남한에서 주상절리의 분포와 암석학적 특성
안건상*
조선대학교 사범대학 지구과학교육과
Distribution and Petrology of the Columnar Joint in South Korea
Kun Sang Ahn*
Department of Earth Science, Chosun University, Gwangju, 501-759, Korea
요 약: 남한에서의 주상절리 분포지역과 그들의 형태학적, 암석학적 특징을 연구하였다. 현재까지 보고된 남 한의 주상절리 분포지역은 최소한 68개 지역이다. 이들은 지리적 여건과 화산활동에 따라 5개의 그룹으로 나 눌 수 있다. 1) 한탄강유역에는 16개 지역에 주상절리가 발달하는데, 15개 지역은 제4기의 현무암질 용암이 며, 나머지 1지역은 백악기 화산암이다. 2) 제주도의 주상절리는 18개 지역이다. 이들 모두 신생대 제4기에 분출하였으며, 대부분은 현무암질 용암이고, 산방산과 백록담 등은 조면암이다. 제주도 주상절리는 칼러네이 드와 엔태블러춰가 잘 발달하며, 끌자국도 선명하게 관찰된다. 3) 울릉도와 독도에서는 국수바위를 비롯한 5 개 지역에서 관찰되며, 이들은 제4기 조면암이다. 4) 포항-경주-울산의 8개 지역에서 돔형, 방사상, 수평 및 수직 주상절리가 발달하는데, 이들 모두는 제3기 화산암이다. 충청남도 평택-아산지역, 그리고 강원도 고성의 제3기 현무암에서 주상절리가 관찰된다. 5) 남해안과 서해안에는 모두 15개 지역에서 주상절리가 관찰되는데, 이들은 백악기에 분출한 화산암으로 현무암에서 유문암까지, 용암에서 용결응회암까지 다양한 암석으로 구성 되어 있다. 무등산과 주왕산의 주상절리도 백악기에 분출한 용결응회암이다. 남한의 주상절리를 지역별로 분 류하면, 강원도가 5개, 경기도 13개, 충남 2개, 경북 14개, 전북 1개, 전남 10개, 경남 5개, 제주 18개 지역이 다. 주상절리의 형성 시기는 중생대 백악기가 18개, 신생대 제3기가 12개, 그리고 신생대 제4기가 38개 지역 이다. 화산암의 마그마계열은 알칼리암계열이 36개, 비알칼리암계열이 32개 지역이다.
핵심어: 주상절리, 제3기, 제4기, 현무암, 용결응회암
Abstract: This study has been designed to collate distribution, morphology, petrology of columnar joint in South Korea. Reported columnar joint areas in South Korea are 68, until the present time. These can be divided into five group by geography and volcanic activity. 1) The 16 columnar joint areas are distributed in Hantangang region. The 15 areas in this region are composed of basaltic lava in the Quaternary period, and the other 1 area is composed of volcanic rocks in the Cretaceous period. 2) The 18 columnar joint areas are distributed in Jeju island. Most of them are composed of basaltic lava(alkali basalt and Hawaiite), and the Sanbangsan and Baegrokdam area are composed of trachyte in the Quaternary period. Colonnade, entablature and chisel mark of the columnar joint are typically occur in basaltic lava. 3) The 5 columnar joint areas are distributed into the Ulleung island and Dokdo including Guksubawi. These are consisted of relatively well-formed trachyte columns in the Quaternary period. 4) The 8 columnar joint areas are distributed into the Pohang, Gyeongju and Ulsan region and consist of the Tertiary period volcanic rock.
It's shape are dome, radial, horizontal and vertical. The 4 columnar joint areas are reported in the Pyeongtaek and Asan city of Chungcheongnamdo and Gosung of Gangwondo. All of them are the Tertiary period basalt. 5) The 15 columnar joint areas are distributed into the west and south coast region. Those are consisted of various rock type(from basalt to dacite), various occurrences(lava flow to welded tuff), and various diameters(20 cm to several meters). The columnar joint of Mudeung mountain and Juwang
*Corresponding author Tel: 062-230-7348
E-mail: [email protected]
mountain are welded tuff in the Cretaceous period. The columnar joint is distributed over a wide area in South Korea, 5 in Gangwondo, 13 in Gyeonggido, 2 in Chungnam, 14 in Gyeongbuk, 1 in Jeonbuk, 10 in Jeonnam, 5 in Gyeongnam, and 18 in Jeju. The columnar joints in South Korea can be arranged in order of formative period, 18 in the Cretaceous period, 12 in the Tertiary period, and 38 in the Quaternary period. By magma series, 36 are belong to alkaline series and 32 are belong to sub-alkaline series.
Keywords: columnar joint, Tertiary, Quaternary, basaltic, welded tuff
서 론
주상절리는 분출된 현무암질 용암이나 용결응회암 이 냉각되어 수축할 때 다각형으로 갈라져 기둥처럼 배열된다. 뜨거운 화산암이 냉각되기 시작하면 여러 개의 수축점을 중심으로 부피가 축소하는 과정에서 주로 사각형에서 칠각형까지 다양하게 분할된다. 다 각형 중에서 육각형의 단면이 가장 많은 이유는 안정 된 구조와 효율성 때문으로 알려져 있다.
주상절리는 경관요소가 뛰어나 일반관광객도 선호 하지만, 지질학자와 학생에게는 마그마의 종류에 따 른 화산암의 산상을 학습하고, 주상절리가 형성되는 메커니즘을 이해하는 흥미로운 학습장이다.
경관이 뛰어난 주상절리는 문화재청이나 지자체에 서 천연기념물, 지방문화재 또는 명승으로 지정하여 보호 관리되고 있다. 예를 들어, 중생대에 형성된 무 등산 주상절리대(제465호), 신생대 제3기의 포항 달 전리 주상절리(제415호), 경주 양남 주상절리군(제536 호), 신생대 제4기의 제주 중문 대포해안 주상절리대 (제443호), 범섬-문섬(제421호), 한탄강 대교천 현무암 협곡(제436호), 포천 한탄강 현무암협곡과 비둘기낭 폭포(제537호) 등은 천연기념물로서 잘 관리되고 있 다. 그러나 대부분의 주상절리는 방치되어 훼손이 심 각한 상태이다.
국내에서 염기성 화산암류에 대한 암석학적 연구는 활발하게 진행되어 왔지만, 주상절리를 이루는 산성 및 중성 화산암류에 대한 광물학적 및 지구화학적 연 구는 많지 않다. 주상절리의 형태와 마그마 관입에 관한 연구는 주왕산(Hwang and Kim, 2009), 울릉도 (Woo et al., 2013), 제주도(Koh et al., 2005), 경주 와 울산(Jin and Kim, 2010), 무등산(Ahn, 2010;
Jung and Ahn, 2014) 등으로 알려진 주상절리에 비 해 매우 미진한 편이다. 우리나라의 주상절리를 보존 하고, 학습과 연구, 지질관광에 활용하기 위해서는 우 선 주상절리의 통계적 자료가 필요하다.
