로 판상이며 사층리가 발달한다.[6]
묘봉층(CEm; Cambrian Myobong slate formation)은 주로 녹회색 셰일과 점판암으로 구성되며 장산층 상위에 정합적으로 놓이고 화암면의 중남부에서는 충상단층에 의해 장산층과 접하고 있다. 본 층의 주향은 지역에 따라 불규칙하게 나타나지만 화암면에서는 대체적으로 북북서와 북북동 방향이 우세하며, 경사는 10∼20°, 지층의 두께는 약 100~110 m이다. 묘봉층은 중-조립질로 구성된 장산 규암층보다는 다소 깊은 환경에서 퇴적되었으며 묘봉층 중부 셰일에서는 셰일 내에 구조적인 힘을 받아 황철석으로 치환된 석영맥이 관찰된다.[4][5]
정선군화암면의 중남부에서는 충상단층에 의해 장산층과 접하고 있다. 이 지역에서는 북북동 방향의 주향 이동 단층에 의해 장산층과 단층 접촉하고 있는 것으로 추정되나, 충적층으로 덮혀 있어 확인이 어렵다. 또한 본 층은 남-북 방향의 주향 이동 단층에 의해 단절되어 있으며, 임계 동-서 방향의 충상단층에 의해 묘봉층이 하부 석회암대 상위에 놓여 있어 묘봉층이 일부 결여되어 나타난다. 본 층은 최하부 녹회색 사질이암 및 점판암으로 구성되어 있으며, 주로 엽리가 발달 된 이암 및 사암,녹회색-암녹색 사질 점판암(slate)으로 구성되어 있다. 본 층에는 담회색 결정질 석회암 및 렌즈상의 석회암층이 협재하기도 한다. 본 층의 주향은 구조 운동의 영향으로 인해 지역에 따라 불규칙하게 나타나지만 화암면에서는 대체적으로 북북서와 북북동 방향이 우세하며, 경사는 10∼20°내외로 거의 수평층에 가깝게 나타나며, 지층의 두께는 약 110 m이다. 묘봉층은 중-조립질로 구성된 장산층보다는 다소 깊은 환경에서 퇴적이 이루어졌으며, 현미경 관찰 결과 석영, 백운모, 흑운모로 구성된 점판암이다.[4]
정선군남면에서는 장산 규암층 상위에 정합으로 놓이고 남면 문곡리 북동부와 유평리 지역에 분포한다. 이 지층은 주로 녹회색-암녹색 점판암, 녹색 사질 점판암, 담회색 석회암 등으로 구성되어 있는데 하부는 녹색-녹회색 점판암이, 상부는 암녹색 사질 점판암이 우세하다. 지층의 하부는 거의 천매암 내지 편암화되어 있으며, 상부에는 담회색 석회암이 렌즈상으로 2~3매 협재되어 있다.[7]
풍촌 석회암층(CEp; Cambrian Punchon limestone formation) 또는 대기층은 주로 화암면과 남면, 임계면 곳곳에 분포하는 석회암 지층이다. 이 지층은 백색-유백색 괴상(塊狀) 석회암, (담)회색 석회암, 암회색 석회암, 담회색 돌로마이트, 유백색 결정질석회암 등으로 구성되며 담회색 석회암 내에는 점토 광물의 배열로 엽리가 발달되어 있다. 지층 가운데의 암회색 돌로마이트를 기준으로 상부와 하부 석회암대로 구분된다. 일반적으로 상부 석회암대가 대부분 백색-유백색 괴상 석회암으로 이루어져 있는 주변 광구들과는 달리 화암면의 상부 석회암대는 대부분 담회색-암회색 석회암이 나타나며, 중북부에서 제한적으로 백색-유백색 괴상 석회암이 나타난다. 풍촌층은 천해(淺海)의 환경에서 퇴적된 것으로 보인다. 화암면에서는 약 525~550 m부터 약 700~725 m의 사이의 고도를 따라 분포하며 화암리 중심부 일대에서는 남-북 방향을 보이는 두 개조의 단층과 스러스트 단층에 의해 풍촌층이 2회 반복되었고, 단층에 동반된 습곡 작용에 의해 심한 변형을 보이며 복잡한 분포 양상을 나타낸다. 석회암 동굴인 정선 화암동굴이 바로 이 지층에 발달하고 있다. 지층의 주향은 북동 10~65°, 경사는 남동 10~40°이며 두께는 약 300 m이다.[4][8][5]
풍촌층 하부 석회암대는 주로 담회색-암회색 니질석회암이 우세하게 발달되어 있으며, 본 층 상부에 일부 백운암이 협재되어 나타난다.구조적인 변형 작용에 의해 석회암 내의 엽리가 발달되어 있으며, 하부 석회암대의 두께는 약 140m이다. 현미경 관찰 결과 주요 구성 광물은 방해석이며 백운석, 석영, 갈철석이 수반되는 석회암이다.[4]
풍촌층 중부 백운암대는 괴상의 담회색-암회색 돌로마이트으로 구성되며 일부 세일 및 석회암이 협재된다. 대체로 하부에는 암회색 괴상 백운암이, 상부에는 담회색 괴상 백운암이 우세하게 발달하며, 최상부에는 부분적으로 고품위의 백색 석회암이 불규칙하게 협재하여 분포하기도 한다. 화암면에 분포하는 중부 백운암대의 두께는 약 30 m이다. 현미경 관찰 결과 주요 구성 광물은 백운모, 방해석, 석영, 녹니석, 갈철석으로 비교적 방해석의 함량이 높다. 화암리에서는 일부 동서방향을 갖는 스러스트 단층에 의해 반복 분포되는 경향도 있다.[4][8]
풍촌층 상부 석회암대는 화암면에서 주로 담회색-암회색 이질 석회암과 유백색-백색 괴상(塊狀) 석회암으로 구성되어 있다. 대체적으로 하부 석회암대와 암상이 동일한 담회색-암회색 이질(泥質) 석회암으로 구성되어 있으며, 주로 유백색 괴상 석회암이 우세하나 부분적으로 담회색-암회색 석회암이 협재되어 있다. 화암면에 분포하는 상부 석회암대의 두께는 약 45 m이다. 현미경 관찰 결과 방해석을 주요 구성 광물로 갖는 석회암으로 석영이 수반된다. 화암리에서 일부는 동-서 방향을 갖는 스러스트 단층에 의해 반복 분포되는 경향도 있다.[4][8]
화절층(CEw; Cambrian Hwajeol formation)은 주로 녹회색 점판암과 담회색 석회암으로 구성되며 일부 셰일이 협재된다. 최하부에서는 녹회색-암녹색 사질점판암, 녹회색 점판암, 담회색 석회암이 반복 출현하며 상부로 갈수록 담회색 석회암과 녹회색 점판암이 호층(互層)을 이루는 리본암이 우세하게 나타나고, 일부 소규모 습곡이 관찰되기도 한다. 습곡의 영향으로 지역에 따라 지층의 주향 방향 및 경사가 심하게 변하는 경향이 있다. 지층의 전체적인 주향은 북동 14~30°, 경사는 남동 20~30°이다.[4][8][5]
동점 규암층(Od; Ordovician Dongjeom quartzite formation)은 담회색 조립 규암, 회색-암회색 중-조립 규암, 암갈색 함철(含鐵)사암 등으로 구성되며, 최하부의 암갈색 함철사암에서 상부로 가면서 중 조립질의 규암으로 변화하는 특징을 나타낸다. 암갈색의 함철사암은 퇴적 이후 산화 환경이 형성되면서 철 산화물이 침전된 결과로 해석된다. 규암과 사암은 대부분 석영으로 이루어져 있다.[4]
두무동층(Odu; Ordovician Dumudong formation)은 주로 녹회색 셰일 및 점판암, 담회색 석회암으로 이루어진 리본암으로 구성되어 있다. 화암면의 인접한 광구의 조사 자료를 살펴보면, 두무동층은 하부에서 상부로 가면서 셰일의 협재 빈도 및 두께가 감소한다고 보고되었다.[4]
예미각력석회암(Oyb; Ordovician Yemi breccia-limestone formation, 禮美角礫石灰巖)은 막골층 중간에 발달하는 각력석회암이다. 이 지층은 태백산지구 지하자원 조사보고서(1962)에서 처음 보고되었으며 그 성인(成因)에 대해 여러 의견이 존재한다. 현재까지도 예미각력암의 성인에 대해 일치된 의견이 없다.
