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(1)J. Paleont. Soc. Korea. Vol. 27, No. 1, (2011) : p. 1-11. 태백산분지의 전기 고생대 고지리․고환경에 관한 새로운 견해 최덕근 서울대학교 지구환경과학부, 151-747 서울특별시 관악구 관악로 1. 요 약: 지구조적 관점에서 한반도는 북으로부터 함북습곡대, 낭림육괴, 평남분지, 임진강대, 경기육괴, 태백산 분지, 충주분지, 영남육괴, 경상분지 등 9개의 지구조구로 구분된다. 이 가운데 낭림육괴, 평남분지, 태백산분 지, 영남육괴, 경상분지는 중한강괴에 그리고 경기육괴, 임진강대, 충주분지는 남중강괴에 속한다. 태백산분지 의 전기 고생대 삼엽충 화석군에 관한 고생물지리적 분석에 따르면, 중한강괴는 곤드와나대륙의 가장자리를 차 지하고 있었고 태백산분지는 곤드와나대륙 내에 있었던 내륙해의 한 부분이었던 것으로 생각된다. 최근 히말라 야 산맥 동쪽의 부탄에서 발견된 캄브리아기 삼엽충 화석군과 사암에 들어있는 지르콘 광물의 연대분포 자료에 의하여 중한강괴가 인도대륙에 가까웠다는 연구결과가 발표되었다. 이 연구결과에 따라 수정한 중한강괴의 고 지리도에 의하면, 전기 고생대 동안 태백산분지는 인도대륙이나 남중강괴와 생물들의 교류가 가능할 정도로 가 까운 거리에 위치했던 것으로 판단된다. 주요어: 삼엽충, 중한강괴, 고지리, 고환경, 전기 고생대. 머리말 태백산분지의 삼엽충 화석군에 바탕을 둔 한반도의 전기 고생대 고지리 해석(Choi et al., 2001; Choi and Kim, 2006; Lee et al., 2008)에서 중한강괴는 흔히 곤드와나 대륙으로부터 떨어져 있는 독립된 지괴로 취급 되었다. 그 배경에는 예전의 연구결과(Burret et al., 1990; Scotese and McKerrow, 1991; Laurie and Burret, 1992)를 비판 없이 받아들인 데서 찾을 수 있다. 사실 중한강괴의 고지리적 위치는 연구자들에 따라 다양한 의견이 제시되었다. 예를 들면, Li and Powell(2001)은 중한강괴가 해구를 사이에 두고 곤드와나 대륙으로부 터 떨어져 있는 독립된 땅덩어리로 그린 반면, Veevers(2004)는 중한강괴를 오스트레일리아의 대륙붕 연장 선상에 배치하였고, Metcalfe(2006)은 중한강괴와 오스트레일리아 사이에 Sibumasu, Indochina, Burma 등 현재 동남아시아를 이루고 있는 지괴들이 놓여있는 모델을 제시하였다. 최덕근(2009)는 한반도의 고생대 지구조 진화를 논하면서 고생대 기간 중 한반도는 낭림육괴, 경기육괴, 영남육괴로 나뉘어져 있었으며, 낭림육괴와 영남육괴는 중한강괴에 그리고 경기육괴는 남중강괴(또는 양자 강괴)에 속했었다는 전제 아래 태백산분지를 영남육괴 연변부에 자리 잡았던 얕은 바다로 해석하였다. 이 얕 은 바다는 중한강괴와 오스트레일리아 대륙의 사이에 있었던 내륙해(epeiric sea)의 한 부분이었으며, 따라서 두 지역 사이에는 대륙사면이나 대륙대 또는 해구와 같은 심해는 없었다고 제안하였다. 이에 덧붙여 최근 McKenzie et al.(2011)은 히말라야 동부지역 부탄의 상부 캄브리아계에서 중한강괴의 토착성 삼엽충 화석군 을 발견하고, 전기 고생대 기간 동안 중한강괴가 히말라야에 가까이 위치해 있었다는 연구결과를 발표하였 다. 이 논문에서는 최근 발표된 새로운 내용과 태백산분지의 삼엽충 화석군과 퇴적환경에 관한 재조명을 바 탕으로 중한강괴와 관련된 동아시아 지역의 전기 고생대 고지리 모델을 구체화하려고 한다.. 한반도의 지구조적 배경 고지리 · 고환경 문제를 논하기 위해서는 먼저 지구조적 배경에 대한 이해가 필요하다. 한반도의 지구조 진 *Corresponding author E-mail: [email protected].