본 연구는 남한의 주상절리에 대한 체계적인 연구
를 위한 기초 조사로서, 전국에 흩어져 있는 주상절 리의 분포를 지역별, 분출시기별로 정리한다. 각 지역 의 주상절리에 대한 형태학적 자료(기둥의 길이, 직경, 기둥면의 폭, 다각형 종류, 단일 기둥에서 면과 면이 이루는 각)를 정리한다. 그리고 주상절리를 이루는 암 석의 지질분포와 산출상태, 조직과 구성광물을 조사 하고, 주 구성성분을 TAS도표에 점시하여 암석명을 일관성있게 분류하고 알칼리암과 비알칼리암을 구분 한다. 본 연구에서 광물학적, 지구화학적 자료는 대부 분 기존의 연구 결과를 인용하였으며, 자료가 없는 것은 직접 조사하고 분석하였다. 이 자료는 각 지역 주상절리를 상세하게 연구하는 토대가 될 것이며, 차 후에는 주상절리대의 지형학적 요소와 경관의 수려함 까지 고려한 남한 주상절리의 통합적이고 상세한 자 료가 될 것을 기대한다. 또한 주상절리의 암석학적 연구는 아름다운 한반도의 지질유산을 효과적으로 활 용하고 보호하는 계기가 될 것이다.
한탄강 주상절리대
주상절리의 분포
한탄강은 강원도 평강군에서 발원하여 김화, 철원, 포천 일부, 연천을 지나 연천군 미산면, 전곡읍 경계 에서 임진강과 합류한다. 한탄강은 대체로 절벽이나 협곡을 이루며, 영평천과 차탄천 등의 지류가 있다.
차탄천은 북쪽에서 남쪽으로 흘러 연천읍으로 지나 전곡읍에서 한탄강과 합류하고 영평천은 동쪽에서 서 쪽으로 흘러 청산면에서 한탄강과 합류한다.
한탄강유역에는 현재까지 16개소의 주상절리가 알 려져 있다(Fig. 1). 강의 절벽을 따라 발달한 주상절 리는 하나의 이름으로 불리는 지역이라도 강을 따라 여러 곳에서 관찰된다. 또한 강의 양쪽에 주상절리가 분포하는 경우는 해당 지자체마다 다른 이름으로 부 르고 있다.
한탄강변에는 거의 동일한 현무암질 마그마가 저지 대를 따라 흐르면서 수축절리를 형성하고, 이들이 풍
화 침식되어 주상절리로 나타났다. 강에서 떨어져 분 포하는 동막리의 주상절리는 백악기에 분출한 화산암 에서 형성된 주상절리이다.
한탄강의 주상절리를 상류에서 하류로 나열하면, 강 원도에 속하는 직탕폭포, 송대소, 대교천 협곡이 있으 며, 경기도에 속하는 멍우리협곡, 비둘기낭폭포, 구라 이골, 백의교(백의2리), 궁신교 자살바위 주변(자살바 위 자체는 주상절리가 아님), 고문리(소수력 발전소), 재인폭포, 동막골, 연천 아우라지, 차탄천계곡(전곡읍 한아름아파트에서 장진교까지의 도로변과 장진교 아 래 차탄천 절벽), 왕림교 주변(풍천농원 상류와 하류 의 양상이 다름), 동이리(마포리, 남계리), 당포성 주 변(삼화교와 아미교 아래)이 있다. 주상절리를 부르는 명칭은 체계화되지 않아 서로 다른 이름으로 불리는 경우가 많다.
주상절리의 특징
주상절리는 마그마의 화학적 성분, 특히 SiO2의 함 량에 따라 다소 다른 양상을 보이는데, 중생대 백악 기에 형성된 동막리 용결응회암의 주상절리는 직경이 70 cm 정도로 두꺼우나, 현무암의 주상절리는 보통 30 cm 정도로 가늘다.
신생대 제4기에 분출하여 형성된 현무암의 주상절 리의 직경은 서로 유사하지만, 그들이 흘렀던 환경에 따라 형태는 약간 다르다. 미산면 동이리와 남계리를 비롯하여 높이 20 m 이상의 수직절벽에 주상절리가 발달하는데, 이처럼 높은 절벽을 이루는 주상절리 지 대에는 칼러네이드와 엔태블러춰가 함께 관찰된다
(Fig. 2A). 한탄강의 칼러네이드는 수직이 아니라 부 분적으로 구불구불한 형태로 타 지역 주상절리와 구 별된다.
직탕폭포 하류의 송대소에는 방사상의 주상절리가 잘 발달되어 있는데, 돔형과 부채형 주상절리의 내부 모습도 관찰할 수 있다(Fig. 2B). 각 주상절리는 직 경 30 cm 내외의 오각형 내지 육각형 단면이 가장 자주 관찰된다. 비둘기낭폭포와 재인폭포는 폭포 하 부가 동굴처럼 침식되어 항아리 모양을 이룬다. 동굴 상단과 물이 빠져 나가는 강바닥에서 다각형의 단면 을 관찰할 수 있다. 송대소와 차탄선, 왕림교 주변(풍 천농원)의 주상절리 하부에는 용암류가 흐르면서 지 면과의 왜곡으로 형성되는 수평절리(두께 1-10 m)가 고기비늘처럼 발달해 있다. 연천 아우라지 주상절리 하부에는 용암류가 물이 있는 강으로 흘러 형성된 베 개상용암이 발달되어 있다.
주상절리의 암석학적 특성
한탄강유역의 지질은 크게 선캄브리아기 변성암류, 중생대 심성암류, 백악기 화산암류, 그리고 제4기의 현무암과 충적층으로 구성된다.
백악기 화산암류는 철원층군이라 불리며, 하부로부 터 신흥층, 궁평층, 중리층, 금학산 안산암, 동막골 응 회암, 유문암, 신서각력암, 지장봉 응회암으로 구성된 다(Kee et al, 2008). 이 중에서 굵은 주상절리가 발 달한 백악기 화산암은 동막골 용결응회암(111 Ma, 저 콘 슈림프연대, Hwang et al., 2011)이다. 동막골 응회 암은 동막골과 종자산 일대에서 넓게 나타난다. 동막 골 응회암의 SiO2 함량은 72.51-76.69 wt.%, 알칼리 함량은 7.27-9.65 wt.%의 범위를 나타낸다(Kim, 2009).
제4기 현무암은 강원도 세포군 검불랑 부근의 680 m 고지와 평강군 평강읍 오리산(452 m)에서 분출한 용암류이다. 최대 4매가 중첩된 용암류는 두께 변화(수 m-25 m)를 제외하고 전체적으로 동일한 암상을 보인
Fig. 1. Distribution of columnar joint around the Han-
tangang.
Fig. 2. Vertical shaped columnar joint at the Chatan-
cheon (A) and radial shape columnar joint at the
Songdaeso (B).
다. 각 용암류 최상하부에는 수평으로 신장된 기공을 갖는 다공질 현무암이나, 내부는 짙은 회색의 치밀한 암석이다.
이 현무암은 사장석과 휘석으로 이루어진 오피틱조 직을 나타내며, 반정광물은 감람석, 휘석, 석기는 완 정질로서 감람석, 휘석, 사장석, 자철석, 티탄철석이 다. 이 현무암의 K-Ar 전암 연령은 0.01-0.27 Ma (Choi, 1982)로 제4기에 해당한다. 이 현무암의 SiO2 함량은 46.27-47.51 wt.%, 알칼리 함량은 4.23-5.83 wt.%의 범위를 나타낸다(Won et al, 1990).