태백산지구 지하자원 조사보고서(1962)에 의하면 정선군신동읍 예미리와 석항리에 발달하며 석회암의 각력으로 되어 있고 각력의 크기는 50 mm~최대 50 cm이다. 각력 중에는 두무골층의 석회암과 유사한 석회암 및 정선 석회암층 기저에서 볼 수 있는 담갈색의 규암과 같은 규암의 각력이 있다. 지층의 두께는 70~160 m이다.
김봉균(1969)은 정선군 예미 북부 지역을 조사하고, (1) 정선 석회암층과 예미각력석회암층 사이는 서로 정합적이며 (2) 태백산지구지하자원조사단(1962)이 보고한 예미각력석회암층은 연속성이 불량하며 막골 석회암층 상부에 렌즈상으로 협재되어 있을 뿐이며 (3) 막동 석회암층과 정선 석회암층 사이가 점이적이어서 양자간의 경계선을 설정할 수 없고 정선 석회암층 하부에 발달한다고 하는 백색 규암도 막골 석회암층에 협재된 지층에 불과하다는 이유를 들어 태백산지구지하자원조사단이 설정한 막동 석회암층, 정선 석회암층, 예미각력석회암층을 모두 막동 석회암층으로 통합시켰다. 이 지역에서 막동 석회암층의 하부는 주로 (암)회색의 석회암에 돌로마이트가 협재되며 상부는 간혹 엽리가 발달하는 잡색(황색, 담회색, 자색, 핑크색으로 구성) 석회암 중에 박층의 백색 규암, 잡색 각력질석회암과 암회색 셰일이 협재된다. 지층의 두께는 500 m 이상을 보인다.[10]
우경식(1997)은 예미각력암이 막동 석회암층 상부가 퇴적될 당시에 퇴적된 증발암이 용해되면서 생성된 용해(溶解)-붕락(崩落) 각력암으로 해석하였다. 정선군신동읍 방제리와 조동리의 예미각력암은 막동 석회암층 상부에 협재되는데, 방제리에서는 두께가 다양한 11매의 각력암층이 관찰된다. 용해-붕락 각력암은 퇴적 후 퇴적암이 지표에 노출되면 지표수나 지하수가 퇴적암 내의 증발암을 용해시키면서 상위의 암석이 무너져 생성되는 것이다. 조동리와 방제리의 예미각력암에는 암염과 같이 용해-붕락 각력암임을 지시하는 증거가 여러 가지 발견된다. 그리고 예미각력암은 속성 기원의 암석이고 인접한 지역에서 지층의 대비가 불가능하며 지층의 상한과 하한을 정할 수 없기 때문에 하나의 층(formation)으로 인정될 수 없으며 막동 석회암층의 일부로 간주되어야 하고, 예미각력암 위의 고성 셰일층과 석회암층은 직운산층과 두위봉층으로 개명되어야 한다고 설명했다.[11]
류인창 등(2005)은 중기 오르도비스기에 경사진 면을 따라 흘러내린 암설류 퇴적층으로 해석하였다.[12]
정선 석회암층(Oj; Ordovician Jeongseon limestone formation)은 정선군에서 이름이 유래되었으며 정선읍을 중심으로 여량면 여량리-유천리에서 북평면정선읍 용탄리, 광하리, 여탄리, 애산리, 가수리, 귤암리에 이르는 지역에 광범위하게 분포하는 석회암 지층이다. 주로 담/암회색 결정질 석회암으로 구성되며 여러 곳에서 박층의 회녹색 또는 갈색 석회질셰일이 협재되기도 한다. 대체로 북동 10~30°의 주향과 남서 30~60°의 경사를 가지고 북평면 북평리-남평리 지역에서는 북동 주향의 옥갑산 스러스트 단층에 의해 본 석회암 지층의 일부가 그 상부의 평안 누층군과 2~3회 반복되어 나타난다.[9]
정선군에서 정선 석회암층은 담회색 또는 암회색 결정질 석회암으로 구성되며 여러 곳에서 얇은 층의 회녹색 또는 갈색 석회질 셰일이 협재되기도 한다. 대체로 북동 10~30°의 주향과 남서 30~60°의 경사를 가지고 정선읍을 중심으로 여량면 여량리-유천리에서 북평면정선읍 용탄리, 광하리, 여탄리, 애산리, 가수리, 귤암리에 이르는 지역에 넓게 분포한다. 북평면 북평리-남평리 지역에서는 북동 주향의 스러스트 단층에 의해 본 석회암 지층의 일부가 그 상부의 평안 누층군과 2~3회 반복되어 나타난다. 정선 석회암층의 두께는 복잡한 지질구조 때문에 정확한 측정이 어려우나 300 m 이상으로 추정된다.