(2) 2. J. Paleont. Soc. Korea. Vol. 27, No. 1, 2011. 화와 관련된 내용은 선행연구(최덕근, 2009)에 자세히 기술된 바 있기 때문에 여기에서는 그 내용을 요약하 여 기술하려고 한다. 한반도는 북으로부터 함북습곡대, 낭림육괴, 평남분지, 임진강대, 경기육괴, 태백산분지, 충주분지, 영남육괴, 경상분지 등 9개의 지구조구로 구분되었다(최덕근, 2009의 fig. 2 참조). 이 논문에서 특 별히 언급해야할 사항은 종전의 옥천대를 하나의 지구조구로 취급하지 않고 이를 태백산분지와 충주분지로 나누었다는 점이다. 이는 태백산분지와 충주분지가 성인적 측면에서 다르며, 고생대 말과 중생대 초에 있었 던 중한강괴와 남중강괴의 충돌 시 두 분지가 합쳐져 옥천대를 형성했다는 관점을 반영한 구분이다. 함북습곡대는 함경북도 북부를 차지하며, 지구조적 관점에서 그 내용은 잘 알려져 있지 않다. 낭림육괴는 평안북도와 함경남북도에 걸친 넓은 지역을 차지하며, 대부분 선캄브리아 시대의 결정질 편암과 편마암류로 이루어져 있지만 고생대층(하부 고생대 황주누층군과 상부 고생대 평안누층군)과 중생대층(자성누층군)이 소규모로 노출되기도 한다. 평남분지는 평안남도와 함경남도 남부 지역으로 캄브리아-오르도비스계 황주누 층군과 석탄-페름계 평안누층군이 쌓인 고생대의 퇴적분지이다. 임진강대는 황해도의 대부분과 경기도 북부 그리고 강원도 북부에 걸쳐서 동서방향으로 넓게 분포한다. 최덕근(2009)은 종전 연구자(Cluzel et al., 1990; Ree et al., 1996)들이 실루리아계와 데본-석탄계의 분포지 역으로 한정했던 임진강대의 범위를 원생대층인 상원층군과 구현층군이 분포하는 지역까지 확대하였다. 그 배경은 이들 원생대층과 중부 고생대층이 경기육괴를 기반으로 쌓였고 따라서 지구조적으로 평남분지나 낭 림육괴와 관련이 없다는 생각 때문이다. 경기육괴는 한반도 중부지역에 북동-남서방향으로 분포하며, 선캄브 리아 시대의 편암과 편마암류인 소위 ‘경기편마암복합체’로 이루어진다. 이 변성퇴적암류의 층서는 아직 명 확히 밝혀지지 않았다. 그러나 최근 충남 태안 일대에 분포하는 퇴적암류가 중부 고생대에 속한다는 최근의 한 보고(Choi B.Y. et al., 2008)가 관심을 끌고 있으며, 그 밖에 중생대 육성퇴적층이 곳곳에 소규모로 노출 되기도 한다. 충주분지는 경기육괴의 남서쪽에 분포하며 시대미상의 변성퇴적암류와 변성화산암류로 이루 어진다. 최덕근(2009)는 충주분지의 옥천층군이 경기육괴를 기반으로 쌓였으며, 옥천층군에서 화석이 거의 산출되지 않을 뿐 만 아니라 기존에 보고되었던 화석산출에 의문을 제기하면서 옥천층군의 지질시대를 원생 대로 추정하였다. 태백산분지는 주로 강원도 남부 일대를 차지하며, 하부 고생대층(조선누층군)과 상부 고생대층(평안누층 군)이 쌓인 고생대 퇴적분지이다. 하부 고생대층은 영남육괴의 선캄브리아 시대 암석 위에 부정합으로 놓이 며 북쪽으로는 경기육괴와 서쪽으로는 남한구조선(Chough et al., 2000)을 따라 충주분지와 접한다. 영남육 괴는 옥천대의 남쪽을 따라 길게 분포하며, 선캄브리아 시대의 편마암과 편암 복합체 그리고 화강암질암으로 이루어진다. 경상분지는 백악기와 고제3기에 존재했던 퇴적분지로 육성층과 화산암류가 분포하며, 최근 대 륙호-배호(continental arc-back arc)분지의 관점에서 경상분지 진화과정에 관한 자세한 분석이 이루어졌다 (Chough and Sohn, 2010). 요약하면, 고생대 초에 동아시아 지역은 크게 중한강괴와 남중강괴로 나뉘어져 있었다. 평남분지와 태백 산분지는 각각 낭림육괴와 영남육괴에 붙어있던 얕은 바다였으며, 임진강대와 충주분지는 경기육괴의 가장 자리에서 퇴적작용이 일어났던 곳이었다. 고생대 말과 중생대 초에 있었던 두 강괴의 충돌 사건에 의하여 낭 림육괴와 경기육괴 사이에는 평남분지와 임진강대의 퇴적암층 그리고 경기육괴와 영남육괴 사이에는 충주 분지와 태백산분지에 쌓였던 퇴적암층이 변형을 받아 현재 한반도의 골격을 갖추게 되었다.. 태백산분지 삼엽충화석군의 고생물지리구적 특징 그동안 태백산분지의 조선누층군으로부터 300종이 넘는 삼엽충이 기록되었다(Choi, 2007). 삼엽충은 대 부분 태백층군과 영월층군에서 산출되었으며, 문경층군에서도 십여 종이 알려졌다. 태백층군과 영월층군의 캄브리아기 삼엽충 화석군은 그 내용이 서로 다르기 때문에 각 층군에서 설정된 생층서 분대 또한 큰 차이를 보여준다(Kobayashi, 1966, 1967). 최근의 태백층군과 영월층군에 대한 보완 연구에 의하여(Park and Choi, in press), 태백층군에서는 23개 그리고 영월층군에서도 17개 이상의 생층서대가 설정되었다(Choi and.