한탄강유역에서 주상절리를 이루는 암석의 주성분 원소를 TAS diagram(Le Bas et al., 1986)에 도시 하면, 동막골 용결응회암은 유문암, 제4기 현무암은 알칼리 현무암에 해당한다. 이 화산암류를 Irvine과 Baragar(1971)의 알칼리와 비알칼리의 구분선에 적용 하면, 백악기 화산암류는 비알칼리암계열에, 제4기 현 무암은 알칼리계열에 해당한다.
제주도의 주상절리
주상절리의 분포
제주도의 주상절리는 현재까지 알려진 것만 18개 지역이다. 분포지역은 제주시 북부의 2지역, 서귀포시 남부의 14개 지역, 그리고 한라산 고지대에서는 백록 담 남측 외벽과 영실기암의 2지역이다.
제주 북부의 주상절리는 애월면 구엄리와 중엄리 해안에 분포하는데, 중엄리에서는 방사상 주상절리가 관찰된다. 제주공항에서 가까운 용두암 서측의 용담 포구 부근에도 주상절리가 관찰되며, 우도면 북동해 안의 주상절리는 확인 중이다.
서귀포시 해안의 주상절리는 서쪽의 송악산에서 동 쪽의 정방폭포까지 해안에 분포하나, 산방산, 안덕계 곡, 천제연폭포는 내륙에 위치한다. 서귀포시에 해당 하는 주상절리의 소재지는 다음과 같다(Fig. 3). 송악 산 해안, 형제섬, 산방산, 화순 금모래사장(소금막해 변), 안덕계곡과 대평포구는 안덕면에 속한다. 예래포 구는 하예동, 갯깍 주상절리(해병대길-조른모살 까지) 는 색달동, 천제연폭포 주변은 중문동, 제주도 주상절 리대(대포항에서 지삿개까지)는 대포동에 속한다. 범 섬은 법환동, 천지연폭포 주변는 천지동, 문섬은 서귀 동, 그리고 정방폭포는 동흥동에 속한다. 한라산 서측 능선에 분포하는 영실기암은 하원동에 속한다.
해안에 분포하는 주상절리는 올래길을 따라 관찰할
수 있는데, 정방폭포와 천지연폭포 주변은 6코스에, 잘 알려진 대포동, 갯깍, 예래, 대평 포구는 8코스에, 화순 금모래사장에서 송악산까지는 10코스에 포함되 어 있다.
주상절리의 특징
제주도에서 가장 잘 알려진 대포동(지삿개) 주상절 리는 Koh et al.(2005)에 의해 상세히 연구되었다.
그들에 의하면, 대포동 주상절리에서 관찰되는 다각 형의 주상절리는 육각형이 가장 우세하며, 기둥의 굵 기(직경)는 130~139 cm, 주상절리 기둥면은 최대 90~99 cm, 단면에서 서로 인접한 다각형 사이에 이루 는 사이 각 120~129o가 가장 우세하다. 기둥 내에서 단속적인 띠의 높이는 최소 2~3 cm에서 최대 십 수 cm에 달한다(Fig. 4A). 대포동 주상절리는 대포동해안 에서 성천포, 월평동까지 약 3.5 km에 걸쳐 분포한다.
한편 대포동에서 서쪽인 색달 해안의 갯깍 주상절 리에서는 수직 기둥을 이루는 칼러네이드와 복잡하게 휘어지고 겹쳐진 엔태블러춰가 전형적으로 발달하며, 끌자국(chisel mark)이 선명하게 관찰된다(Fig. 4B).
이러한 끌자국은 안덕계곡의 주상절리에서 관찰된다.
갯깍에서는 휘어진 칼러네이드도 관찰되는데, 이런
Fig. 3. Distribution of columnar joint in the Jeju-do.
형태는 냉각표면과 내부의 물성이 달라 생기는 현상 으로 천제연폭포나 형제섬, 화순 금모래사장의 주상 절리에서도 관찰된다. 송악산 근처 해안에서는 상하 2열로 늘어선 주상절리가 발달하는데, 상부와 하부에 서 각각 냉각이 시작되어 내부에서 교차하는 불연속 면으로 일종의 엔태블러춰이다.
산방산과 대평포구의 주상절리는 밝은 색의 거대한 주상절리가 발달한다. 한라산 백록담 화구의 무너진 남측 절벽과 서측의 영실에는 제주에서 고도가 가장 높은 주상절리가 관찰된다. 범섬과 문섬의 주상절리 는 파도의 침식작용으로 해식동굴이 형성되어 있다.
제주도의 해안이나 하천에서는 침식작용에 의해 수 직절벽이 만들어져 폭포를 이루는 경우가 있다. 해안 주상절리 폭포는 정방폭포, 하천 주상절리 폭포는 천 지연폭포와 천제연폭포가 있으며, 갯깍의 조른모살(개 다리폭포)과 같은 소규모의 폭포도 발달한다.
주상절리의 암석학적 특성
주상절리가 분포하는 제주도 서귀포 지역에는 해면 위에 분포하는 화산암류 중에서 가장 오래된 산방산 조면암(0.85 Ma-0.75 Ma)과 가장 새로운 현무암 (0.035 Ma)이 분포한다. Lee et al.(1994)에 따르면 이 지역의 용암류는 화학적으로 현무암, 하와이아이 트(조면암질 현무암), 뮤저라이트(현무암질 조면안산 암), 벤모라이트(조면안산암) 및 조면암으로 구성되어 있다. 한라산 정상부의 동측은 백록담조면현무암이고, 서측의 백록담조면암에서는 주상절리가 발달한다.
제주도의 대표 주상절리를 이루는 대포동(지삿개) 현무암은 암회색을 띠며, 반상조직 조직이다. 반정과 미반정은 사장석, 감람석, 단사휘석이며, 소량의 사방 휘석을 수반한다. 석기들은 주로 사장석과 감람석, 단 사휘석 및 이들을 채우는 불투명 광물들이다. 사장석 은 자형 내지 반자형의 주상으로 알바이트쌍정, 칼스
바드-알바이트 쌍정, 누대구조를 나타낸다.
갯깍에서 중문리조트로 이어지는 해안에서 주상절 리를 이루는 암석은 뮤저라이트라 불리는 현무암질 조 면안산암이다. 이 외 해안에서 발견되는 주상절리를 이루는 암석은 하와이아이트라 불리는 조면암질 현무 암(Lee et al., 1994)이다. 산방산의 주상절리를 이루 는 암석은 조면암으로 이 지역에서 SiO2 함량이 가장 높다.
주상절리가 주로 분포하는 제주도 남부지역의 화산 암에 대한 기존 자료(Lee et al., 1994; Park et al., 2000; Koh et al., 2005)를 TAS diagram에 도시하 면, 이 지역 화산암은 모두 알칼리암 계열에 속한다.
대부분의 암석이 알칼리현무암과 하와이아이트에 속 하며, 뮤저라이트와 조면암에 해당하는 암석도 있다.
울릉도와 독도 주상절리
주상절리의 분포
울릉도에서 잘 알려진 주상절리는 북쪽의 공암(코 끼리바위)과 남쪽의 국수바위가 있다. 국수바위는 울 릉도 울릉읍 서면의 비파산에 위치한다. 코끼리바위라 불리는 공암은 울릉군 북면 현포리에 속하며, 선창항 구로부터 약 500 m 떨어진 바다에 있는 바위섬(시스 텍)이며, 높이 50 m, 길이 약 80 m이다. 북면 현포리 의 현포항 근처 해안에는 노인봉이라 불리는 용암돔 에서 방사상의 주상절리와 수평절리가 관찰된다. 노 인봉과 가까운 추산리에서도 주상절리가 보고되었다.