태백산지구 지하자원 조사단에 의하면 주로 석회암으로 구성되며 정선군 북서부에서 평안 누층군에 의해 부정합으로 덮인다. 지층의 두께는 정선군임계면-호명 지구에서는 여량면 봉정리 소재 반론산(1077.2 m) 부근에서 500 m 이상, 영월군산솔면 석항리 부근에서는 60~300 m, 반륜산에서는 150 m이다. 본 지층의 기저에는 두께 1~3 m의 담갈색의 정선 규암층이 발달된다. 정선 석회암층은 막동 석회암층 위에 정합적으로 놓이는 층으로 해석된다.[13]
정선 백봉령 카르스트 지대는 카르스트 지형이 일정 지역에 집중적으로 분포하고 있어 학술적 가치가 높은 것으로 평가된다. 카르스트 지형의 특징인 돌리네와 폴리에가 발달해 있으며, 임계면 가목리 북쪽 능선 주위에 약 50개의 돌리네가 분포하고 있다. 2004년 4월 9일 천연기념물 제440호로 지정되었다.[14]
정선 산호동굴에서는 동굴 산호가 여러 곳에서 성장하고 있으며, 특히 다른 동굴에서는 관찰되지 않는 대형 산호가 발달해 있다. 대형 석화가 동굴 산호로 전이되는 특이한 현상이 발견되어 학술적 가치가 높은 것으로 평가된다. 2009년 12월 15일에 천연기념물 제509호로 지정되었다.[15]
석회암으로 이뤄진 동굴로 큰 공간을 중심으로 작은 동굴이 가지처럼 뻗어 있는 구조를 하고 있다. 동굴의 큰 공간은 직경 100m, 높이 40m에 달하여 대한민국의 석회 동굴에서 가장 큰 공간으로 알려져 있다. 1980년 2월 26일에 강원도 기념물 제33호로 지정되었다.[17] 1922년부터 1945년까지는 상업적으로 운영되던 금광이었다.[18] 화암동굴을 형성하고 있는 지층의 지질 연대는 고생대캄브리아기의 조선 누층군정선 석회암층으로 4~5억년의 연대를 나타내며 동굴의 주변에는 조선 누층군묘봉층의 암녹색 셰일이 분포하고 있다. 동굴 전방의 산지는 막동 석회암층이 주를 이루고 있으며 동굴이 있는 지역은 조선 누층군풍촌 석회암층으로 이루어져 있으며 곳곳에 동점 규암층과 화절층이 분포한다.[19]
정선 비룡굴 (강원기념물 제34호)
석회암으로 이루어진 동굴로 가로로 길게 이어진 구조를 하고 있다. 과거에는 이 동굴에 용이 살면서 가뭄과 홍수 등을 일으킨다는 전설이 있었다. 물이 거의 흐르지 않아 석화(石花)는 많이 발달하였으나 종유석이나 석순은 많이 발견되지 않는다. 1980년 2월 26일에 강원도 기념물 제34호로 지정되었다.[20]
정선군 남면 광덕리 중부의 수령마을 일대에는 면적 1.91km2의 카르스트 와지가 발달하며 이 지역은 조선 누층군두무골층과 막골층이 북동-남서 주향으로 발달한다. 마을에는 2개의 돌리네가 있으며 이 중에 '쇠구멍'이라 불리는 낙수구(sink)가 있는데 이 낙수구는 강수가 외부로 유출되는 일종의 자연적 배수구 역할을 하며 마을의 지하수를 개발할 때 파이프가 10 m 이상 갑자기 빠지는 구간이 있었다는 주민들의 증언을 종합해 볼 때 지하에 석회암 동굴이 발달해 있을 가능성이 높다. 쇠구멍으로 유입된 지표수는 와지 북쪽의 동남천 하안에서 유출된다는 증언이 있으나, 탁현명과 손일(2014)은 현지조사에서 유출구를 찾는데 실패하였다.[21]
정선군 북서부 평창군과의 경계 지역에는 광역적인 규모의 향사 습곡정선 대향사(Jeongseon great syncline, 旌善大向斜)에 의해 고생대 석탄기~중생대 트라이아스기에 형성된 평안 누층군이 매우 넓게 분포하고 있다. 평창과 정선 양쪽에 걸쳐 있는 이 지역은 평안 누층군 중에 석탄의 일종인 무연탄이 산출되어 흔히 정선-평창탄전(旌善-平昌炭田)으로 불리며, 태백산지구지하자원조사단(GICTR, 1962)에 의해 태백산 분지의 평안 누층군이 아래로부터 홍점층(Ch), 사동층(Ps), 고방산층(TRg) 및 녹암층(TRn)으로 구분된 이래로 정선-평창 지역에서도 오랜 기간 이 층서 구분을 사용하고 있으나, 정선-평창탄전 정밀지질보고서에서는 이를 하부로부터 만항층, 금천층, 밤치층, 장성층, 옥갑산층, 상원산층 및 박지산층으로 구분하기도 하였다.[2]
태백산지구지하자원조사단의 분류 (GICTR, 1962)
홍점층
홍점층(Ch; Carboniferous hongjeom formation) 또는 만항층(晚項層)은 평안 누층군의 최하부 지층으로 조선 누층군정선 석회암층(Oj)을 부정합으로 덮으며 주로 녹색~녹회색의 중립 사암과 암회색 내지 녹회색 셰일 및 세립 사암으로 구성되고 수 매의 유백색 또는 담홍색의 렌즈상 결정질 석회암과 셰일을 협재한다. 흑색 셰일 중에는 탄질 셰일이 협재되며 본 지층의 두께는 250 m 내외이다.[9][22]
사동층
사동층(Ps; Permian sadong formation)은 주로 암회색 내지 흑색 사암과 셰일의 호층으로 구성되며, 하부에 수 층의 렌즈상 석회암이 협재되고, 상부에는 석탄층이 협재된다. 이 지층은 하부 금천층과 상부 장성층에 해당한다.[2][9]
고방산층
고방산층(TRg; Triassic gobangsan formation) 또는 옥갑산층(玉甲山層)은 주로 암회색 내지 흑색 셰일이 간간히 협재되는 유백색 내지 담회색의 조립질 사암과 암회색 세립 사암, 녹회색 셰일 또는 실트스톤 등으로 구성된다. 본 지층의 기저부는 규질 사암 또는 유백색 조립 사암으로 하부의 사동층과는 구분이 용이하며 중부는 암회색 내지 흑색 셰일과 사암의 호층대(互層帶)를 이루고 페름기를 지시하는 식물 화석을 갖고 있다. 상부에는 담회색 중-조립 사암이 우세하고 유백색 사암과 적색 셰일의 얇은 층이 2~3매 협재되기도 한다. 이 층은 삼척탄전의 함백산층, 도사곡층 및 고한층에 대비된다. 지층의 두께는 450~500 m 정도이다. 옥갑산(1285 m)은 북평면 북평리 동쪽에 위치한 산이다.[9][22]
녹암층
녹암층(TRn; Triassic Nok-am formation)은 녹회색의 세립질 사암, 실트암 및 셰일로 구성되며, 삼척탄전의 동고층 및 정선-평창탄전 정밀지질보고서의 상원산층과 박지산층이 이에 대비된다. 평안 누층군 최상위 지층인 본 지층의 기저는 녹색 조립 사암이고 상부로 가면서 녹회색 중립 사암과 석회질이 많이 함유된 녹회색의 실트스톤과 세립 사암의 호층으로 사층리, 연흔, 건열 등의 퇴적 구조가 잘 발달해 있고 최상부는 견고하고 층리 발달이 미약한 연녹색 괴상(塊狀)의 사암으로 되어 있다. 지층의 두께는 1,500 m 이상이다.[2][22]
금천층(黔川層)은 홍점층 상부 및 사동층으로 불려지던 함탄층의 하부 석회암대에 해당하는 지층이다.