(3) Duck K. Choi - A new view on the early Paleozoic paleogeography and paleoenvironments of the Taebaeksan Basin, Korea. 3. Fig. 1. Lithostratigraphic and biostratigraphic correlation between the Taebaek and Yeongwol groups in the Taebaeksan Basin, Korea. Light gray represents the shallow marine facies of the Hwangho Faunal Province, while darker gray denotes the deep-water facies of the Jiangnan Faunal Province.. Chough, 2005; Fig. 1). 아래는 태백층군과 영월층군의 삼엽충 산출양상을 요약한 것이다. 동아시아 지역의 캄브리아기 고생물지리구(古生物地理區) 구분은 Kobayashi(1967)에 의하여 처음 제안 되었다. 그는 동아시아 지역에서 3개의 캄브리아기 삼엽충 동물구, 즉 황하(黃河)동물구, 천전(川滇)동물구, 강남(江南)동물구를 인지하였다. 황하동물구는 북중국 일대의 넓은 지역을 점하며, 대부분 얕은 바다에 살았 던 토착성 삼엽충들로 구성된다. 천전동물구는 전기 캄브리아기의 다양한 redlichiid 삼엽충들이 산출되는 중.

(4) 4. J. Paleont. Soc. Korea. Vol. 27, No. 1, 2011. 국 서부지역을 지칭한다. 한편 강남동물구는 남중국을 차지하며 전세계적으로 분포하는 원양성 삼엽충이 많 이 산출되는 특징을 보여준다(Cook and Taylor, 1975). 태백산분지의 경우, 태백층군의 삼엽충군집은 황하동 물구에 그리고 영월층군의 삼엽충군집은 강남동물구에 속하는 것으로 알려졌다(Kobayashi, 1967). 한편, Kobayashi(1969)는 오르도비스기의 고생물지리 해석에서 태백산분지의 두족류 화석군집은 태백층군과 영 월층군 모두 북중국 화석군집에 더 유사하며, 남중국 화석군집과는 뚜렷이 구분됨을 보여주었다. Whittington and Hughes(1974)도 전기 오르도비스기 트레마독(Tremadocian)조의 삼엽충군집을 분석하여 태백산분지의 삼엽충 화석군이 북중국이나 오스트레일리아의 삼엽충 화석군과 비슷하며, 남중국 삼엽충 화석군과는 상당 히 다르다는 연구결과를 제시하였다. 그림 1에 요약한 것처럼, 태백산분지의 전기 고생대 삼엽충 화석군 산출양상은 지역과 시대에 따라 다르 다. Cambrian Series 3 초반에는 태백층군과 영월층군 모두 황하동물구의 삼엽충 화석군과 비슷하나, Cambrian Series 3 중,후반에 두 층군의 삼엽충 군집은 현저한 차이를 보여준다. 즉, 태백층군은 황하동물구 특성을 유 지하고 있는 반면, 영월층군은 강남동물구의 특성을 나타낸다. 그러다가 캄브리아기 말에 이르러 영월층군의 삼엽충 화석군은 다시 황하동물구의 특성을 보여준다. 이러한 삼엽충 화석군의 특성은 오르도비스기로 이어 져 오르도비스기 전반에 걸쳐서 태백층군과 영월층군의 삼엽충 화석군은 모두 북중국 삼엽충 화석군과 비슷 한 양상을 보여준다.. 