울릉도의 북동쪽 끝자락인 북면 천부리의 관음도에는 2개의 해식동굴을 가진 주상절리가 발달한다(Fig. 5).
독도에는 동도 선착장 옆에는 숫돌바위라 불리는 맥 상의 관입암에서 형성된 누워있는 주상절리가 관찰된 다(Fig. 6).
Fig. 4. Vertical shape of colonnade (A) and lower col- onnade with chisel marks and entablature at Gaetkkak shore cliff (B), Seogwipo-city, Jeju island.
Fig. 5. Distribution of columnar joint in Ulleung-gun,
Gyeongsangbuk-do.
국수바위는 높이 약 30 m, 길이 약 270 m에 달하 는 조면암질 절벽이다(Fig. 7A). 수직방향의 주상절리 가 비파산 능선의 동쪽, 남쪽, 서쪽의 세 방면에서 잘 발달하고 있다. 동쪽 사면과 서쪽 사면의 주상절 리는 5-10o정도 남쪽으로 경사져 내려가고, 남사면에 서는 하부로 내려가면서 경사가 완만해 진다. 국수바 위는 하부 칼러네이드와 엔태블러춰는 잘 나타나있으 나 상부 칼러네이드는 삭박되어 관찰되지 않는다. 주 상절리의 직경은 동쪽이 50-60 cm 정도이고, 서쪽이 1 m 내외로 더 크다. 암체의 서쪽 사면보다 동쪽 사 면에서의 절리간격이 더 조밀하게 나타나는데, 이는 냉각속도의 차이로 해석된다. 냉각과정에서 생기는 끌 자국은 동쪽에서는 선명하지만 서쪽에는 뚜렷하게 관 찰되지 않는다(Woo et al., 2013).
공암(코끼리바위)에는 여러 방향으로 휘어진 주상 절리가 발달하고, 코 부근에는 높이 약 10 m의 아치 형 해식동굴이 있다. 주상절리는 6각형이 우세하며, 아치를 경계로 주상절리의 방향이 급변한다(Fig. 7B).
노인봉은 현포항에서 바라볼 때 좌측은 좁은 간격의 수평 주상절리가, 우측에는 방사상의 주상절리가 발 달한다. 이는 화도에 가까운 용암돔에 마그마가 맥상 으로 관입한 것으로 해석하고 있다. 관음도의 주상절 리는 대부분 수직방향이며, 해식작용으로 2개의 큰 동
굴이 형성되어 있다.
주상절리의 암석학적 특징
울릉도에서 주상절리를 이루는 암석은 대부분 조면 암이다. 울릉도에는 신생대 제4기부터 5회의 화산활 동이 있었는데, 주상절리를 형성한 조면암질 화산작 용은 0.73-0.60 Ma 또는1.57±0.25 Ma이다(Kim and Lee, 2008).
주상절리를 이루는 조면암은 회색 또는 암회색으로 기공이 5% 이내인 치밀한 암석으로, 시료에 따라 반 정과 미반정광물이 다르다. 국수바위의 동쪽 조면암 은 장석반정의 크기와 함량은 적지만 감람석 반정이 뚜렷하다. 서쪽 조면암은 장석 반정이 크고(최대 5 mm) 함량도 많으며, 기질부에서 뚜렷한 조면암질 조 직을 나타낸다. 이 주상절리를 Woo et al.(2013)는 분출된 조면암질 용암이 소시지 모양(lobe-shape)을 형성하여 냉각되면서 칼러네이드와 엔태블러춰를 형 성한 후, 상부면이 삭박되고 잔존한 것으로 해석했다.
노인봉의 조면암은 전간상조직을 나타내며, 반정은 새니딘 또는 알칼리장석이며, 미반정은 단사휘석, 각 섬석, 흑운모, 티탄철석 등이다. 석기는 주로 막대형 의 사장석과 알칼리장석이다. 주상절리를 이루는 화 산암의 주성분원소(Trachyte I in Song et al., 1999) 를 TAS diagram에 도시하면, 조면암과 포놀라이트와 의 경계부에 해당한다.
포항-울산 주상절리대
주상절리의 분포
신생대 제3기의 염기성화산암이 분포하는 포항-경 주-울산 지역에는 우리나라에서 가장 독특하고 아름 다운 주상절리들이 분포한다. 이 지역에는 수직 기둥 의 주상절리와 함께 돔형, 방사상 절리가 잘 발달되 어 있으며, 주변에는 수평방향의 주상절리도 발달한다.
이 지역에서 현재까지 보고된 주상절리는 8개 지역 이다. 가장 많은 곳이 포항시 남구로 5개소가 집중되 어 있는데, 동해면 중흥리의 흥환 해수욕장, 구룡포 해수욕장과 뇌성산, 장기면의 창지리, 연일읍 달전리 이다. 경주시에 속하는 것은 감포읍 전동리의 호동2 교와 양남면 읍천리 해안이다. 강동 화암으로 알려진 주상절리는 울산광역시 강동면 화암리의 정자해수욕 장 인근이다(Fig. 8).
포항지역의 달전리 주상절리는 천연기념물로 지정
Fig. 7. Vertical shape of colonnade and entablature at the
Guksubawi (A) and inclined colonnade with hexagonal cross section at the Gongam (B).
Fig. 6. Horizontal columnar joint at Dokdo (so called
Sutdolbawi).
되어 관리되고 있으나, 최근까지 무너진 흙더미가 방 치되어 있어 주상절리의 전체 모습을 관찰하기는 어 렵다. 구룡포 해수욕장은 해초에 의해 바닥면을 관찰 할 수 없는 상태이며, 흥환해수욕장, 뇌성산, 창지리 주상절리도 체계적으로 관리되고 있지 않다. 특히 창 지리와 뇌성산의 노두는 채석장으로 사용한 후 거의 방치되어 주상절리로서의 가치가 소멸될 수 있다.
경주시 양남면 읍천 주상절리는 읍천항에서 해안을 따라 남쪽으로 500 m 지점에 부채꼴 주상절리가 발 달되어 있는데, 경주시에서는 “파도소리길”로 활용하 고 있으며, 학술적 가치를 인정받아 문화재로 지정되 어 관리되고 있다. 울산광역시에 해당하는 강동면의 화암은 돔상의 주상절리이며 빼어난 경관을 갖추고 있으나, 무분별한 개발로 훼손이 심한 상태이다.
주상절리의 특징
경상북도 경주시 양남면 읍천해안에는 일반적인 수 직기둥이 아닌 방사상(꽃잎 모양) 주상절리가 발달한 다(Fig 9A). 또한 울산광역시 강동면 화암리(정자해수 욕장)에는 수국꽃 모양의 돔형 주상절리가 발달하며, 두 지역 모두에서 장작더미를 쌓아 놓은 듯한 수평방 향의 주상절리가 발달한다(Fig. 9B). 양남 읍천과 강 동 화암에서 주상절리의 단면은 오각형과 육각형이 우세하다. 직경은 30-50 cm가 가장 우세하며, 수직방 향의 절리보다는 수평으로 누워있는 주상절리의 직경 이 큰 경향이 있다.