암회색 셰일, (암)회색 사암, 소수의 방추충화석이 산출된 (암)회색 석회암으로 구성되며 박층의 탄질셰일과 석탄이 협재된다. 평창 지역의 셰일은 점판암화되어 있다. 지층의 두께는 평균 약 60 m이며 평창 지역에서는 장성층에 의해 비정합으로 덮여 있다.[23]
주로 흑색 내지 암회색 셰일과 회색 내지 암회색 사암 및 2~3매의 암회색 렌즈상 석회암으로 구성되며 국부적으로 석탄층이 협재되기도 한다. 지층의 두께는 60 m 정도이다.[9][22]
정선탄전 중부에서 암회색~흑색 셰일과 사암으로 구성되며 렌즈상으로 협재된 석회암에서 석탄기 모스크바절(Moscovian)을 지시하는 Fusulina, Fusulinella의 유공충 화석이 산출된다. 석회암 위의 셰일대에는 2~3매의 석탄층이 협재된다. 가행된 탄층은 옥갑산층 기저에서 25~30 m 아래의 상탄층보다 50~60 m 아래에 위치한 중탄층이며 장성층 기저에서 세 번째 윤회층에 협재된다.[24]
암회색 중립/세립사암과 흑색 셰일이 교호되는 윤회층으로 각 윤회층 상부에 1매의 석탄층이 협재된다. 지층의 두께는 120 m이며 식물 화석 몇 종이 알려져 있다.[23]
주로 흑색 셰일과 암회색 사암 그리고 3~4매의 무연탄층으로 구성되어 있으며 본 지층의 최상부로부터 50~60 m 하위에 비교적 연속성이 좋은 회색 조립(粗粒) 사암층이 협재되어 건층(열쇠층)의 역할을 하고 있다. 그러나 지역적으로는 본 사암층이 중립 내지 세립 사암층으로, 드물게는 실트스톤으로 점이되기도 한다. 장성층에 부존된 석탄층은 옥갑산층(고방산층) 기저부로부터 20~30 m 아래에 있는 상부 석탄층과 이로부터 20~30 m 아래에 있는 중부 석탄층 그리고 이로부타 약 50 m 아래 즉 장성층의 기저 조립사암 위쪽으로 약 15 m 에 하부 석탄층이 존재한다. 장성층은 금천층과 평행하며 암석의 색 또한 흑색 내지 암회색으로 금천층과 유사하다. 장성층의 두께는 120 m이다.[9][22]
옥갑산층은 삼척탄전의 함백산층, 도사곡층, 고한층에 해당하며 고방산층에 해당한다. 하부 유백색 조립사암과 중부의 흑색셰일과 사암의 교호층, 상부의 유백색 조립사암과 담녹회색 중립사암 교호층으로 발달하며 지층의 두께는 평균 300 m, 정선탄전 중부에서 450 m이다. 옥갑산층 중부에 있는 두께 20~30 m 셰일대 내에는 탄질셰일과 무연탄이 협재되며 본 셰일대에서 페름기를 지시하는 식물 화석 Pecopteris sp., Cladophlebis sp., Odontopteris sp., Longitolia Kawasaki, Tingia sp.가 발견되었다. 상부에는 적색 셰일이 협재되며 최상부로 갈수록 암회녹색 셰일이 많이 협재된다.[23][24] 최강원과 박용안(1994)는 정선군정선읍 회동리 지역의 옥갑산층을 조사하고 옥갑산층의 일부분이 과거 우각호에서 퇴적된 것으로 해석하였다. 옥갑산층 하부, 장성층과의 경계에서 120 m 상위에 있는 이 부분은 암회색 이암과 담회색 사암의 호층단위가 평균 5.1 cm 두께로 약 80회 반복된다.[25]
상원산층
상원산층(上元山層)은 녹암층과 삼척탄전의 동고층 하부에 해당한다. 두께 100 m 내외의 하부는 담녹회색 조립사암을 기저로 하여 녹회색 세립사암 또는 실트스톤이 있으며 두께 500 m의 중부는 녹회색 석회질실트암, 두께 900 m의 상부는 저색셰일, 녹색 사암층으로 구성된다. 지층의 두께는 1,500 m이다.[23][24] 담녹색 조립 사암을 기저로 녹회색 사암, 셰일, 석회질 사암과 실트스톤 등으로 구성된다. 본 지층에는 사층리와 연흔 등의 퇴적 구조가 잘 발달되어 있으며 두께는 1,500 m에 달한다. 상원산(1421.7 m)은 정선군북평면 북평리 북쪽에 위치한다.[22]
박지산층
박지산층(薄芝山層)은 평안 누층군의 최상부 지층으로 녹암층 상부에 해당한다. 저색 조립사암을 기저로 하여 역질사암 및 저색셰일로 구성된다.[23] 주로 적색 역질(礫質) 조립사암, 녹회색 및 적색 셰일과 세립사암 등으로 구성된다. 지층의 두께는 500 m 내외이나 상부가 침식 삭박(削剝)되어 원래의 두께는 알 수 없다.[22]
정선군정선읍의 일부 지역에는 고생대 지층 상위에 중생대에 형성된 대동 누층군 반송층(Jb)이 분포한다. 이 지층은 정선군에서 영월군을 지나 단양군까지 각동 스러스트 단층을 따라 길게 이어지는 지층으로 정선읍 봉양리, 북실리, 귤암리, 신동읍 고성리와 운치리, 가사리의 일부 지역에 분산되어 분포한다. 정선읍 봉양리의 비봉산 일대의 이 지층은 조선 누층군 정선 석회암층과 평안 누층군 만항층(홍점층)을 부정합으로 덮고 있으며 주로 역암, 암회색 사암 및 흑색 셰일로 구성되고 얇은 층의 저질 석탄층이 협재된다. 하부에는 기저 역암층이 있으며 상부로 가면서 역질 사암이나 장석질 사암으로 점이하고 약간의 흑색 셰일을 협재한다.[9][22]
정선군정선읍 봉양리의 정선 봉양리 쥐라기역암은 중생대 쥐라기 시대에 만들어진 암석으로 대동 누층군에 해당하는 지층이다. 한반도의 옛 환경을 이해하는 데에도 매우 유용한 자료이며, 역암 퇴적층의 단면에서는 퇴적환경, 지질, 기후 등의 퇴적학적 특성을 입체적으로 관찰할 수 있어 국내 역암들을 대표할만한 자료이자 표본으로서 가치가 크다. 정선 봉양리 쥐라기 역암은 역(자갈)을 이루는 암석의 종류, 역의 모양과 크기, 고르기 등이 다양하게 관찰되며, 같은 시기에 생성된 우리나라의 역암 중 단연 보존상태가 양호한 편이다. 또한, 흐르는 물과의 마찰 때문에 모양들이 매우 아름답고 도로변에 가까이 분포해 누구나 쉽게 관찰할 수 있어 역암의 야외교과서 역할을 할 수 있는 국내의 대표적인 공간이 될 수 있을 것으로 기대된다.
노두의 생성시기에 우리나라에 강한 조산운동이 일어났음을 알려주는 중요한 증거이며, 역을 이루는 암석의 종류, 역의 모양과 크기, 역의 크기의 고르기 등이 다양하게 관찰되고 같은 시기에 생성된 우리나라의 역암 중 단연 보존상태가 양호하고 유수에 의한 마모로 인하여 가장 아름다워 지정가치가 크다.