캄브리아기 제3통(Cambrian Series 3) 태백산분지의 가장 오랜 삼엽충 화석군은 Cambrian Series 3 시작과 함께 등장한 태백층군과 문경층군의 Redlichia대이다(Kobayashi, 1961, 1966). Redlichia는 Cambrian Series 2 말 또는 Cambrian Series 3 초에 한반도(태백산분지와 평남분지)에서 북중국, 서남중국, 오스트레일리아, 히말라야, 카자흐스탄, 지중해 연안 에 이르는 넓은 지역에 걸쳐서 보고되었다(Öpik, 1970). 캄브리아기 고지리에 의하면(Scotese and McKerrow, 1990; Li and Powell, 2001), 이 지역들은 모두 곤드와나 대륙 또는 그 주변부에 속했음으로 이 삼엽충은 곤 드와나 대륙의 연변부를 따라 살았던 것으로 생각된다. 그 상위에서 보고된 Cambrian Series 3 초의 Elrathia, Mapania, Bailiella대의 삼엽충 화석군은 Kobayashi(1935) 이후 아직 재평가가 이루어지지 않았다. 영월층군 삼방산층에서 보고된 Metagraulos와 Megagraulos는 모두 북중국의 중기 캄브리아기 Crepicephalina 대에 국한되어 산출되는데(Choi et al., 1999; Zhou and Zhen, 2008), 태백층군 대기층 하부의 Crepicephalina대 와 그 상위의 Amphoton대도 다양성은 낮지만 북중국의 Crepicephalina대와 Amphoton대에 각각 대비할 수 있다(Kang and Choi, 2007). 대기층 최상부에 설정된 Jiulongshania대[Kang and Choi(2007)의 Cyclolorenzella 대를 Park et al.(2008)의 연구결과에 따라 바꾼 것임]에서 보고된 Jiulongshania는 한반도와 북중국에서만 살았던 종류이다(Park et al., 2008). 세송층 하부에서는 Stephanocare대와 Neodrepanura대가 알려져 있는 데(Kobayashi, 1935, 1966), 이 화석군에 대한 재평가는 현재 진행 중이다. 하지만 이들이 각각 북중국의 Cambrian Series 3 후반의 Blackwelderia대와 Neodrepanura대(Zhang and Jell, 1987)에 대비될 수 있기 때문에 고지리 적 측면에서 황하동물구에 속한다고 말할 수 있다. 최근 세송층 중부에서 새로운 화석군인 Liostracina대와 Fenghuangella대를 인지한 Park and Choi (in press)는 두 생층서대 사이에 Cambrian Series 3와 Furongian 의 경계가 존재함을 밝혔다. 이 두 생층서대의 삼엽충 화석군은 북중국의 삼엽충 화석군 특성을 가지고 있기 는 하지만, 곤드와나 대륙의 다른 지역(남중국이나 남극대륙)에서 알려진 삼엽충도 함께 산출된다는 측면에 서 전반적으로 생물구의 특성이 약화된 시기임을 암시하고 있다. 영월층군의 삼엽충 화석군이 태백층군의 삼엽충 화석군과 달라진 것은 마차리층 퇴적과 함께 시작된다. 마차리층 최하부의 생층서대인 Tonkinella대에서 산출되는 Tonkinella, Olenoides, Kootenia, Peronopsis 등 (Kobayashi, 1962)은 전세계적으로 넓은 지역에 걸쳐서 분포하기 때문에 마차리층의 퇴적환경이 비교적 깊 었음을 지시하고 있다. 그 상위의 Lejopyge armata대(Hong et al., 2003)에서는 전세계적으로 분포했던 Lejopyge 와 Lisogoragnostus와 함께 중국에만 살았던 Jiulongshania와 Eoshengia가 함께 산출되어 영월지역이 깊기 는 했지만 황하동물구의 영향도 받았음을 시사한다. 최근 영월층군 서부의 새로운 삼엽충 화석산지에 대한.

