본 문서에서는 강원특별자치도 **강릉시의 지질**과 무연탄 산지인 **강릉탄전**에 대해 설명한다.

## 개요
강원특별자치도 강릉시 지역은 옥천대의 북동부인 경기 지괴와의 경계부에 위치하며, 분포하는 지질에 따라서 전체적으로 강릉 북부 지역의 중생대 화강암 지역과 강릉 남부 강릉탄전 지역의 고생대 퇴적암 지역으로 나눌 수 있다. 선캄브리아기의 암석은 북서쪽 끝 지역에만 조금 분포한다.

## 선캄브리아기 편마암
선캄브리아기의 편마암류는 오대산에 가까운 연곡면 서부지역에만 소규모로 분포한다.

## 고생대 조선 누층군

### 석병산 석회암층
**석병산층**(Os; Ordovician Seokbyeongsan formation)은 강릉 지역에 분포하는 조선 누층군의 최상위 지층이며, 오르도비스기 지층에 해당한다. 손치무(1966)에 의하면 석병산 석회암층은 옥계면 금진리, 강동면 임곡리에 소규모 분포하며 백색, 회색 또는 홍색 석회암으로 구성된다.

## 고생대 평안 누층군과 강릉탄전
안인리에서 묵호동에 이르는 동해안 일대와, 대관령 동방 4 km 지역에서부터 강릉 남방 12 km 지점인 만덕봉 부근에까지 이르는 지역은, 석탄이 산출되어 소위 **강릉탄전**(江陵炭田)으로 불리는 지역이다. 강릉탄전 지역에 분포하는 고생대 퇴적암은 과거 하부로부터 홍점층, 사동층, 고방산층으로 분류되었으나 이후 하부로부터 고생대 오르도비스기의 석병산층, 고생대 석탄기의 만항층, 금천층과 페름기의 장성층, 함백산층, 망덕산층, 언별리층으로 구별되어 왔다. 그러나 강릉 지질도폭(2012)에서는 금천층과 장성층이 구분되지 않는다며 지층 구분을 더 간소화하였다. 이중 석병산층은 조선 누층군에, 나머지는 평안 누층군에 해당한다.

### 정동심곡바다부채길
정동심곡 바다부채길은 강릉시 강동면 심곡리와 정동진리 해안에 설치된 2.6km의 해안길로, 이 해안길을 따라 아래 사진과 같이 평안 누층군의 노두가 대규모로 드러나 있어 평안 누층군의 여러 암석과 층리, 습곡, 암맥 등 다양한 지질구조를 관찰할 수 있다. 이 길은 강동면 심곡리 심곡항 북쪽의 매표소에서 정동진 해안단구의 썬쿠르즈리조트 부근의 매표소까지 이어지며 중간에 부채바위, 투구바위 등의 명소가 있고 입장료는 성인 5,000원이다. 이 길은 바다와 퇴적암인 평안 누층군으로 구성된 절벽에 아주 가까워 월파와 낙석에 주의하여야 한다.

### 손치무의 분류
손치무(1966)는 강릉탄전 동부의 평안 누층군을 홍점층, 임곡층, 기마층, 정동층으로 구분하고 이들의 관계를 모두 부정합으로 보았다.

### 만항층
**만항층**(Manhang formation)은 평안 누층군의 최하부인 석탄기 지층으로 과거의 홍점층에 해당하며, 하부 지층인 석병산층을 부정합으로 덮는다.

### 금천층
**금천층**(Geumcheon Formation)은 과거의 상부 홍점층에 해당하며 암회색 사암, 흑색 세립질사암, 사질셰일과 셰일로 구성되고 2매 이상의 렌즈상 석회암을 협재한다. 이 석회암층준에서 4종의 방추충 화석과 기타 유공충의 화석이 보고되어 있다. 지층의 두께는 80~120 m이다.

### 장성층
**장성층**(Jangseong Formation)은 (암)회색의 중-조립사암과 암회색 및 흑색사암으로 구성되며 수 매의 석탄층이 협재되어 있다. 셰일층에는 ''Annularia'', ''Cordaites'', ''Stigmaria'', ''Tingia'', ''Tingiostachya'' 등의 식물 화석이 보고되어 있다. 지층의 두께는 150 m 정도이다.

### 함백산층과 심곡리-금진리 해안도로
**함백산층**(Hambaeksan Formation)은 과거의 고방산층 하부에 해당하며 유백색, (담)회색, 담녹색의 (극)조립사암과 담녹색-(녹)회색 세립사암으로 구성되며 박층의 흑색/암회색 셰일과 사암을 협재한다. 지층의 두께는 약 200 m이다. 강릉시 강동면 심곡리와 옥계면 금진리를 잇는 해안도로 헌화로를 따라 아래 사진과 같이 함백산층의 노두와 배사 및 향사 습곡 구조가 대규모로 드러나 있다.

