진동층 지역별 지질과 화석
충무 지질도폭(1983)에 의하면 주로 흑색, 암회색 셰일 및 사암으로 구성되어 있고 담회색, 회록색의 처트질셰일을 상부에 협재한다. 대부분 호상 층리를 발달시키며 층리면에서 건열과 연흔이 관찰되고 고성군 거류면 소재 거류산 동쪽의 산록에서는 공룡의 발자국 화석이 관찰된다. 상위에 놓이는 유천층군 고성층과는 면화산 남쪽 산복에서 두께 2 m 내외의 응회질 역암을 경계로 뚜렷한 암상을 보여주나 대부분 지역에서 점이적인 관계를 보여준다. 화강섬록암질암류 관입을 받아 혼펠스화된 곳도 있으며 이런 곳에선 보다 높은 지형을 이룬다. 고성군 고성읍 북부, 거류면, 동해면, 광도면 북부 등지에 분포된다.
고성군 하일면 용태리 산 29-1 (N 34°56'44.54", E 128°13'23.25")에는 진동층과 유천층군 고성층의 부정합 경계가 드러나 있다. 본 지역에서는 1~5 cm 크기의 원마도가 양호하고 분급이 불량한 안산암, 자색과 암회색 이암 등 다양한 종류의 자갈로 구성된 역암층이 관찰되며 이는 하위 진동층의 암회색 세립질 사암 및 실트스톤과 불규칙한 경계면으로 접한다. 이 불규칙한 기하의 침식 구조는 부정합임을 암시한다.
고성군 하이면 덕호리와 덕명리 지역에 분포하는 하부 진동층에서 양방향성 고수류(古水流) 퇴적 기록이 확인되었다. 양방향성의 고수류 기록은 서로 반대되는 방향의 수류가 나타나는 조간대 지역 퇴적층의 특징적인 퇴적 구조이다. 그러나 이것만으로 진동층의 퇴적 중에 (해수에 의한) 밀물과 썰물의 영향이 있었다고 할 수 없는 것이, 경상 분지 자체가 육성 퇴적 분지이며 진동층을 포함 경상 누층군 중에서 해성 환경을 지시하는 화석이 발견된 적도 없다. 이에 대해 연구진들은 진동층에 발달한 양방향성의 고수류 기록은 호주의 에어호 퇴적층에 발달한 양방향성 고수류 기록과 유사한 기원으로 해석하였고, 진동층의 퇴적 당시 분지 특성이 에어호와 유사한 것으로 추론하였다. 이로부터 백악기 후기 경상 분지 내에 염호(鹽湖)가 발달했음을 알 수 있으며, 경상 누층군 퇴적암이 분포하는 지역의 심부 지하수에서 석고 등의 증발암 광물과의 반응이 이루어진 현상이 확인됨은 경상 분지 내에 염호가 발달했음을 시사한다. 따라서 지하 깊은 곳으로 이어진 진동층에는 호수 중심부에서 퇴적된 증발암층이 두껍게 형성되어 있었을 가능성이 매우 높은 것으로 여겨진다.
고성 덕명리 공룡과 새발자국 화석산지는 경상 누층군 진동층 상에 드러난 공룡 발자국 화석산지로,심천포도폭 지역인 고성군 하이면 덕명리 일대, 고성공룡박물관 근처 상족암군립공원에 위치한다. 우리나라의 대표적인 공룡 발자국 화석산지이며 공룡 발자국 화석의 산출 빈도가 가장 높은 이 지역의 진동층은 실트스톤, 이암, 셰일, 사암, 역암, 이회암 등으로 구성되어 있으며 연흔 및 건열 구조가 발달하고 공룡 발자국 화석이 흔히 관찰된다. 일부 퇴적층에는 복족류의 화석이 산출되었다. 이 지역의 진동층 내에 협재된 화산 쇄설성 퇴적암으로부터 분리한 화산 쇄설편의 K-Ar 절대연령은 약 8500~8600만 년 전으로 나타나며 이는 백악기 후기의 생통주절(Santonian)을 지시한다.
고성 덕명리 공룡과 새발자국 화석산지
고성군 개천면 북평리 415-2의 옥천사 계곡 바닥(N 35°05'22.66", E 128°15'41.45")에 드러난 진동층에는 아래 사진과 같이 건열과 함께 중형 용각류의 공룡 발자국 보행렬 화석이 산출된다. 연화도립공원 주차장 바로 옆에 있어 접근이 용이하고(지방도 제1007호선 옥천사 삼거리에 안내 표지판이 있음) 안내판과 해설판이 설치되어 있다.