(5) Duck K. Choi - A new view on the early Paleozoic paleogeography and paleoenvironments of the Taebaeksan Basin, Korea. 5. 예비연구에 의하면, Tonkinella대와 Lejopyge armata대 사이에 Drumian조에 해당하는 아그노스토이드 (agnostoid) 삼엽충이 풍부한 화석군이 산출되어 영월층군의 기존 삼엽충 화석군 내용을 보완해주리라고 기 대한다. Cambrian Series 3가 끝날 무렵, 영월층군의 Glyptagnostus stolidotus대에서는 단 2종의 아그노스토 이드 삼엽충이 산출되었다(Choi and Lee, 1995). 이 구간에서 관찰된 삼엽충 화석군과 퇴적학적 특성으로부 터 추정한 당시 영월지역의 퇴적환경은 수심이 깊고 용존산소량이 낮은 바다였다.. 푸롱통(Furongian Series) 후기 캄브리아기(Furongian Series)에도 태백층군과 영월층군의 삼엽충 화석군 차이는 이어져 태백층군에 서는 황하동물구의 특성이 그리고 영월층군에서는 강남동물구의 특성이 잘 나타난다. 태백층군의 후기 캄브 리아기 삼엽충대인 Prochuangia대, Chuangia대, Kaolishania대, Asioptychaspis대, Quadraticephalus대, Eosaukia 대, Pseudokoldinioidia대는 같은 이름의 생층서대를 북중국에서 그대로 찾을 수 있다. 단지, 중국의 Chuangia대 와 Kaolishania대 사이에서 항상 인지되는 Changshania대가 태백층군에서는 아직 발견되지 않았다는 점이 특이하다. 최근 Hughes et al.(2011)은 히말라야 부탄 지역에서 Kaolishania대 삼엽충 화석군을 발견하여 이 제까지 알려졌던 동아시아 지역 캄브리아기 고지리 해석에 새로운 방향을 제시하였다. Lee and Choi(2011) 은 화절층과 동점층 경계부에서 Eosaukia대를 인지하고, 이 화석군이 북중국의 화석군과 가깝기는 하지만 남중국과 오스트레일리아의 동 시기 삼엽충 화석군과도 연관을 보여준다고 하였다. 한편, Lee and Choi(2007)은 Pseudokolodinioidia에 대한 분류학적 재평가를 바탕으로 이 삼엽충이 중한강괴에 국한되어 살았다는 사실 과 함께 이 분류군의 고지리적 중요성을 논의하였다(Lee et al., 2008). 영월층군 마차리층의 푸롱통 생층서대(Glyptagnostus reticulatus, Proceratopyge tenue, Hancrania brevilimbata, Eugonocare longifrons, Eochuangia hana, Agnostotes orientalis, Pseudoyuepingia asaphoides대) 는 전형적인 강남동물구의 특징을 반영하고 있다(Lee and Choi, 1994, 1995, 1996; Choi et al., 2004, 2008; Choi and Chough, 2005). 하지만, Choi and Kim(2006)은 Eochuangia hana대에서 중한강괴 토착종인 Changshania 와 Metachangshania를 발견하여 마차리층의 삼엽충 화석군이 생물지리구적 측면에서는 강남동물구에 속했 지만, 지구조적 관점에서 마차리층이 중한강괴의 영역 내에서 쌓였음을 보여주었다. 마차리층 삼엽충 화석군 이 지녔던 강남동물구 특성은 캄브리아기 후반에 이르러 끝나는데, 그 근거는 충북 제천 어상천 부근에서 발 견된 푸롱통 최후기에 해당하는 Fatocephalus hunjiangensis대(Sohn and Choi, 2002)에서 찾을 수 있다. 영 월지역의 수심이 점점 얕아지면서 캄브리아기 말에 북중국에서 번성했던 Fatocephalus가 생활영역을 영월 지역까지 넓혔기 때문인 것으로 해석되었다.. 오르도비스기 태백산분지 생물군집에서 삼엽충의 중요성은 전기 오르도비스기에도 계속 이어지지만, 중기 오르도비스 기에 들어서면 다른 화석군들이 상대적으로 더 중요해진다. 전기 오르도비스기에 태백층군과 영월층군 모두 지역성이 뚜렷한 종류들과 전세계적 분포를 보여주는 삼엽충들이 함께 산출되는 점에서 특이하다. 이는 전기 오르도비스기에 삼엽충화석군의 생물지리구적 특성이 약화되었기 때문일 것이다(Whittington and Hughes, 1974; Shergold, 1988). 후기 트레마독(Tremadocian)조와 플로(Floian)조 시기에는 태백층군과 영월층군의 화석군이 종 수준에서도 비슷하고 암상도 거의 같아 두 지역이 퇴적환경 측면에서도 같았음을 시사한다. 플 로조 이후에는 삼엽충의 산출이 빈약하여 태백산분지에서 삼엽충을 다룬 괄목할 만한 연구는 없다. Choi et al.(2001)은 직운산층 내에 설정된 Dolerobasilicus대를 다리윌(Dariwillian)조에 할당하였고, 이를 북중국의 다리윌조 삼엽충 화석군(Zhou and Fortey, 1986)에 대비하였다. 그러므로 태백산분지의 북중국과 고생물지 리적 연관성은 중기 오르도비스기까지 계속 유지되었다는 추정이 가능하다..