달전리 주상절리는 두 형태가 함께 발달한다. 즉, 정면에서 볼 때 왼쪽은 휘어진 국수 형태이며(Fig.
10A), 오른쪽은 부채살 무늬를 나타낸다. 포항시 동 해면 흥환해수욕장 서측 돌출부에서는 직경 40-60 cm 의 주상절리가 토르 또는 작은 돔을 이루고 있다.
구룡포 해수욕장 양쪽 돌출부에 분포하는 주상절리 는 주로 4각형이 우세하고, 면의 폭이 최대 20 cm 정도의 가느다란 주상절리가 발달하며, 형태는 부채 살 모양과 돔형이 함께 나타난다. 창지리와 뇌성산의 채석장에서 노출된 주상절리도 일부는 수직 형태, 일 부는 부채살 무늬를 나타낸다(Fig. 10B). 이 지역 주 상절리의 단면은 5각형과 6각형이 우세하게 관찰되 고, 직경은 25-65 cm 범위이다. 뇌성산 주상절리는 2013년 뇌록산지(천연물감 재료)의 중요성을 인정받 아 천연기념물(제547호)로 지정되었다.
경주시 감포읍의 호동2교와 호동3교 사이에는 직경 60 cm 정도의 주상절리가 발달하는데, 절벽의 주상 절리는 식생에 가려지고, 하천을 따라 관찰되는 정도 이다.
주상절리의 암석학적 특성
주상절리가 발달한 포항-경주-울산지역은 신생대 제 3기의 에오세(54 Ma)에서 마이오세 말(4.6 Ma)의 화 산 활동으로 형성되었다. Yoon(1986)은 이 지역 제3 기 퇴적분지를 북부의 포항분지와 남부의 양남분지로 구분하였다. 일부 연구자들은 양남분지를 소규모의 장 기분지, 와읍분지, 어일분지, 하서분지, 정자분지, 그
Fig. 8. Distribution of columnar joint (●) in the
Pohang GyeongjuUlsan region (▼).
Fig. 9. Flower shape (A) and horizontal(B) columnar joint of Yangnam Eupcheon, in Gyeongju city.
Fig. 10. Vertical shape of Daljeon (A) and radial shape
of Changji (B) columnar joint Gangdong Hwaam, in
Pohang city.
리고 울산분지로 구분하기도 한다. 달전리 현무암을 제외한 주상절리는 어일현무암에 해당한다. K-Ar 연 대 측정결과 어일현무암은 16-22 Ma로 마이오세 초, 달전 현무암은 13-15 Ma로 마이오세 중기에 형성되 었다(Lee et al., 1992: Yun et al., 1995).
양남 읍천과 강동 화암(정자해수욕장)에서 주상절 리를 이루는 현무암의 반정은 주로 사장석이며, 전체 적으로 크기가 1 mm 이상인 반정이 20% 이상이며, 3 mm 이상의 반정도 관찰된다. 사장석 반정은 알바 이트 쌍정과 칼스바드 쌍정이 관찰되고, 누대구조와 체구조도 발달한다. 석기는 막대형의 사장석과 철산 화물과 유리질로 구성되어 있다.
이 현무암의 SiO2 함량은 50.1-51.4 wt.%로 그 범 위가 매우 좁다. 알칼리 함량은 3.68-4.02 wt.%의 범 위를 갖는다. 이를 TAS 다이어그램에 도시하면 비알 칼리계열의 현무암과 안산암질현무암에 해당한다.
달전현무암의 반정은 단사휘석(미반정은 감람석과 단사휘석)이며, 석기는 단사휘석, 사장석, 인회석 등이 다. 이 현무암의 SiO2 함량은 46.9-47.3 wt.%로 그 범위가 매우 좁다. 알칼리 함량은 6.0-9.3 wt.%의 범 위를 갖는다. 이를 TAS 다이어그램에 도시하면 알칼 리계열의 포노 테프라이트에 해당한다. 어일 화산활 동은 동해의 확장이 시작된 이후에 일어났지만 섭입 대 현무암류의 지구화학적 특징을 보인다(Choi, 2013).
강원도 고성 및 충남 평택-아산 주상절리
신생대 제3기 마이오세에 분출한 화산암은 인천 백 령도, 강원도 고성군 일대, 충남 아산과 경기도 평택 일대, 보은군 조곡리 일대, 그리고 포항지역이다. 포 항을 제외하고 주상절리가 보고된 지역은 아산-평택 지역과 고성지역이다. 위 두 지역 모두 주상절리에 대한 상세한 연구는 없는 상태이다.
고성지역
강원도 고성군 오봉리에는 6개의 화산체(뒤배재, 오 음산, 갈미봉, 249 m 고지, 166 m 고지, 102 m 고지) 가 밀집하여 분포한다. 이들 북동쪽에 고성산 화산체, 남쪽으로 운봉산 화산체가 떨어져 독립적으로 분포한 다. 이 중에서 오음산과 운봉산의 정상부에는 주상절 리가 발달한다. 운봉산의 분출 시기는 약 7.2-7.5 Ma
(Kim et al., 2005; Koh et al., 2005)이다.
오음산와 운봉산 화산체는 밑면의 직경이 약 332- 361 m, 높이가 약 42-86 m인 원통형이다. Kim et al.
(2012)은 알칼리현무암질 마그마가 원통상으로 분출 하고, 화산체 심부에서는 용암이 냉각되면서 수직의 주상절리가 발달된 후, 삭박작용으로 원래 지형이 파 괴되면서 돔의 심부가 기반암 위에 돔 형태로 남아있 다고 해석했다.
오음산의 현무암은 거정의 휘석, 감람석, 사장석 결 정과 하부지각 기원의 반려암이 포획되어 있다. 운봉산 현무암은 반려암과 화강암을 포획하며, 거정의 휘석, 사 장석, 감람석으로 이루어졌다. 운봉산 현무암의 화학조 성은 SiO2가 44.40-48.18 wt.%, Na2O가 1.9-2.92 wt.%, K2O가 0.56-2.09 wt.% 범위이다. 이들을 TAS diagram 에 도시하면 알칼리 계열의 현무암에 속한다.
평택-아산 지역
경기도 평택시 현덕면 권관리와 충청남도 아산시 영인면 신운리 일대에는 현무암질 암석이 선캄브리아 기 변성퇴적암을 돔상 및 암맥상으로 관입하면서 주 상절리를 형성하고 있다. 이 두 지역은 아산만방조제 부근에서 아산호를 마주하며 분포한다.
스피넬 페리도타이트를 포획한 현무암질 암석은 암 회색을 띠며, 비교적 치밀한 구조를 나타낸다. 평택의 현무암은 감람석, 사방휘석, 단사휘석을 반정으로, 아 산 현무암은 사장석과 감람석이 반정광물이다.
아산 화산암의 화학조성은 SiO2가 47.98-47.74 wt.%, 알칼리성분은 Na2O 5.25-5.46 wt.% 범위이며, 평택 화산암은 SiO2 44.36-44.09 wt.%, 알칼리성분은 6.89-6.75 wt.% 범위이다. 이를 TAS diagram에 도시 하면, 평택 화산암은 바사나이트, 아산 화산암은 조면 암질 현무암에 속한다. 평택의 바사나이트가 14.5±0.4 Ma이다. 아산의 조면현무암이 관입한 시기는 16.3±0.3 Ma 또는 18.9±0.6 Ma이다(Shin et al., 2006).