단곡 단층(Dangok Fault)은 이희권(1999)에 의하여 명명된 단층으로 정선군 남면 일대의 조선 누층군장산층과 묘봉층을 가로지른다. 이 지역의 북쪽에 위치한 무릉담 배사구조와 거의 평행한 동서방향의 축을 갖는 배사습곡 구조와 노두 규모의 습곡과 단층들이 지배적이다. 이 지역에는 동-서 방향의 축 과 다른 방향의 습곡축을 갖는 습곡 구조도 잘 발달하고 있어, 이 지역은 수회의 변형 작용이 있었을 것으로 본다. 단곡 단층은 북동-남서방향의 주향과 고각의 경사를 갖는 우수향 주향이동 단층으로 해석되었으나, 충상단층과 정단층 운동도 일부 확인되었다. 단곡 단층은 단일 불연속면으로 구성된 교과서적인 단층이 아니라, 전단 변형 운동에 수반된 단층들의 군집체로 이루어진 우수향 주향이동 단층대로 보인다. 각각의 단층암대는 취성 변형 환경에서 형성된 단층비지 및 미각력암으로 구성되어 있으며, 그 폭은 수 mm 에서 1 m 에 이른다. 단곡 단층은 정선군 남면 유평리에 해당하는 동막골-한치골-삼내약수터에 이르는 지역에서 잘 관찰된다.[26][27]
단층의 전자자기공명법(Electron Spin Resonance) 즉 ESR 연대측정 결과는 다음과 같다.[26] 아래와 같은 결과로, 단곡 단층이 제4기인 약 21만 년 전에 마지막으로 활동한 활성단층임을 알 수 있다.
정선군신동읍 예미리-남면 문곡리 일대에는 북동-남서 방향의 스러스트 단층들이 발달하고 있으며 이들에 의해 조선 누층군의 상반 지과가 북서→남동쪽으로 충상되었다. 이 일대 지질 구조에 대한 일련의 연구 결과, 이 단층들은 중생대 쥐라기 말~백악기 초에 일어난 대보 조산운동의 결과물로 해석되었다. 연구에 의하면 이 일대 조선 누층군 지층들에서 발달하고 있는 소규모 습곡 구조나 교차 선구조들은 북동-남서 방향과 북서 방향의 두 방향을 보이는 반면 평안 누층군이나 대동 누층군 반송층 내에는 북동-남서 방향만을 보이는 사실에 근거해 고생대 말에도 한 차례의 조산 운동이 있었던 것으로 해석되었다.[7]
남평 지역 (오음봉, 남평, 배골, 샘골, 백운동 스러스트 단층)
정선군북평면 남평리 지역에는 북동 30~40°주향에 북서쪽으로 25~45°경사하는 스러스트 단층들이 6개 이상 발달하며 이들은 인편상 구조(Imbricate)를 형성한다. 이들은 북서쪽에서 남동쪽으로 가며 오음봉, 남평, 배골, 샘골, 백운동 스러스트 단층으로 명명되어 있다.[29]
오음봉 스러스트 단층은 선형이 조양강과 거의 일치하며 주향은 북동 30~40°, 경사는 북서 40~45°이다. 단층의 상반과 하반은 대부분 조선 누층군의 정선 석회암층으로 구성되어 있다.[29]
남평 스러스트 단층은 주향 북동 40°, 경사는 북서 20~40°이다. 상반은 대부분 정선 석회암층이고 하반은 장성층인데 장성층은 단층면과 거의 같은 주향과 경사를 가져 장성층 상부가 단층에 의해 평행하게 잘려 석탄층이 나오지 않는다. 단층의 경사는 심부로 갈수록 완만해진다.[29]
배골 스러스트 단층은 정선읍 용탄리에서 남평리를 지나 여량면 여량리~구절리까지 발달하며 주향은 북동 40~50°이고 경사는 북서 40~45°이다. 단층의 상반은 정선 석회암층 또는 만항층으로, 하반은 옥갑산층 또는 장성층으로 구성된다.[29]
샘골 스러스트 단층은 배골 스러스트 단층에서 분리되어 다시 합류하며 주향은 북동 30~50°, 경사는 북서 20~45°이다. 단층의 상반은 장성층과 옥갑산층, 하반은 금천층과 만항층이 있다. 이 지층들의 주향과 경사는 스러스트 단층의 주향과 경사와 거의 비슷하여 층리에 따라 평행하게 발달하여 지층의 일부 또는 전부를 주향 방향으로 절단한다. 석탄 지층 또한 거의 다 잘려서 이 일대에는 석탄층이 거의 없다.[29]
예미 스러스트 단층은 남면 문곡리에서 한두광산 서부를 거쳐 신동읍 방제리까지 발달하며 이 단층에 의해 조선 누층군의 여러 지층들이 충상되어 문곡리에서는 풍촌 석회암 상부와 하부가, 예미 25호 광구에서는 풍촌 석회암층과 화절층, 동점 규암층, 두무동층이, 방제리에서는 풍촌 석회암층과 막동 석회암층이 접하고 있다. 예미 25호 광구 동부 능선에는 화절층 상부에 클리페(Klippe) 구조로 풍촌 석회암층 하부가 분포하는데 이는 예미 스러스트 단층에 의해 이끌린 것으로 보인다.[7]
가사리 스러스트 단층
가사리 스러스트 단층은 정선군 신동읍 예미리에서 시작해 원가사리에서 성우광산 채광장, 예미 36호 광구 북부 매화리, 예미 25호 광구 남부 계곡, 남면 낙동리의 선평역, 화암면 석곡리를 지나 임계면 반천리까지 북동~북북동 주향으로 발달하며 예미 스러스트 단층에 의해 단절된다. 이 단층에 의해 원가사리에서 풍촌 석회암층과 막동 석회암층이, 성우광산 채광장 부근에서는 풍촌 석회암층과 화절층, 동점 규암층, 두무동층이, 예미 36호 광구 매화리에서는 화절층과 풍촌 석회암층의 백운암대가 서로 접하고 있다. 또한 화암면 북동리 남부에서는 두무동층이 막동 석회암층 위로 충상되어 있다.[13][7][1]
옥갑산 스러스트 단층
옥갑산 스러스트 단층(玉甲山 衝上斷層, XXII)은 정선읍 용탄리 동부 솔치재에서 북평면 북평리를 지나 여량면 구절리의 하자개 마을까지 북동-남서 방향으로 이어지며 정선 석회암층을 평안 누층군 위로 충상시킨다. 북평면 북평리-문곡리와 정선읍 봉양리 지역에서는 조선 누층군 정선 석회암층(Oj)의 일부가 평안 누층군의 하부 홍점층, 사동층과 함께 본 스러스트 단층에 의해 2~3회 반복되어 노출된다. 이 단층은 북서 방향의 경사를 가진다.[13][9][1]
민둔산 단층
민둔산 단층(民屯山 斷層, XXI)은 정선읍 덕송리의 민둔산(978.8 m) 부근에서 옥갑산 스러스트 단층으로부터 분리되어 정선읍 광하리로 이어지는 북동-남서 주향의 단층이다. 정선 석회암층을 평안 누층군 위로 충상시키고 있다.[1]
화암면 지역