(6) 6. J. Paleont. Soc. Korea. Vol. 27, No. 1, 2011. Fig. 2. Inferred depositional environments of the Taebaek and Yeongwol groups in the Taebaeksan Basin, Korea. Modified from Kwon et al. (2006).. 태백산분지의 전기 고생대 고환경와 고지리 전기 고생대 기간 중, 태백산분지는 곤드와나 대륙 내에 있던 내륙해의 중한강괴 영역의 한 부분으로 태백 지역이 육지에 가깝고 영월지역은 먼 바다 깊은 곳이었던 것으로 추정된다(Chough et al., 2000; Choi et al.,.

(7) Duck K. Choi - A new view on the early Paleozoic paleogeography and paleoenvironments of the Taebaeksan Basin, Korea. 7. 2001; Figure 2). 태백산분지에 바다가 들어오기 시작한 때는 Cambrian Series 2의 후반부로 대략 5억 1천 2 백만년 전이었을 것이다. 태백산분지의 동쪽 가장자리에 바다로 직접 들어가는 소규모의 선상지(면산층)가 있었고, 분지의 남쪽을 따라 해빈과 조간대 환경(장산층)이 조성되어 있었다(Woo et al., 2006). 분지의 서쪽 인 영월지역에는 면산층/장산층에 대비할 수 있는 지층이 없지만, 묘봉층과 비슷한 시기에 쌓인 삼방산층의 퇴적환경은 묘봉층보다 깊었을 것으로 추정된다. 하지만, 묘봉층과 삼방산층의 삼엽충 화석군이 모두 황하동 물구의 특징을 보여준다는 점에서 이들이 중한강괴의 영역에 속했음을 알 수 있다. 태백과 영월지역이 퇴적환경과 생물군의 내용에서 뚜렷한 차이를 보여주기 시작한 것은 Cambrian Series 3 중반이다. Drumian조에 접어들었을 때, 태백산분지의 수심이 깊어져 태백지역에는 대부분 탄산염 퇴적물 인 대기층이 쌓였지만, 먼 바다였던 영월지역에는 엽리가 뚜렷한 흑색 셰일(마차리층 하부)이 쌓였다. 어란상 (oolitic) 또는 온콜라이트(oncolitic) 석회암이 자주 끼이는 대기층 하부는 파도의 영향을 받았던 여울(shoal) 이었고, 마차리층은 수심이 깊은 저산소영역의 먼 바다(outer shelf to basin)였다. 푸롱통 초반, 태백산분지에 쇄설성 퇴적물 유입이 활발해지면서 탄산염 퇴적작용은 약화되어 태백지역에는 세송층이 그리고 영월지역 에는 마차리층 중부가 쌓였다. 이 무렵이 태백산분지 역사상 수심이 가장 깊었던 시기였다(Kwon et al., 2006). 푸롱통 중반 이후, 태백지역은 탄산염 퇴적물이 주로 쌓여 화절층을 이루었고, 영월지역에도 탄산염 퇴적물이 증가하면서(마차리층 상부) 태백산분지의 수심은 전반적으로 얕아졌다. 태백층군의 대기층, 세송 층, 화절층의 삼엽충 화석군은 전형적인 황하동물구 특성을 그리고 영월층군의 마차리층은 강남동물구 특성 을 나타내어 각 퇴적환경을 반영하는 생물상을 보여준다(Choi et al., 2004, 2008). 캄브리아기 후반, 영월지 역에 탄산염 퇴적물이 빠르게 쌓여(와곡층 퇴적) 태백산분지는 태백과 영월지역 모두 얕은 탄산염대지 환경 을 이루었다. 이 시기에 태백과 영월지역 모두 토착성이 뚜렷한 삼엽충이 살았으며(Sohn and Choi, 2002), 이들은 모두 황하동물군 양상을 보여준다. 오르도비스기가 시작되면서 태백지역에는 사암과 셰일로 이루어진 동점층이 쌓였고 먼 바다(영월지역)에 는 탄산염 중심의 문곡층이 쌓였다. 트레마독조 후반에는 해수면이 상승하면서 깊어진 태백산분지에는 탄산 염 퇴적물이 주로 쌓여 태백과 영월 지역은 암상과 삼엽충 군집(태백층군의 두무골층과 영월층군의 문곡층 두목층원)에 있어서 서로 비슷한 양상을 갖게 된 것으로 해석된다. 이어진 플로(Floian)조와 다핑(Dapingian) 조에는 해수면이 하강하여 전반적으로 건조한 기후의 조간대와 석호환경이 조성되었고, 이 때 쌓인 지층이 태백층군의 막골층과 영월층군의 영흥층이다(Choi et al., 2001). 막골층과 영흥층에서 관찰되는 퇴적구조 (스트로마톨라이트, 건열, 새눈구조 등)와 증발광물의 가형(소금과 석고)은 석호와 조간대 환경의 염도가 상 당히 높았음을 지시한다. 다리윌조에 들어서면서 태백산분지의 수심은 다시 깊어져 조간대환경은 사라지고, 태백지역에는 석호환경(직운산층)이 그리고 영월지역은 얕은 탄산염대지(영흥층 상부)가 조성된 것으로 추 정된다(Choi et al., 2001). 