고성군 개천면 북평리 옥천사 계곡의 진동층과 공룡발자국 화석
고성군 동해면의 해안 지역에 분포하는 진동층 상에서 132개 보행렬을 포함하여 1300여 족의 공룡 발자국 화석이 발견되었다. 용각류, 조각류, 수각류와 같은 다양한 형태의 발자국들이 발견되며, Jindongornipes kimi로 추정되는 새발자국과 동해면 장항리의 규질 셰일층에서 발견된 규화목 식물 화석도 보고되었다. 이곳의 진동층은 암회색 셰일, 이암, 실트스톤으로 구성되며 거의 수평층이고 공룡 발자국 화석이 165개 층준에서 다량으로 나타난다. 또한 천호성(淺湖成) 퇴적 환경을 지시하는 무척추 동물의 생흔 화석과 연흔, 건열, 우흔 구조도 나타나는데 연흔과 건열이 각 층마다 교호로 나타나며 이는 건기와 우기가 교차되는 환경이었음을 지시한다.
고성군 동해면 내산리 동쪽 해안 지역(N 35°6'52", E 128°29'4")의 진동층에서 Iguanodontipus ichino sp.로 생각되는 조각류의 화석 및 Koreanaornis hamanensis 등의 새발자국 화석, 무척추동물의 생흔 화석 등이 발견되었다. 이 지역의 진동층은 변성된 암회색 셰일로 구성되고 주향 북서 30°, 경사 북동 5~10°에 연흔과 건열 구조를 보인다.
고성군 마암면 삼락리의 국도 제14호선 도로 공사 현장에서 대한민국 최초로 어류 수영 흔적 화석이 발견되었다. 연구에 따르면 이 화석은 9천만년 전 담수 어류가 수심이 얕은 곳에서 수영하면서 바닥에 남긴 지느러미 흔적이다. 화석에는 배지느러미 흔적과 꼬리지느러미가 남긴 흔적이 모두 발견됐다.
고성군 마암면 삼락리 9-1번지에서 건축물 신축을 위한 부지조성 과정에서 공룡 발자국의 화석이 발견되었다. 이곳에서 출토된 대표적인 화석은 사족 보행 조각류의 발자국으로, 발자국 크기는 평균 30~40 cm, 보행렬의 길이는 43.4 m에 달한다.
고성군 하일면 용태리 산 335-5 (N 34°56'33.18", E 128°13'08.58")에는 진동층 최상부 층준이 드러나 있다. 진동층 상에는 연흔과 건열 그리고 중형 용각류의 것으로 여겨지는 공룡 발자국 화석이 관찰된다. 파도와 조석에 의해 침식되어 보존 상태는 좋지 못하다.
고성군 회화면 어신리 원촌마을 해안가 (N 35°3'24.12", E 128°25'9.98") 에 드러난 진동층에는 연흔과 건열 구조 그리고 중형 용각류의 발자국으로 여겨지는 공룡 발자국 보행렬 화석이 관찰된다. 총 52개 발자국으로 구성되며 파도와 조수에 의해 침식되어 보존 상태가 좋지 않다.
고성군 영현면 대법리 산 17-1에 위치한 계승사 내에는 진동층이 분포하며 계승사 대웅전의 뒤를 병풍처럼 둘러싸고 있다. 이곳의 진동층은 혼펠스질이고 엽층 내지 박층으로 교호하는 이암과 세립사암 내지 실트스톤, 판상 내지 사엽층리가 발달한 세립사암 내지 실트스톤으로 구성되어 있다. 부분적으로 드러난 성층면에 연흔과 우흔, 공룡 발자국 화석, 건열, 무척추동물의 생흔 화석 등이 드러나 있어 2006년 천연기념물 제475호로 지정되었다.
미조 지질도폭(2016)에 의하면 함안층 위에 정합적으로 놓여있고 화산암류에 의해 부정합적으로 덮인다. 남해군 삼동면 영지리 대밭 마을에서 화강섬록암에 의해 관입당해 있고 영지리 갈곡저수지 일대에서 금산 화강암체에 의해 관입당해 있어 이 경계부에서는 접촉 변성 작용으로 인해 약 0.5~1 km 범위에 걸쳐 혼펠스화되어 있다. 두께 약 300 m의 본 층은 남서 방향으로 갈수록 두께가 점차 얇아져 남해군 이동면 난음리에서 첨멸되면서 부정합적으로 웅방산 안산암에 의해 덮인다. 본 층은 전체적으로 담회색 사암, 역질사암과 역암으로 구성되고 회색 내지 녹회색 이암 및 셰일을 협재한다.
지층의 주향과 경사는 일반적으로 북동 40~60°, 남동 10~20°를 나타내며 진동리 장군봉 지역에서는 대개 북동 10~20°, 북서 12~28°로서 반대 방향으로 경사한다. 이러한 습곡은 아마도 유천층군 웅방산 안산암의 분출에 따른 하중에 의해 발생한 응력을 반영하는 것으로 해석된다. 진동층은 진동리 해안과 금송리 및 영지리 농로와 임도를 따라 신선한 노두가 잘 드러나 있다. 특히 함안층에 비하면 다소 높은 구릉지를 형성하고 있어 지형적으로 차이를 나타낸다.