화암면 일대에는 조선 누층군 하부 장산 규암층, 묘봉층, 풍촌 석회암층, 화절층 등을 변위시키는 북북동 주향의 단층들이 발달한다. 화암면 서부에는 남-북 방향의 우수향 주향 이동 단층과 남부에는 동-서 방향의 충상단층이 발달되어 있다. 주향 이동 단층의 운동으로 인해 묘봉층, 풍촌층, 화절층, 동점층, 두무동층의 연장이 단절되며, 주향 이동 단층의 단층 손상대는 약 40 cm로 발달되어 있다. 화암면 남부에 발달되어 있는 충상단층을 경계로 묘봉층이 풍촌층 하부 석회암대 위에 놓여 있으며, 충상 단층의 영향으로 상반인 묘봉층 내의 경사가 하반 풍촌층의 경사보다 큰 것으로 파악된다. 북북동 방향의 주향 이동 단층이 연속적으로 발달되어 장산층과 묘봉층 및 풍촌층이 단층 접촉하고 있다. 화암면 남부 중앙에는 충상단층에 의해 장산층이 묘봉층 위에 놓여있으며, 충상단층의 양쪽에는 인열 단층이 발달되어 장산층과 묘봉층이 단층 접촉하고 있다. 장산층 내 역단층이 발달되어 있으나, 충상단층에 의해 연장이 단절되어 있다. 이는 역단층 형성 이후에 충상 단층 운동이 있었음을 지시한다. 충상단층을 경계로 하반인 묘봉층과 상반인 장산층 내에 발달된 층리의 방향이 크게 다르지 않다. 화암면에서 주향 이동 단층은 대체적으로 북북동-남남서 방향으로 발달되어 있으며, 저각의 충상 단층은 대체적으로 동-서 방향으로 발달되어 있다.[4]
함백 스러스트 단층
함백 충상단층은 정선군신동읍 예미리, 조동리, 방제리 일대에 조선 누층군막골층과 평안 누층군만항층을 경계 짓는 충상단층이다. 태백산지구지하자원조사단은 막골층과 평안 누층군 만항층(홍점층) 사이에 가상 지질경계선을 설정하고 예미각력석회암층, 고성 셰일층, 고성 석회암층이 분포하는 것으로 해석하였지만 이들 지층들을 확실히 구분하는 증거를 발견하지 못하였다. 그러나 김정환(1991)은 조동리 함백여중고 부근과 방제리 철로변에서 조선 누층군과 평안 누층군이 단층 관계로 접촉하고 조동리와 방제리에서 단층 운동 시 형성된 상반 배사구조가 나타난다는 것을 확인하여 막골층과 만항층 사이에 함백 충상단층을 설정하였다.[30][31]
설론 스러스트 단층
설론 스러스트 단층(雪論 衝上斷層, Seolron thrust Fault)은 영월읍 흥월리 남쪽에서 각동 스러스트 단층과 분리되어 신동읍 고성리와 현재의 신동읍 운치리의 설론 마을을 지나 남면 광덕리의 광탄 마을에서 소멸된다. 이 단층은 막동 석회암층을 중생대 대동 누층군 반송층 위로 충상시켰으며 이 단층에 의해 연하리 북측 완택산(917.6 m) 부근에서 평안 누층군 홍점층이 조금 분포한다. 영월읍 연하리에서 반송층과 막동 석회암층의 단층 경계는 노두 상에서 비교적 뚜렷하게 나타나며, 단층대는 단층 점토로 충진되어 있고, 단층 상반의 막동 석회암층의 층리면은 단층면과 거의 평행하게 40°로 경사져 있다.[13][30]
화암 스러스트 단층
화암 스러스트 단층은 화암면 화암리에서 북동리를 지나 임계면 낙천리까지 서쪽의 설론 스러스트 단층과 평행하게 발달하는 단층으로 경사각은 낮으며 단층선 서측의 지괴가 동쪽으로 충상되었다.[13]
임곡 단층
임곡 단층은 강릉시강동면 안인진리에서 임곡리를 지나 정선군 임계면 임계리까지 이어지는 북북동 주향의 단층이다. 중간에 강릉시옥계면 옥계리에서 북서 주향의 산계 단층에 의해 한 번 절단된다.[13] 임곡 단층 주변 강원도 일대의 중규모 지진 자료는 이 지역의 현생 최대응력방향이 약 북동 70°이며 주향 이동과 역단층 운동에 유리한 응력상태임을 보여준다. 임곡 단층에서 전단 운동이 발생하기에 적합한 자세는 주향 북동 45°/경사 수직으로, 임곡 단층이 운동하기에는 오차 범위 밖의 주향을 보여 현생 응력장에서 운동의 가능성이 낮은 것으로 분석되었다. 그러나 단층의 역학적 특성을 나타내는 마찰계수(μ)가 상당히 낮을 경우 임곡 단층은 현생 응력장 하에서도 운동 가능성이 있는 것으로 분석된다.[32]
호명 단층
호명 단층은 정선군 사북읍 사북리에서 화암면 호촌리의 호명 마을과 임계면 문래리, 도전리를 지나 강릉시옥계면 산계리까지 이어지는 연장 약 44 km, 북북동-남남서 주향의 긴 단층이다. 호명 마을 부근 도로상에서 관찰되며 넓은 폭의 파쇄대를 가진다.[13][1]
척산 단층
척산 단층(尺山 斷層, XVIII)은 함백역 부근에서 시작해 자미원역 부근에서 단곡 단층을 절단하고 정선군 남면 무릉리 소재 척산(尺山)과 사북읍 사북리, 두문동재를 지나 태백시 화전동까지 이어지며 백운산 향사대의 북익부를 따라 서북서-동남동 방향으로 발달한다.[1]
백전리 단층
백전리 단층(栢田里 斷層, XV)은 영월군상동읍 구래리에서 시작해 백운산(1426.6 m)과 정선군 화암면 백전리, 삼척시하장면 둔전리, 추동리를 지나 중봉리로 이어지는 연장 약 36 km의 북북동 주향의 단층으로 선캄브리아기 태백산층군과 조선 누층군, 백운산 향사대의 평안 누층군을 가로지른다.[1]
화석
정선군에서는 고생대의 코노돈트와 페름기의 식물 화석 등의 화석이 산출된다. <한국화석도감> 에 의하면 정선군에서 발견된 화석은 다음과 같다.[33]
정선군 내에는 조선 누층군의 석회암과 돌로마이트, 평안 누층군의 무연탄을 비롯 여러 지하 자원이 발달해 광상을 형성하고 있다. 광종별 등록 광구(鑛區)는 무연탄 160 광구, 석회암 84 광구, 금과 은 54 광구, 흑연 51 광구, 동과 납, 아연 26 광구, 납석 8 광구, 규석(硅石) 5 광구 등으로 비금속 광상이 우세하다. 현재 금속 광산의 개발은 전무하고 석탄 광산도 폐광되었다.[9]
신동읍 가사리 일대에서 관찰되는 광화(鑛化) 작용은 동점 규암층과 풍촌 석회암층에서 산출되며 납(Pb)-아연(Zn)-구리(Cu) 광화 작용의 산출 상태는 단층대를 따라 산출되는 맥상 교대 형태와 스카른 형태이다. 예시로 가시리의 성우광산 내에서는 연-아연 맥상 광체 등이 발견된다. 납-아연-구리 광화 작용은 주로 고품위 석회석을 채굴하는 곳에서 산출되며 주요 광물은 석영, 방해석, 석류석, 투휘석-회철휘석계열 광물, 정장석, 회장석, 금홍석(金紅石), 황철석, 유비철석(硫砒鐵石), 섬아연석, 황동석, 함은사면동석(含銀四面銅鑛), Ag-Cu-S계 광물, 철 및 동의 산화물 등이다. 가사리 일대에서 채취한 시료들의 품위(品位)는 금은 최소 0.1g/t, 평균 0.3g/t, 최대 6.5g/t, 최소 0.1g/t, 평균 122.7g/t, 최대 2398g/t, 구리 7.6~123,000ppm, 납 3.1~391,000ppm, 아연 10~216,000ppm 정도이다.[34]