### 망덕산층
**망덕산층**(Mangdeoksan Formation)은 함백산층을 정합으로 덮으며 암회색 사암과 셰일로 구성된다. 지층의 두께는 250 m이며 삼척탄전 지역의 도사곡층에 대비되는 것으로 보인다.

### 언별리층
**언별리층**(Unbyeolri Formation)은 담녹회색 및 백색 사암과 담녹색 셰일로 구성되며 지층의 두께는 약 250 m이다.

### 강릉 지질도폭의 평안 누층군
평안 누층군의 지질 계통표와 층서는 다음과 같다. 평안 누층군을 대상으로 한 조사가 대부분 석탄을 목적으로 하였기 때문에, 탄전(炭田)이란 명칭을 사용한다.

## 중생대 화성암
강릉시의 화성암은 관입 순서에 따라서 남항진섬록암, 각섬암, 흑운모화강암, 대관령화강암, 강릉화강암, 반상흑운모화강암, 주문진화강암으로 구분된다.

### 남항진 섬록암
**남항진 섬록암**(TRndi)은 강릉시 중심부 시가지와 강릉시 남부 구정면에 동서 방향으로 길게 분포하는 중립질의 엽리상 섬록암이다. 남항진 섬록암은 강릉 화강암과 흑운모 화강암에 의해서 관입당하여 두 부분으로 나누어져 분포한다. 강릉시 남동쪽에 분포하는 암체는 강릉시 송정동, 남포동, 두산동, 남항진동 일대에 분포하며, 남쪽과 남서쪽에 분포하는 암체는 강릉저수지 부근의 산북리에서 시작하여 구정리 칠성저수지, 동막저수지, 덕현리, 상시동리로 이어진다. 강릉시 남쪽과 남서쪽에 분포하는 암체는 평안 누층군과 관입 접촉하고 있다. 대부분 사장석, 각섬석, 흑운모 등의 광물로 구성된다. SHRIMP zircon U-Pb 연대 측정 결과 약 232.2±1.9 Ma와 231.5±2.0 Ma의 연대를 나타낸다. 따라서 남항진 섬록암은 강릉-주문진 도폭 지역의 중생대 관입암 중에서 가장 오래된 암석으로, 트라이아스기 초인 약 2억 3200만 년 전에 평안 누층군을 관입하였다.

### 흑운모 화강암
**흑운모 화강암**(Jbgr)은 중립질의 전형적인 흑운모 화강암으로 강릉 화강암의 북쪽과 남쪽에 서로 떨어져 동북동-서남서 방향으로 분포한다. 남쪽의 암체는 강릉남대천 남쪽의 여찬리, 학산리, 박월동, 운산동, 월호평동 등에서 저지대를 형성하고 있는데, 이 지역은 남동쪽 산악 지대에서 나온 수계가 모여 강릉남대천으로 흐르는 지역으로, 강릉시에서 가장 넓은 경작지이며, 산악지역의 선상지 지역부터 해안 지역까지 넓은 평야지대를 형성하고 있다. 풍화심도가 매우 깊으며, 특히 해발고도 약 80~90 m에서 흑운모화강암 위에 고기하성층이 넓게 분포한다. SHRIMP zircon U-Pb 연대 측정 결과 176.3±1.2 Ma으로 관입 시기는 중부 쥐라기이다.

### 대광령 화강암
**대관령 화강암**(Jdgr)은 대관령과 능경봉을 중심으로 백두대간을 따라 분포하는 반정질 흑운모 화강암으로 북쪽으로는 강릉 화강암과 접하며, 동쪽으로는 평안 누층군과 접한다. 이 암체는 서쪽으로 대관령휴게소 부근까지 분포한다. 주된 암상은 많은 장석반정을 포함하는 중조립질의 흑운모 화강암이다. 관입시기는 176.1±0.8 Ma로 밝혀졌다.

### 강릉 화강암
**강릉 화강암**(Jggr)은 강릉에서 가장 넓게 분포하는 조립질의 각섬석 화강암이다. 강릉 지역에서 정원석으로 많이 사용되고, 강릉 시내에서 흔하게 볼 수 있다. 강릉 화강암은 강릉남대천과 강릉시내를 중심으로 넓게 분포하며, 북쪽으로 사천진항까지, 서쪽으로는 백두대간의 새봉-선자령 부근까지 분포한다. 강릉화강암은 북쪽으로는 흑운모 화강암과 접하며, 남쪽으로는 흑운모 화강암 및 남항진 섬록암과 접하여 전체적으로 동북동 방향으로 길게 분포한다. SHRIMP zircon U-Pb 연대측정 결과는 약 1억 7400만 년 전에 강릉 화강암이 남항진 섬록암을 관입한 것을 보여준다.