남서해안의 주상절리
주상절리의 분포
한국의 남서해안의 중성 내지 산성 화산암에는 다 양한 형태의 주상절리가 발달하는데, 이들은 백악기 소 분지에서 분출한 경상누층군에 속한다. 서해안에서 주 상절리는 변산반도의 적벽강에서 관찰되며, 또한 최근 에는 전남 신안군 임자도의 무인도, 지도, 증도에서도
발견되었다(Fig. 11). 남해안의 전남지역에서는 고흥군 지죽도 지역과 용암(용바위) 해안, 순천시와 여수시의 경계인 해룡면, 여수시 화양면의 비봉산과 돌산면의 금오산 향일암에 발달하며, 내륙인 전남 해남군 두륜 산에서도 보고되어 있다. 경남 지역에서는 남해군의 비룡계곡, 경남 고성군의 맥전포항, 거제시 팔랑포 해 안에서 발달하며, 통영시 욕지도 입석마을과 사량도 에서도 관찰된다.
주상절리의 특징
이 지역 주상절리에 대한 연구는 서해안에서 Oh et al.(2006, 신안군 지도읍 감정리 해안)와 남해안에 서 Jung and Ahn(2014, 순천시 해룡면 주상절리) 정도이며, 형태학적 및 암석학적 연구는 최근까지 거 의 없다.
변산반도 적벽강 해안 절벽에는 여러 개의 해식동 굴을 가진 황토색의 주상절리가 관찰된다. 이 주상절 리의 기둥면의 폭은 20-30 cm 정도이며, 직경도 이와 비슷하다(Fig. 12A). 신안군 증도의 리조트 해안에 발 달한 주상절리에는 드물게 직경 10 cm의 화강암 자 갈을 포함하는 화산력응회암이다. 이 해안의 파식대 에는 거의 4각형으로 예리하게 분할된 주상절리가 발 달하며, 절벽을 따라 방사상의 절리가 돔상으로 분포 한다(Fig. 12B). 신안군 임자도의 무인도에는 맥암에 서 수평의 주상절리가 관찰된다.
지도읍 감정리 주상절리는 해안에서 2-5 m 높이로 산출된다. 주상절리의 단면의 형태는 5각형, 6각형, 4 각형 순으로 우세하다. 기둥의 직경은 최대 45 cm 이 지만, 10-40 cm 범위가 73%로 가장 많으며, 기둥면 의 폭은 최대 40 cm이나 대부분 30 cm 이하이다. 다
각형 내에서 이웃하는 기둥면과 이루는 각은 80-130o 가 가장 우세하다(Oh et al., 2006).
고흥군 도화면 지죽도 해안에서는 높이 5 m, 그리고 구암리 채석장에서는 최대 높이 60 m 수직과 방사상의 절리가 관찰된다. 이 주상절리의 직경의 약 30-50 cm, 기둥면의 폭은 20-40 cm 정도이다(Fig. 13A). 고흥군 영남면 용암(또는 용두암) 해안에서는 폭 5 m, 높이 50 m 정도의 안산암질 관입체에서 수평의 주상절리가 발달한다, 주상절리의 두께는 최대 1 m 이다(Fig.
13B). 이 지역 해안에는 지죽도 해안과 유사하게 높이 5 m 이내의 짧은 주상절리가 해안지형을 이루고 있다.
고흥 지역 주상절리의 단면은 5-6각형이 가장 많다.
순천시 해룡면의 채석장에 발달한 주상절리는 높이 가 60 m 정도이며, 60o 정도 기울어진 형태이다. 이 주상절리의 단면은 6각형이 가장 우세하며, 다각형 내 에서 이웃하는 면사이의 각은 110-130o가 가장 많다 기둥면의 폭은 최대 150 cm에 이르지만 대부분 50-
Fig. 11. Distribution of columnar joint at the western and southern coast area.
Fig. 12. Columnar joints of the Jukbyeokgang in Byeonsan peninsular (A), and dome shape of the Jeungdo, Shinan-gun, Jeollanam-do (B).
Fig. 13. Radial shaped columnar joint at Guamri,
Koheung-gun (A) and horizontal columnar joint at
Yongam sea cliff (B). Inclined columnar joint of the
Haeryong-myeon, Suncheon city (C) and upper cross
section of the Hyangilam columnar joint, Yeosu city
(D).
60 cm 정도이다(Fig. 13C).
여수지역의 주상절리는 서측 화양면의 비봉산과 돌 산읍의 금오산 향일암이 잘 알려져 있다. 비봉산의 주상절리는 순천 해룡면과 형태가 유사하다. 향일암 주상절리의 상부면은 마치 거북의 등껍질처럼 직경 약 30 cm 크기의 4-6각형 균열이 발달해 있다(Fig.
13D).
경남 남해군 상주면의 비룡계곡에는 약 1.4 km에 이르는 해안절벽을 따라 주상절리가 발달한다(Fig.
14A). 비룡계곡 반대편 아양리 해안의 급경사면은 5- 6각형 타일로 장식해 놓은 듯한 독특한 지형을 이루 고 있다. 주상절리의 직경은 50-100 cm 정도이며, 주 상절리의 기둥면도 60-100 cm 정도로 비교적 균질하 고, 다각형의 형태도 제주 대포동 주상절리처럼 120o 정도의 각으로 명료하게 분할되어 있다.
공룡 발자국 화석으로 유명한 경남 고성군 덕명리 에서 맥전포항으로 이어지는 해안을 따라 주상절리가 발달해 있다(Fig. 14B). 주차장 앞 주상절리 안내판 근처의 암석은 비교적 절리의 형태가 명료하며, 하부 의 퇴적암과의 경계면도 뚜렷하다. 그러나 전망대 주 변의 주상절리는 기둥면의 형태나 연장선이 불분명하 다. 전망대에서 맥전포항으로 이어지는 해안의 절리 는 길쭉한 직사각형으로 화산암의 수축절리가 아닐 가능성도 있다.
거제도 옥포대첩기념관 해안의 팔랑포 방파제 주변 에는 해식동굴을 가진 주상절리가 발달해 있다. 방파 제에서 해안을 따라 단면이 바다를 향해 누워있는 수
평 주상절리가 발달해 있으나, 중간은 작은 계곡에서 는 수직 방향으로 서 있어, 전체적으로는 용암돔형 주상절리로 판단된다(Fig. 14C). 통영시 욕지도의 입 암마을 해안에는 기둥면의 폭이 120 cm의 주상절리 발달하나 분포 면적은 넓지 않다. 통영시 사량도의 정상부에 발달한 수직의 절리는 맥전포항 주상절리와 형태가 유사하다(Fig. 14D).
주상절리의 암석학적 특징
남서해안에서 주상절리가 발달한 지역은 백악기의 퇴적분지에 속한다. 그러나 각각의 암상은 매우 다르 게 나타난다.
서해안에서 지도읍의 주상절리를 이루는 암석은 반 정을 가진 유문암이고, 증도는 화산력응회암이다. 고 흥 지죽도 주상절리를 이루는 암석은 최대 3 cm의 암편을 포함하는 용결응회암, 영남면 용암의 수평 주 상절리는 5 mm 정도의 장석반정을 포함하는 안산 암, 순천의 해룡면과 여수의 비봉산은 안산암으로 이 루어져 있다. 경남의 비룡계곡은 안산암질 용암, 고성 군 맥전포항과 통영시 욕지도는 용결응회암이며, 거 제도 팔랑포는 현무암이다. 그러나 이러한 암석명도 육안 관찰에 의한 것이며, 상세한 암석학적 연구는 미약한 상태이다.