신동읍 원가사리 일대에서 관찰되는 Pb-Zn-Cu 광화 작용은 단층대를 따라 맥상(脈狀) 교대형으로 산출된다. 주로 고품위 석회석을 채굴하는 곳에서 산출되며 주요 광물은 석영, 방해석, 정장석, 견운모, 자류철석, 황철석, 백철석(白鐵石), 유비철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 철 및 동의 산화물 등이다. 화절층 내에서는 황동석과 더불어 열수 변질대가 관찰된다. 원가사리에서 채취한 시료들의 품위는 금 최소 0.1 g/t, 평균 24.8 g/t, 최대 299 g/t, 구리 27.1~22,800 ppm, 납 11.8~42,000 ppm, 아연 45~139,000 ppm 등이다.[34]
신예미 철광상
신예미광상은 태백산 광화대의 서부인 정선군신동면 조동리에 위치한 스카른(Skarn)형 자철광상으로 연-아연광상과 같이 있다. 광산 주변에는 조선 누층군막골층, 평안 누층군만항층, 이를 관입한 중생대백악기의 신예미화강섬록암과 유문암, 규장암, 석영반암 등으로 구성된다. 조선 누층군막골층은 대개 북동 20~30°의 주향과 북서 20~25°의 경사를 가지며 하부 석회암대, 중부 돌로마이트대, 상부 석회암대로 구분된다. 막골층 내 돌로마이트질 대리암은 감람석, 금운모 같은 변성스카른 광물을 수반한다. 반암류는 100~300 m의 두께와 400~1,000 m의 연장을 가지며 막골층과 홍점층은 관입암체에 의해 접촉변성을 받았다. 자철광체는 북북서 방향의 단층에 의해 상부광체와 하부광체로 구분되며 상부광체에서 가장 큰 B 광체는 직경 60~70 m, 연장 120 m이다. 자철광체에서는 자철석 계열의 광물과 고토감람석(forsterite 포스테라이트), 클리노휴마이트(clinohumite)-콘드로다이트(chondrodite), 금운모, 녹니석과 사문석 등으로 구성된다.[35] 서부 황화광체는 상부자철광체 서쪽 끝부분에 위치하며 석류석, 베수비아나이트(vesuvianite), 단사휘석, 규회석, 투각섬석, 녹렴석, 섬아연석, 황동석, 휘수연석(몰리브데넘광), 유비철석, 황철석, 자류철석 등으로 구성된다. 동부 황화광체는 자철광체에서 남동쪽으로 600 m 떨어져 있고 신예미화강섬록암과 막골층 하부석회암의 접촉부에 형성되었다. 주요 광물은 석류석, 녹렴석, 섬아연석이며 방연석, 황동석, 휘수연석을 수반한다.[36][37] 신예미광상 중 자철광상과 연관된 화강반암의 칼륨-아르곤 연대 측정 결과는 77.2±1.7 Ma이고 자철석과 공존하는 스카른대에서 산출되는 금운모는 77.68±1.96 Ma이다.[38]
동남 철-몰리브데넘광상
동남 철-몰리브데넘광상은 태백산 광화대 북서부인 정선군 남면 무릉리에 위치하며, 철, 휘수연, 연-아연, 은, 망간의 스카른형 금속광상이다. 광상 주변의 지질은 조선 누층군장산 규암층, 묘봉층, 풍촌 석회암층, 화절층과 이들을 관입한 화성암류로 구성된다. 묘봉층은 대개 점판암으로 구성되고 상부에 폭 3 m 내외의 담회색 석회암이 있으며 시추코어에서 확인된 두께는 150~170 m이다. 풍촌 석회암층은 하부 석회암대, 중부 돌로마이트대, 상부 고품위 석회암대로 구분되며 두께는 250~270 m이다. 이중 담회색의 하부 석회암대가 동남광상 일대에 가장 넓게 분포하며 지표에서 화성암체와 접하고 있다. 화절층은 점판암과 석회암이 분포하며 동남광상 일대에서의 두께는 170 m이다. 화성암류는 섬록암, 반상화강암, 석영반암, 화강반암, 중성-염기성암맥 등이 있으며 북북동 방향으로 발달한 지억산 단층을 따라 암주/암맥상으로 분포한다. 지질조사 결과 북북동 주향의 지억산 단층과 남-북 주향의 금곡 단층이 확인되었다. 화성암들의 저어콘 U−Pb 연대측정 결과 중생대백악기 초(113.9−109.5 Ma)에 섬록암과 반상 화강암이, 백악기 말(84.1−80.0 Ma)에 석영반암과 화강반암이 정치된 것으로 나타났다.[39][40]
동남광상은 1960−1990년대 자철석 및 망간광석을 대상으로 탐광 및 채광이 진행되었다. 자철광체는 자철석, 휘수연석, 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석, 유비철석, 자류철석이 있고 스카른 광물로 석류석, 단사휘석, 규회석, 각섬석, 녹렴석, 녹니석, 금운모, 석영 등이 산출된다. 자철석과 공존하는 금운모에 대한 칼륨-아르곤 연대 측정 결과는 75.9±1.7 Ma로 광화작용은 중생대백악기이다.[38][41]
철−몰리브덴 이외에도 동남광상에는 석영반암과 주변의 대리암에 발달한 단층 및 균열을 따라 망간 광체가 발달한 것으로 보고되었다.[42] 최헌수와 김수진(2003)은 동남광산에서 아연 단종의 신종광물을 발견하여 치무석(致武石, Chimooite)으로 명명하였다. 고 손치무 지질학 교수의 이름을 딴 치무석은 풍촌 석회암층을 관입한 능망가니즈광과 황화광물로 형성된 열수광맥의 산화 망가니즈 광물 중에서 발견되었다.[43]
백전 금광상
백전광상 또는 백전 금광상은 태백산 광화대 북서부인 정선군 동면 백전리에 위치한 금광산으로 조선 누층군 탄산염암 층준을 교대한 열수 광상이다. 광산의 지질은 조선 누층군과 이를 관입한 화강암류 및 맥암류로 구성되며 백전광상의 광화대는 조선 누층군풍촌 석회암층과 화절층의 경계를 따라 풍촌 석회암층 최상부 어란상 석회암의 층리를 따라 폭 1.7 m로 발달한다. 어란상 석회암의 두께는 10 m이고 광화된 부분은 최상부 1.5 m 구간이다. 또한 이 광산의 중앙부에는 주향 북동 20°의 단층이 발달한다. 백전광상에서는 호박금, 황철석, 유비철석, 섬아연석, 황동석, 백철석, 휘동석, 휘은석, 휘안석, 농홍은석, 자철석, 적철석, 공작석(孔雀石), 침철석 등이 산출된다. 광화작용은 한 번만 있었던 것으로 보인다.[44][45][46]
동원 금광상