### 주문진 화강암
**주문진 화강암**(Jigr)은 주문진을 중심으로 넓은 분포를 보이는 중조립질의 복운모 화강암이다. 남부의 강릉화강암과 북부의 반상흑운모화강암 사이에 넓게 분포하며, 동해안에서부터 연곡천과 신리천을 따라서 서쪽의 오대산 국립공원 내로 연장된다. 석영, 사장석, 흑운모, 백운모 등으로 구성되며, 흑운모화강암, 대관령화강암, 강릉화강암, 반상흑운모화강암과 거의 동시기인 중기 쥬라기(약 172~176 Ma)에 관입하였다.

## 신생대 해안 단구층
강릉시 내에서 해안단구는 강릉시 강동면 안인진리에서부터 정동진을 거쳐 심곡리까지 해안에 접하여 잘 발달한다. 여러 층준의 해안단구가 인식된다고 보고되고 있으나, 가장 전형적이고 규모가 큰 것은 정동진 이남에 분포하는 것들이다. 특히 강동면 심곡항을 중심으로 남북으로 길게 분포하는 **강릉 정동진 해안단구**는 천연기념물 제437호로 지정되어 있다. 정동진 해안단구는 해발고도 75 m에서 85 m 사이에 위치하며, 대략 4 km의 길이와 1 km의 폭을 보인다. 정동진 지역의 해안단구층은 분급이 좋지 않고 원마도가 높은 사력들로 주로 구성되며, 정동진 해안단구의 북단에서 상부 평안 누층군과 단구층과의 경계를 볼 수 있다. 상부 평안누층군은 정동진 해안단구층의 기저를 이루고 있으며, 해안을 따라서 수직의 단구애를 형성하고 있다. 단구애를 형성하고 있는 상부 평안 누층군은 북동방향의 주향과 북서쪽으로 약 30° 경사하는 매우 일정한 방향성을 보여준다. 정동진에는 5개의 해안단구면이 나타나며, 적어도 다섯 차례 이상의 간빙기를 겪은 것으로 알려져 있다. 정동진 해안단구층의 형성시기는 제3기 말에서 제4기 초로 알려져 있다.

## 강릉탄전의 지질구조 (습곡과 단층)
강릉 남동부의 강릉 탄전 지역에서는 고생대 후기의 평안 누층군 내에 엽리, 단층, 습곡 구조와 같이 형성 시기를 달리하는 수많은 지질 구조가 발달한다. 평안 누층군의 퇴적 이후, 이 지역 내에서 최소한 1회의 압쇄작용, 3회의 습곡작용, 3회의 단층운동이 확인된다.

김유홍 등(2012)은 강릉탄전 북부의 지질조사를 통해 6회의 변형작용을 설정하였다. 연구에 의하면, 첫번째는 광역적인 엽리면과 압쇄면을, 두번째는 북북서 방향의 습곡 구조와 파랑선구조 및 엽리면을, 세번째는 남-북 방향의 개방습곡을, 네번째는 북북동 방향의 역단층과 이에 수반된 습곡 구조를, 다섯번째는 북북동 주향의 정단층을, 여섯번째 변형작용은 북북동 방향의 우수향 주향 이동 단층을 형성하였다. 지질구조와 남항진 섬록암과 강릉 화강암과의 관계를 통해 첫번째부터 네번째 변형작용까지는 232 Ma (트라이아스기) 이후, 174 Ma (쥐라기) 이전에 일어난 것으로 추정되며, 첫번째와 두번째 변형작용은 남중국판과 북중국 강괴 충돌의 영향일 가능성이 높다. 그리고 임곡 단층은 백악기 이후에 형성된 것으로 생각된다.