최근 연구가 진행 중인 고흥 지죽도와 순천 해룡면 의 전암 성분을 TAS diagram에 도시하면 각각 데사 이트와 안산암 영역에 해당한다.
내륙의 백악기 주상절리
무등산 주상절리
주상절리의 분포: 무등산국립공원에는 석영안산암으
로 이루어진 국내에서 가장 두꺼운 주상절리가 발달 하며, 이들은 풍화에 매우 강하여 천왕봉을 비롯한 서석대, 입석대 등 고지와 능선을 이룬다(Fig. 15).
따라서 대부분 주상절리는 해발고도 700 m 이상에 위치한다.
무등산 주상절리의 분포지는 분출시기에 따라 크게 4개 지역으로 나눈다. 가장 오래된 촛대봉과 백마능선 은 87 Ma 이전, 다음으로 동화사터와 신선대는 87- 85 Ma에, 광석대-방송탑 및 입석대-서석대는 85 Ma, 마지막으로 분출한 곳은 무등산 정상부인 천왕봉과 지 왕봉으로 85 Ma 이후에 분출하였다(Hur et al. 2013).
주상절리의 특징:무등산의 주상절리는 대략 5~6각
Fig. 14. Inclined columnar joint of the Sangju, Nam-
hae-gun (A), Lower margin of columnar joint at the
Gosung-gun (B), horizontal columnar joint at the Pal-
rangpo, Geoje-gun (C) and vertical columnar joint at
the Saryangdo island, Tongyoung city (D).
형을 띠는 기둥형태이며(Fig. 16A), 전체적으로 괴상 의 암석이나, 기둥면(측면)에서는 불연속적인 엽리가 반복적으로 발달하며, 드물게 높이 20 cm 정도의 끌 구조도 관찰된다(Fig. 16B). 주상절리의 직경은 지역 마다 다른데, 입석대, 서석대, 신선대 그리고 낙타봉 지역은 1~2 m, 천왕봉과 지왕봉은 3~4 m이며, 가장 큰 광석대는 5~7 m의 범위이다.
주상절리의 암석학적 특징: 무등산에서 주상절리를
이루는 용결응회암의 신선한 면에서는 짙은 회색 바 탕에 2-3 mm의 장석이 백색으로 관찰된다. 전체적으 로는 회색을 나타내는데, 풍화된 면은 회백색, 녹회색 또는 거의 백색을 나타기도 한다.
이 암석은 반상조직을 나타내는데, 대부분의 반정 은 사장석이며, 알칼리장석, 석영, 단사휘석이 반정으 로 산출되며, 암편은 주로 유문암과 같은 화산암편이 다. 기질부에는 미립의 광물이 유동구조를 나타낸다.
이 암석의 SiO2 함량은 58.75-63.40 wt.%이며, 알 칼리 함량은 4.75-7.18 wt.%의 범위이다. 이를 TAS diagram에 도시하면, 안산암과 데사이트 영역에 해당 하며, 비알칼리암에 속한다.
주왕산 주상절리
주왕산 국립공원의 주상절리는 급수대, 주왕굴과 연 화봉 주변의 절벽에 발달한다(Hwang and Kim, 2009). 급수대 절벽의 주상절리는 30~50 cm 내외 간 격으로 조밀하게 밀집되어 마치 높이 수 십m의 긴 다각형 기둥바위를 가지런하게 세워놓은 듯한 칼러네 이드 형태이다. 연화봉 주변에서도 주상절리가 경사 면을 이루며 발달하는데, 기둥 단면의 폭은 40- 70 cm, 기둥 단면은 4각형에서 7각형까지 분포하나 6 각형이 가장 우세하다. 주왕굴 주변의 단애에서도 폭 40 cm 내외의 주상절리가 침식되어 N20oE 방향으로 좁은 협곡을 형성한다.
이외에도 주상절리가 불량하지만 규모 있게 발달한 곳은 장군봉, 기암, 관음봉, 병풍바위 등이다. 이렇듯 주왕산 지역을 명산의 자리에 있게 하는 지형적 특징 은 주왕산응회암의 치밀용결대에 발달한 주상절리가 여러 방향으로 교차되면서 수직으로 발달한다는 점이 다. 이들 주상절리는 주왕산응회암의 치밀용결대에서 나타나는 대표적인 냉각절리에 해당된다.
결론 및 토의
2014년 현재 남한의 68개 지역에서 주상절리가 발 견되었다. 남한의 주상절리는 지리적 여건과 화산암 의 분출시기에 따라, 다음과 같이 5개의 그룹으로 나 눌 수 있다.
1) 한탄강유역에는 16개 지역에 주상절리가 발달한 다. 한탄강의 대표적인 주상절리는 직탕폭포, 송대소, 대교천 협곡, 멍우리협곡, 비둘기낭폭포, 구라이골, 백 의리(백의2교), 궁신교 주변, 고문리(소수력 발전소), 재인폭포, 동막골, 연천 아우라지, 차탄천계곡, 왕림교 주변, 동이리, 그리고 당포성 주변이다. 이들 명칭은 체계화되지 않아 서로 다른 이름으로 불리는 경우가 많다. 동막골의 백악기 용결응회암 이외는 모두 신생 대 제4기 현무암이다. 한탄천 절벽을 이루는 주상절 리 하부에는 두께 1 m 이상의 판상절리가 관찰된다.
2) 제주도의 주상절리는 주로 서귀포시에 주로 분 포하며 18개 지역이다. 신생대 제4기에 형성된 화산 암의 산상의 차이에 따라 크게 산방산이나 범섬처럼 용암돔을 이루는 주상절리와 대포동과 갯깍과 같이 용암류에서 발달한 주상절리로 나눌 수 있다. 용암돔 은 주로 조면암이며, 그 외는 대부분 알칼리현무암과 조면암질 현무암(하와이아이트)에 속하며, 현무암질
Fig. 15. Columnar joint of the Ipsukdae, Mudeungsan,
Gwangju city.
Fig 16. Morphology of Mudeungsan columnar joint.
(A) Corss section of Ipsukdae (hammer size: 33 cm),
(B) Chisel mark of the Seosukdae(steel scale: 30 cm).
조면안산암(뮤저라이트)를 수반한다. 용암류에서 발달 한 주상절리는 뚜렷한 다각형의 형태를 보이며, 칼러 네이드와 엔태블러춰가 잘 발달하며, 끌자국도 선명 하게 관찰된다.
3) 제4기에 발달한 울릉도와 독도에서는 5개 지역 에서 관찰된다. 울릉도 남부의 국수바위는 칼러네이 드와 엔태블러춰가 발달하며, 코끼리바위라 불리는 공 암에서는 휘어진 칼러네이드와 다각형의 단면이 잘 관찰된다. 독도 선착장의 수평 주상절리는 암맥이 냉 각 수축되어 형성된 것이다.