흑색 또는 암회색 셰일로 이루어진 직운산층은 용존산소량이 낮은 석호환경이었 는데, 부분적으로 화석이 풍부한 구간이 존재하는 것은 이 석호가 간헐적으로 외해와 연결되었기 때문이라고 생각된다. 다리윌조 후반에 태백산분지는 다시 탄산염대지로 바뀌어 태백지역에 두위봉층이 그리고 영월지 역에 영흥층 최상부가 쌓였다. 다리윌조 말에 퇴적작용이 끝난 후 약 1억 4천만년동안(후기 오르도비스기에 서 전기 석탄기까지) 중한강괴에는 퇴적작용이 일어나지 않았으며, 중한강괴에 퇴적작용이 다시 시작된 것은 석탄기 중엽 이후이다(Lee and Chough, 2006). 고생대 초엽 중한강괴의 지리적 위치에 관하여 지금까지 다양한 의견이 제시되었으며, 일반적으로 중한강 괴는 오스트레일리아 대륙에 가까운 적도부근에 있었던 것으로 그려졌다(Scotese and McKerrow, 1990; Scotese et al., 1999; Li and Powell, 2001; Veevers, 2004). 최덕근(2009)은 삼엽충 화석군 특성을 바탕으로 중한강 괴가 곤드와나 대륙의 가장자리에 위치해 있었으며, 내륙해를 사이에 두고 오스트레일리아 대륙과 마주보고 있는 고지리도를 제시하였다. 이 내륙해에 쌓였던 퇴적물은 중한강괴 지역 곳곳에 하부 고생대층을 이루었 고, 한반도에는 평남분지와 태백산분지에서 그 기록을 찾을 수 있다. 그런데, 최근 McKenzie et al.(2011)은 히말라야 산맥의 동부에 위치한 부탄(Bhutan)에서 캄브리아기 황하동물구에 속하는 Kaolishania대 화석군을 발견하고, 이들의 고지리적 의의를 논하는 과정에서 중한강괴가 부탄 지역과 하나의 퇴적분지로 연결되었다.

(8) 8. J. Paleont. Soc. Korea. Vol. 27, No. 1, 2011. Fig. 3. Early Paleozoic paleogeographic map modified from Choi (2009). Dark gray, light gray, and medium gray regions in the map indicate the land, shallow marine, and deep marine environments, respectively. (Abbreviations: AF=Africa, AT=Antarctica, AU=Australia, IN=India, LA=Laurentia, SA=South America, SC=South China Craton, SK=SinoKorean Craton). 는 새로운 가설을 발표하였다. 그들에 의하면 당시 중한강괴는 오스트레일리아 대륙 뿐 만 아니라 인도 대륙 과 남중강괴와도 지리적으로 가까워야 한다는 것이다. 필자는 그들의 연구결과에 동의하며, 따라서 앞서 제 안했던 고지리 모델(최덕근, 2009)에 약간의 수정을 기하게 되었다. 즉 중한강괴의 위치를 좀 더 인도 대륙과 남중강괴에 가깝게 이동하였으며, 이 사이에 길게 뻗은 내륙해를 설정하였다(Fig. 3). 이 때, 중한지괴는 기다 란 섬의 형태로 대륙 중심부 쪽으로는 내륙해가 그리고 그 반대편(현재 중국 내몽고 자치구 동부와 길림성 부 근)은 외해 쪽으로 향하여 대륙사면이나 해구 환경에 접해 있었을 것으로 추정된다. 이 고지리도는 전기 고생 대 기간에 중한강괴 북쪽 연변부를 따라 대륙판과 해양판의 충돌이 있었다고 하는 최근의 연구결과(Liu et al., 2003; Lu et al., 2007)와도 잘 부합한다. 최덕근(2009)은 한반도에 퇴적기록이 없는 후기 오르도비스기에서 전기 석탄기까지의 기간동안 중한강괴 의 움직임을 지구조적 관점에서 제시한 바 있다. 현재 이 시나리오의 진위를 검증하기는 불가능하지만, 적어 도 후기 오르도비스기 이후 곤드와나대륙에서 떨어져 나온 중한강괴는 약 2억년에 걸친 독자적인 여행을 한 후, 고생대가 끝날 무렵인 약 2억 5천만년 전 남중강괴와 충돌하기 시작하였다는 점은 받아들일 수밖에 없다. 트라이아스기 초까지 이어진 중한강괴와 남중강괴의 충돌은 한반도를 포함한 오늘날 동아시아 지역의 골격 을 구축하는 중요한 사건이었다(Yin and Nie, 1996).. 감사의 글 이 연구는 2011년 정부(교육인적자원부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(2011-0000062)을 받아 수행되 었다. 이 논문을 세심하게 읽고 건설적인 비판과 조언을 해주신 이동진 교수, 이동찬 교수와 편집에 수고해.