동원광상 또는 동원 금광산은 정선군 동면 침운리에 위치하며 1916년 개발되었고 주식회사 동원광업이 1983년 구 강원광산, 화표광산, 선포광산을 매입 통합한 것이다. 광산의 지질은 조선 누층군과 이를 관입한 화강암류와 맥암류로 구성되며 묘봉층과 풍촌 석회암층은 화강암과의 접촉부에서 혼펠스화 또는 스카른화 되어있다. 화강암류 중 화강섬록암 흑운모의 칼륨-아르곤 연대 측정 결과는 85.8±1.12 Ma으로 백악기 말이다. 광산 주변에는 북북동 주향의 단층이 3개 발달하는데 이중 가장 서쪽의 것이 단곡 단층이다. 동원광상은 광곡갱맥, 절골맥, 가산금맥, 가산은맥, 장곡맥, 제동맥, 남창갱맥, 한치남부맥 등 7개 금/은 열수석영맥으로 구성된다. 광석은 자철석, 금홍석, 유비철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 호박금, 휘은석, 사면동석, 농홍은석, 은 등이 산출된다. 동원광상의 광화작용은 2시기로 구분된다.[47][48]
은치 은광상
은치 은광상은 정선군임계면 골지리와 삼척시하장면 토산리에 걸쳐 있으며 선캄브리아기 변성퇴적암류의 열극을 충진한 다금속맥상광상이다. 광산의 지질은 선캄브리아기 변성퇴적암, 조선 누층군장산 규암층, 묘봉층, 각섬암으로 구성된다. 광상 일대에는 19개의 광맥이 발달하며 광맥에서는 황철석, 백철석, 섬아연석, 유비철석, 자류철석, 함은사면동석, 석석(錫石), 황석석, 휘동석, 휘은석, 자연 은, 함은 테트라헤드라이트, 호박금 등이 산출된다.[49][50]
낙동 비소-비스무트광상
낙동 비소-창연광상은 정선군 남면 선평역에서 철길을 따라 북쪽으로 1.5 km 지점에 위치한 비스무트-비소-아연 광상이다. 일제 강점기에 비소가 개발되었고 이후 비스무트의 산출이 확인되어 1970년대까지 같이 개발되었으며 현재는 휴광중이다. 광산의 지질은 조선 누층군 태백층군 및 정선층군과 이를 관입한 정선 화강암체, 암맥, 화강섬록암 등 화성암들로 구성되며 가사리 스러스트 단층과 기타 소규모 단층 및 습곡이 곳곳에 발달한다. 광상의 남동부에는 조선 누층군의 석회암이 스카른화되어 있다. 낙동광상의 광화작용은 두 번 있었으며 암맥과 석영맥이 조선 누층군막골층의 층리면을 따라 교대하거나 파쇄대 혹은 막골층과 화성암체의 접촉부를 따라 관입하였다. 이 광상에서는 유비철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 자류철석, 방연석, 황동석, 호박금, 침은석, 자연 비스무트, 휘창연석 및 비스무트-텔루륨-셀레늄-황계 광물들이 산출된다.[51]
정선군임계면에는 락천광산, 공영광산, 동명광산, 임계광산 등의 금, 은, 동, 연-아연광산이 좁은 범위에 다수 분포한다. 이들 광산은 모두 열극을 충진한 맥상의 금-은 광상이다. 락천, 공영, 동명 3개 광산에서 공통으로 산출되는 광물은 유비철석(硫砒鐵石), 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 호박금, 금홍석, 능망가니즈광, 석영이다. 공영광산과 동명광산에서는 농홍은석과 휘은석이 공통으로 산출되며 자연 은은 공영광산에서만 나온다. 3개 광산에서 가장 많이 나오는 광물은 유비철석과 섬아연석이며 그 다음 황철석, 방연석, 황동석 순서다.[53]
락천(樂川)광산은 1915년 개발되어 1946년까지 금 300 kg, 은 9 t, 구리 200 t, 납 700 t, 아연 900 t을 생산하였다. 광상은 락천 단층의 양쪽에 남북 1.5 km, 동서 850 m 범위 내에 배태된 9개 광맥으로 동-서 또는 북동 50~70°주향에 북쪽으로 50~80°경사하고 이 광맥을 개발하기 위해 5호맥갱, 3호맥갱, 6호맥갱, 선익3맥갱, 금동대절갱이 개설되어 있다. 광맥의 모암은 중봉산 화강암, 조선 누층군장산층, 묘봉층, 각섬암 등이며 광맥의 맥폭은 3~100 cm, 주향 방향으로 최대 450 m 연장된다. 전술한 공통 산출 광물 외에 락천광산에서만 산출되는 광물은 자연 비스무트, 스텐나이트(stennite), 석석(錫石), 티탄철광, 능철석, 백운모 등이다.[53]
공영(共榮)광산은 정선군임계면(북위 37°27'15"~37°28', 동경 128°51'54"~128°53'20")에 위치한 금, 은 광산이며 1929년부터 1942년까지 가행되었다. 광산의 지질은 선캄브리아기 중봉산 화강암 및 각섬암과 이를 부정합으로 덮는 조선 누층군장산 규암층 및 묘봉층으로 구성되며 광상은 화강암 및 장산 규암층의 열극을 충진한 함금석영맥이다. 광상은 동-서 주향으로 발달하는 3~4개조의 평행 암맥군과 북서 주향의 용산갱맥으로 구성되며 이 광맥을 개발하기 위해 본갱, 서갱, 용산갱이 개발되어 있다. 광산의 최대 품위는 금 40.9 g/t, 은 358 g/t이다.[53][54]
동명(東明)광산은 주향 북동 10°, 경사 남동 60°인 광맥이며 이를 개발하기 위해 2개 갱도가 개설되어 있다.[53]
보암광산
보암광산은 정선군 동면 화암리(북위 37°18~19', 동경 128°46'10.5"~128°48'10.4")에 위치한 금, 은광산이다. 광산의 지질은 조선 누층군으로 구성된다.[54]
삼원광산
삼원광산은 정선군 남면 금곡리(북위 37°17'00~30", 동경 128°43'04~50")에 위치한 금, 은광산이다. 광산의 지질은 조선 누층군으로 구성되며 광상은 풍촌 석회암층의 열극을 충진한 함금은석영맥이다. 석영맥에는 황철석, 방연석, 섬아연석이 수반된다.[54]
↑ 가나다라박영록; 조경남 (강원대학교); 백인성; 김현주 (부경대학교); 임현수; 강희철; 신숭원; 김현정; 하수진; 하상민 (부산대학교); 김종선 (전남대학교); 조형성 (경상대학교) (2019년 12월). 《강원권 지질유산 발굴 및 가치평가 (Assessment of the value and distribution of Geological Heritages in Gangwon Province)》. 국립공원공단, 대한지질학회.
↑KIM, O. J. and KIM, K. H. (1978) "On the genesis of the ore deposits of Yemi district in the Taebaeksan metallogenic province". Jour. Nat. Sci. Inst. Yonsei Univ., 2, 71-94
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