4) 포항-경주-울산 지역에서는 돔상과 와상형태의 주상절리가 8개 지역에서 발달한다. 제3기에 분출한 현무암질 화산암으로 대부분 용암류를 형성하는데, 경 주시 양남면 읍천 해안과 울산시 강동에는 용암돔을 형성한다. 그러나 이 지역 화산암의 산상에 대해서는 보다 상세한 연구가 필요하다. 내륙에서는 제3기에 분 출한 화산암이 4개 지역에서 주상절리를 이루는데, 충 청남도 아산과 평택지역, 그리고 강원도 고성-간성 지 역이다.
5) 남해안과 서해안에는 모두 15개 지역에서 주상 절리가 관찰되는데, 이들은 백악기에 분출한 주로 안 산암질 또는 유문암질 화산암으로, 주상절리의 형태 가 지역마다 다르다. 백악기 화산암으로 내륙에서 발 달한 주상절리는 무등산과 주왕산의 2지역이다. 주상 절리의 형태는 변산반도 적벽강과 경남 고성의 주상 절리 직경은 30 cm 정도로 가늘고, 순천과 상주의 주 상절리는 직경이 1 m 정도이며, 내륙인 무등산의 주 상절리는 수m 정도로 굵다. 직경의 크기에 비례하여 주상절리의 기둥면의 폭도 증가하나, 다각형의 종류 는 크게 다르지 않다.
주상절리 지형학적 특성은 크게 산지의 절벽에 노 출된 것, 해안이나 바다에서 해수의 침식에 의해 노 출된 해식애, 내륙에서 하천의 삭박작용으로 노출된 하식애의 3가지로 나눌 수 있다. 여기서 채석장의 주 상절리는 산지의 주상절리에 포함한다. 이와는 별개
로 폭포를 이루며 노출된 주상절리는 한탄강의 3개와 제주도의 3개가 있다(Table 1).
남한의 주상절리를 지역별로 분류하면, 강원도가 5 개, 경기도 13개, 충남 2개, 경북14개, 전북 1개, 전 남 10개, 경남 5개, 제주 18개 지역이다(Fig. 17).
현재 제주도가 가장 많으나 앞으로는 남서해안인 전 남과 경남 지역에서 발견된 가능성이 크다.
주상절리를 형성된 지질시대 별로 분류하면, 중생 대 백악기가 18개로 주로 남서해안에 분포하며, 주왕 산과 무등산, 그리고 한탄강 주상절리 1개가 여기에 포함된다. 신생대 제3기의 주상절리는 12개로 포항지 역과 평택-아산 그리고 고성-간성지역에 여기에 해당 한다. 신생대 제4기에 형성된 주상절리는 38개로 가 장 많으며, 제주도, 울릉도, 독도 그리고 대부분의 한 탄강 주상절리가 여기에 포함된다(Fig. 18).
주상절리를 이루는 화산암은 종류가 다양하고, 암 석학적 연구도 미진하여, 현시점에서 정확한 암석명 과 지구화학적 특성을 제시하는 것은 무리가 있다.
그러나 대략적인 경향을 보기위해, 기존의 자료에서 유추하면 알칼리암이 36개, 비알칼리암이 32개 이다.
알칼리암은 알칼리현무암이과 조면암질 현무암(하와 이아이트)이 가장 많고, 뮤저라이트와 조면암도 보고 되어 있다. 비알칼리암에는 안산암에서 유문암에 이 르는 암석이 가장 많이 보고되어 있다(Fig. 19).
Fig. 17. Frequence of columnar joint.
Table 1. Geomorphic characteristics of columnar joint in the South Korea
Hantangang Jeju Ulleung, Dokdo Pohang(Asan, Gosung)
W & S coast
(Mudeung, Juwang) Total
Mountain cliff 1 3 2 4(4) 4(2) 20
Fluvial cliff 15 - - - - 15
Sea cliff - 15 3 4 11 33
Total 16 18 5 12 17 68
화산암의 산상에 관해서 신생대 주상절리는 대부분 용암류에서 형성되었으며, 소수는 용암돔 형태로 발 달한다. 주상절리가 발달한 백악기 화산암류는 주로 용결응회암이나 안산암질 용암이며, 맥암으로 의해 수 평의 주상절리도 형성된다.
이상과 같이 우리나라의 주상절리를 이루는 화산암 은 산성암에서 염기성암까지 매우 다양하게 분포한 다. 우리나라 주상절리는 중생대 이후의 화산활동과 화산암에 대한 다양한 정보들을 담고 있으며, 지질 명소로서의 수려한 경관과 학술 및 교육적 가치가 충 분한 자연유산이다. 따라서 주상절리는 다양한 화산 암을 아름다운 경관과 함께 체험할 수 있는 훌륭한 학습장이다.
본 연구에서 층서의 분류, 암석의 해석, 화학분석 값의 적용에 대하여 일관성을 유지할 수 없어 주상절 리를 형성하는 메커니즘을 해석하는데 어려움이 있었 다. 따라서 주상절리의 형태, 화산암의 산상, 암석 광 물 지형학적 연구와 더불어 경관과 교육을 고려한 통 합적이고 상세한 연구가 필요하다.
주상절리는 특성상 훼손되기 쉬워 오랫동안 방치하 면 붕괴되어 그 가치를 상실하게 되므로 난개발에도
Fig. 18. Distribution of columnar joint by geologic time.
Fig. 19. The chemical classification of volcanic rocks in the Jeju using the TAS diagram (Le Bas et al., 1986). Gray line divide alkalic from subalkalic rock (Irvine and Barager, 1971). B/T: basanite/tephrite, PT:
phono tephrite, TP: tephri phonolite, P: phonolite, PB:
picro-basalt, B: basalt, TB: trachy basalt (hwaiite), BTA:
basaltic trachy andesite (mugearite), TA: trachy andesite (benmoreite), T: trachyte, BA: basaltic andesite, A:
andesite, D: dacite, R: rhyolite. △: Quaternary, ■:
Tertiary, ○: Cretaceous. Geochemical data from Kim,
2009; Won et al., 1990; Lee et al., 1994, Park et al.,
2000; Koh et al., 2005; Song et al., 1999; Shim et al.,
2011; Choi, 2013; Park and Park, 1996; Shin et al.,
2006, Jung and Ahn, 2014, and Huh et al., 2013.
주의할 필요가 있다. 주상절리가 있는 많은 지역이 사유지로 되어있어 체계적인 관리에 어려움이 있지만, 가능하다면 탐방로와, 붕괴방지 시설이 필요하다.
주상절리를 효과적으로 활용하기 위해 우선 주상절 리 마다 고유한 명칭을 부여하여 관리해야 한다. 하 나의 주상절리를 여러 이름으로 불리는 것은 탐방객 이나 연구자에게 큰 혼란을 일으킨다. 또한 탐방객을 위한 정보도 정확하게 주어져야 하며, 현지에서 진입 안내도의 제작과 설치도 효과적으로 진행되어야 한다.
사 사
화산암과 주상절리에 대해 많은 조언과 자료를 제 공해 주신 경북대학교 장윤득 교수님께 고마움을 전 한다. 본 논문의 학문적 완성도를 높이기 위해 건설 적으로 비평을 해주신 홍세선 박사님과 고정선 박사 님께도 감사드린다. 야외조사, 실험 및 그래픽작업을 도와준 손정모, 정형은, 박찬훈 학생에게도 감사드린 다. 이 연구는 2014 조선대학교 교내학술연구비의 지 원에 의해 수행되었다.