(9) Duck K. Choi - A new view on the early Paleozoic paleogeography and paleoenvironments of the Taebaeksan Basin, Korea. 9. 주신 이상헌 박사에게 감사드린다.. A NEW VIEW ON THE EARLY PALEOZOIC PALEOGEOGRAPHY AND PALEOENVIRONMENTS OF THE TAEBAEKSAN BASIN, KOREA Duck K. Choi School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul 151-747, Korea. Abstract: The Korean Peninsula is subdivided into nine tectonic provinces: from north to south, Hambuk Fold Belt, Nangnim Massif, Pyeongnam Basin, Imjingang Belt, Gyeonggi Massif, Chungju Basin, Taebaeksan Basin, Yeongnam Massif, and Gyeongsang Basin. The Nangnim Massif, Pyeongnam Basin, Taebaeksan Basin, Yeongnam Massif, and Gyeongsang Basin belonged to the Sino-Korean Craton, while the Imjingang Belt, Geonggi Massif, and Chungju Basin were part of the South China Craton. Paleobiogeographical analyses of the trilobite faunal assemblages of the Taebaeksan Basin have demonstrated that the Sino-Korean Craton occupied the marginal part of the Gondwanaland and the Taebaeksan Basin was a part of an epeiric sea which was located between the Sino-Korean Craton and the Australian continent. A recent study on a trilobite fauna and detrital zircon age spectra from the Cambrian of Bhutan strongly suggests a paleogeographic link between eastern part of the Himalaya and the Sino-Korean Craton. The result implies that during the early Paleozoic the Sino-Korean Craton was located close even to the Indian continent and South China Craton to the extent that the trilobites migrated along the epeiric sea. Key words: Paleogeography, trilobites, Sino-Korean Craton, Cambrian, Ordovician. 참고문헌 최덕근, 2009: 태백산분지 삼엽충 화석군과 한반도의 전기 고생대 고지리고환경 복원에서 그들의 중요성. 고생물학회지, v. 25, p. 129-148. Burrett, C., Long, J. and Stait, B., 1990: Early-Middle Palaeozoic biogeography of Asian terranes derived from Gondwana, in McKerrow, W. S., and Scotese, C. R., eds., Palaeozoic palaeogeography and biogeography. London, Geological Society Memoir 12, p. 163-174. Choi, B. Y., Rhee, C. W., Lim, S. B. and So, Y., 2008: Subdivision of the upper Paleozoic Taean Formation in the Anmyeondo-Boryeong area, west Korea: a preliminary approach to the sedimentary organization and structural features. Geosciences Journal, 12:373-384. Choi, D. K., 2007: Trilobite research in South Korea during the 20th Century. Bulletin of the New York State Museum, v. 407, p. 81-96. Choi, D. K. and Chough, S. K., 2005: The Cambrian-Ordovician stratigraphy of the Taebaeksan Basin, Korea: a review. Geosciences Journal, 9:189-214. Choi, D. K. and Kim, E. Y., 2006: Occurrence of Changshania (Trilobita, Cambrian) in the Taebaeksan Basin, Korea and its stratigraphic and paleogeographic significance. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 242, p. 343-354. Choi, D. K. and Lee, J. G., 1995: Occurrence of Glyptagnostus stolidotus Öpik, 1961 (Trilobita, Late Cambrian) in the Machari Formation of Korea. Journal of Paleontology, v. 69, p. 590-594. Choi, D. K., Lee, J. G. and Choi, S. Y., 1999: Middle Cambrian trilobites from the Sambangsan Formation in Yongwol area, Korea. Journal of the Paleontological Society of Korea, v. 15, p. 134-144. Choi, D. K., Kim, D. H. and Sohn, J. W., 2001: Ordovician trilobite faunas and depositional history of the Taebaeksan Basin, Korea implications for palaeogeography. Alcheringa, v. 25, p. 53-68. Choi, D. K., Lee, J. G. and Sheen B. C., 2004: Upper Cambrian agnostoid trilobites from the Machari Formation, Yongwol, Korea. Geobios, v. 37, p. 159-189. Choi, D. K., Kim, E.-Y. and Lee, J. G. 2008: Upper Cambrian polymerid trilobites from the Machari Formation,.

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