## 강릉시의 습곡

### 강릉탄전 동부
손치무(1966)는 임곡 단층 동쪽에 해당하는 강릉탄전 동부 지역에서 남-북, 북동 10~70°, 북서 30°, 북서 65°방향의 습곡을 총 24개 보고하였다.

### 도마리 배사
**도마리 배사**는 왕산면 도마리에 서북서-남동 방향으로 발달하며, 습곡 가운데에 조선 누층군 석병산층이, 그 양쪽에 평안 누층군 만항층이 분포한다. 도마리 배사는 등사 습곡의 구조를 보인다.

### 늘목재 배사
**늘목재 배사**는 매봉산(820.7 m) 부근, 구정면 구정리와 왕산면 도마리 사이에 위치한 고개 늘목재에서 성산면 산북리의 좌망두마을로 이어지는 연장 2.5 km, 북북서-남남동 방향의 축을 가진 배사 습곡이다. 이 습곡 구조에 의해 가운데에 암회색의 셰일과 사암인 중부 평안 누층군이, 그 양쪽에 유백색 사암인 상부 평안 누층군이 분포한다. 도마리 배사와 마찬가지로 등사 습곡이다. 성산면 산북리에서 남항진 섬록암에 관입당해 소멸된다.

### 칠성산 향사
**칠성산 향사**는 구정면 어단리 남쪽의 칠성산을 지나는 남-북 주향의 향사 습곡으로, 칠성저수지에서 석병산 부근까지 약 7 km 이어진다. 칠성산 향사는 강릉탄전의 평안 누층군의 분포에 영향을 주는 대규모의 습곡 구조로, 남-북 방향의 축을 경계로 평안 누층군 지층이 동측에서는 북북동 주향에 서북서 경사를 보이며, 서측에서는 북서 주향에 북동 경사를 보인다. 칠성산 향사 동측에는 임곡 단층을 따라 석병산층과 만항층이 길게 드러나 있어 칠성산 향사에 대응되는 배사 구조의 존재를 암시하였으나 조사 결과 뚜렷한 배사 구조가 확인되지는 않았다. 이는 후기의 변형작용이 겹치며 지층이 교란되었기 때문일 것이다.

## 강릉시의 단층

### 임곡 단층
**임곡 단층**은 강릉탄전 지역에서 약 20 km 이상 추적되는 단층이다. 단층의 주향은 북동 15°이며, 고각의 수직 단층이다. 강릉탄전 보고서에서 임곡 단층은 동측이 떨어진 수직단층으로 보고되었다. 임곡 단층에 따른 만항층의 겉보기 수평 변위량은 약 2.9 km에 이른다. 따라서 임곡단층은 동쪽 지괴가 떨어진 정단층 운동과 우수향 주향이동이 복합적으로 일어난 단층일 가능성이 높다. 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.

### 안인진리
강릉시 구정면 언별리와 강동면 안인진리에서는 중부 평안 누층군이 역단층에 의해서 여러 차례 반복된다. 언별리 단경골에서 망덕봉으로 올라가는 능선에서는 서쪽부터 언별리 스러스트 단층, 망덕봉 스러스트 단층 2개 단층에 의해서 상부 평안 누층군 내에 중부 평안 누층군이 두 번 반복된다. 임곡 단층 동편의 강동면 안인진리에는 서쪽부터 북북동-남남서 주향의 송촌 스러스트 단층, 허이대 스러스트 단층, 대포동 스러스트 단층 3개 단층에 의해서 중부 평안 누층군이 세 번 반복된다. 이중 대포동 스러스트 단층은 안인진리 해안가에서 강릉 화강암에 의해 절단되어 역단층 운동은 평안 누층군이 퇴적된 후 1억 7400만 년 전 이전에 일어난 것으로 추정된다.

### 연곡 단층
오대산 부근의 연곡면에는 진부 (월정사) 단층과 연곡 단층이 존재한다. **연곡 단층**은 연곡면의 연곡천을 따라 발달하는 동-서 주향의 단층으로 중생대 쥐라기의 화강암을 절단한다.

### 장적 단층
**장적 단층**은 강동면 언별리의 망덕봉에서 정선군 임계면 임계리까지 이어지는 북북동 주향의 단층이다. 중간에 산계 단층에 의해 변위된다.

### 산계 단층
**산계 단층**은 옥계면 산계리에서 선목재(945.7 m)를 지나 왕산면 목계리로 이어지는 북서 55°주향의 정단층이다.

## 강릉시의 지하자원과 광상

### 옥계 금광산
**옥계 금광산**은 강릉시 옥계면 산계리의 조선 누층군 풍촌 석회암층 내에 발달한 북동 방향의 단층파쇄대를 충진한 함금(含金) 열수 광상이다. 이곳의 광맥은 2개의 본맥과 주변의 소규모 암맥으로 구성된 함금 석영맥으로 구성된다. 석영맥에서는 금과 은을 함유한 호박금(electrum), 황철석, 유비철석, 자류철석, 섬아연석, 황동석, 방연석 등이 주로 산출되며 농홍은석(濃紅銀石) 등의 황염광물도 극소량 수반된다.