산 위로 빼꼼히 고개를 내면 현무암더미
강원도 고성은 우리나라의 대표적인 신생대 제3기 알칼리 현무암 분포지역이다. 그러나 현무암의 분포면적은 넓지 않다. 고성의 제3기 현무암은 북쪽으로부터 고성산(298.5m), 오음산(290m)-뒷배재(225m)-운봉산(285m) 등을 따라서 산지의 5~7부 능선 이상에 분화구(噴火口, Crater: 땅속의 마그마와 화산가스에 운반된 마그마 등이 지표로 뿜어져 나오는 출구)가 메워진 둥근 돔(dome)형태를 이루며 소규모로 분포하고 있다. 이 지역에서 산출되는 현무암은 다양한 종류의 맨틀* 포획암(捕獲岩, xenolith: 기존의 암석 조각들이 마그마 속에서 굳어져서 이루어지는 암석)과 하부 지각 물질을 포함하고 있다. 따라서 고성의 현무암 분포지에서는 지각 깊은 곳의 물질들을 직접 눈으로 확인할 수 있다. 이와 함께 고성의 제3기 현무암에서는 주상절리가 특징적으로 잘 나타나며, 이들이 부서진 덩어리들이 쌓여서 형성된 독특한 지형(애추, 암괴류)을 함께 관찰할 수 있다.
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.*맨틀(mantle) : 지각(지구 표면의 암석으로 둘러싸여 있는 일종의 지구 겉껍데기)의 하부면(육지에서는 지표로부터 깊이 30~40㎞, 해양에서는 해저로부터 5㎞ 정도)에서 핵의 상부면(깊이 약 2,900m)까지의 부분을 말한다. 지구 전체면적의 82%, 전 질량의 68%를 차지한다.
< 고성 일대의 신생대 제3기 현무암 분포지 >
< 고성지역에 분포하는 제3기 현무암 분포지의 고도와 규모 >
현무암 속에 숨겨진 지하 깊숙한 이야기
고성지역의 화산활동의 시기는 신생대 제3기 마이오세로 보고되었으며, 상부맨틀 물질이 부분적으로 녹아서 분출한 것으로 판단된다. 마그마의 심도를 추정한 결과 마그마가 지하 약 160km지점에서 형성되었으며, 이에 따라서 고성 지역의 현무암들은 많은 종류의 포획암 및 포획결정을 포함하고 있다. 현무암내 다양한 포획암 및 포획결정들을 포함하고 있다는 것은 현무암을 만든 마그마가 복잡한 과정을 거쳐 지표로 올라왔다는 것을 의미한다. 맨틀암석을 포획한 국내 다른 지역의 제4기 알칼리 현무암류와 비교하면 고성지역 알칼리 현무암들은 맨틀포획암[스피넬 페리도타이트(peridotite)]에서 떨어져 나온 결정들과 반응한 값이 높게 나타나므로 상대적으로 느린 속도로 지표에 올라왔다는 것을 의미한다(길영우 외, 2007). 석류석 또는 스피넬이 포함되면 석류석 페리도타이트, 스피넬 페리도타이트라고 명명한다. 석류석 페리도타이트가 스피넬 페리도타이트에 비해 맨틀내 압력이 높은 심부에 분포한다.
1 뒷배재 일대에 분포하는 현무암의 박편 사진
2 맨틀기원의 포획암이 발견되는 운봉산
고성과 철원의 현무암은 무엇이 다른 것일까?
강원평화지역 국가지질공원에는 고성 외에도 철원지역에서 현무암 분포지가 나타난다.
시기적인 차이 외에도 어떠한 차이점을 지니고 있을까?
고성지역의 현무암은 제3기의 것으로 분출한 것이 아니라 관입한 것이며, 철원지역 현무암은 제4기에 분출하여 만들어진 것이 가장 큰 특징이다. 고성지역의 현무암은 철원지역의 현무암과 달리 색은 옅은 회색이 우세하고, 성분은 알칼리 현무암질에 해당한다. 철원지역보다 점도가 상대적으로 높고, 관입한 것으로서 산의 정상부에 화산전(Volcanic plug)을 이루고 있다. 반면에 철원지역의 현무암은 제4기에 분출한 것으로서 점성이 낮아서 저지대를 따라 흘러 넓은 평야지대를 이루고 있으며 이후 하천의 침식작용으로 협곡을 형성하였다.
현무암 쏟아져 내리다
고성지역의 제3기 알칼리현무암에서는 주상절리가 특징적으로 잘 나타난다. 이와 함께 주상절리가 깨어져 산 정상에서 밑 부분까지 여러 갈래로 흘러내린 모습을 나타내는 특징을 가진다. 이는 화산활동으로 형성된 현무암 덩어리에 육각의 주상절리가 형성되고, 이 주상절리가 부서지면서 사면의 골짜기나 능선을 뒤덮은 것이다. 이러한 지형을 애추(崖錐, talus: 절벽에서 떨어진 돌 부스러기들이 절벽아래 사면을 쌓여 이룬 지형) 또는 암괴류(岩塊流, block stream: 많은 양의 돌 부스러기들이 사면의 경사방향 또는 골짜기를 따라 흘러내리는 듯한 상태로 쌓여 형성 지형)라고 한다. 애추와 암괴류는 산간지방에서 매우 흔하게 관찰되는 지형이지만 현무암으로 구성된 애추와 암괴류는 매우 드믄 경우에 해당된다.
