청주시의 지질

본 문서에서는 충청북도 청주시의 지질과 옥화9경 청석굴, 옥화대 등 지질유산에 대해 설명한다. 충청북도 청주시는 경기 육괴와 옥천 습곡대의 경계에 위치해 있다. 청주시를 북동-남서 방향으로 가로지르는 공주 단층을 경계로 북서부에는 선캄브리아기 편마암이, 남동부에는 중생대 대보 화강암류가, 상당구 지역에는 옥천 습곡대의 변성퇴적암 옥천 누층군이 분포한다. 1:5만 지질도 상으로 병천 지질도폭(1989)의 남동부, 증평 지질도폭(1971)의 남서부, 청주 지질도폭(1974)의 북동부, 미원 지질도폭(1980)과 보은 지질도폭(1977)의 북서부에 해당한다. 흑운모 편마암(PCEbgn)은 청주시 청원구 오창읍 지역에 소규모 분포한다. 본 호상 흑운모 편마암은 엽리의 발달이 뚜렷하며 곳에 따라 석영, 장석류의 광물로 구성된 우백질 부분과 주로 흑운모로 된 유색 부분이 현저한 호상 구조를 이루는 것이 특징이고 이들 호상구조는 곳에 따라 뚜렷한 습곡 구조를 형성하기도 한다. 이 편마암 내에는 곳에 따라 편리 구조가 발달한 편암류와 안구상 및 반상변정구조를 보이는 안구상 및 반상 변정 편마암류가 수반된다. 암석의 주요 구성 광물은 주로 석영, 정장석, 미사장석, 사장석, 흑운모가 있고 이밖에 견운모, 백운모, 각섬석, 녹렴석 등이 소량으로 수반된다. 흑운모는 현미경 하에서 황갈색~암갈색의 다색성을 보이며 대체로 그의 장축이 엽리 방향과 평행하게 배열되어 있다. 일부의 흑운모는 사장석내에 포과물로 함유되어 있기도 한다. 호상 흑운모 편마암의 엽리는 대체로 북동 30~50° 의 주향과 북서 50~70° 의 경사를 나타내나 오창읍 화산리 지역의 반상 화강암 인접지역에서는 그의 경사가 남동쪽으로 향하고 있다. 흑운모편암(bsch)은 오송읍, 옥산면 등지에 분포한다. 엽리의 방향은 주로 북동 25~30°, 경사는 남동 50~70°이다. 유색 광물로는 흑운모 등이, 무색 광물로는 석영, 사장석, 장석등이 주로 함유되어 있고, 유색과 무색 부분이 0.5~1 cm 두께로 교호하는 것이 특징이다. 엽리의 방향과 평행하게 사질과 석회규산질암이 나타나는 것은 본 암석이 퇴적됐을 때, 사질퇴적물과 석회 규산질 퇴적물 등이 교호되면서 퇴적됐음을 시사한다. 본 암석은 층서가 분명하지 않으므로 상부 연천계인지 하부 연천계인지 확인할 수 없으나, 김옥준 교수에 의하면 경기육괴의 최저반인 것으로 추정된다. 본 편마암의 광역변성작용(Regional Metamorphism)은 여러 번 있었고 대보 조산운동의 최종기가 본 암의 변성 시기로 추정된다. 옥천 누층군은 그 이름처럼 옥천군에서 이름이 유래되었으며 제천시에서 충주시, 괴산군, 보은군, 옥천군, 대전광역시, 금산군, 논산시를 거쳐 완주군에 이르기까지 분포하는 옥천 변성대의 변성퇴적암 지층이다. 대전광역시 내에서는 동구와 남구에 분포한다. 옥천 누층군은 옥천 습곡대에 발달하는 변성퇴적암 지층으로, 심한 변형 작용을 받아 화석이 거의 없고 구조적 해석이나 방사능 절대연령 측정도 어려워 아직까지도 그 형성 시기와 조선 누층군과의 관계가 명확하게 밝혀지지 않았다. 옥천 누층군의 퇴적 시기에 대해서는 선캄브리아기라는 주장과 캄브리아기 이후라는 두 가지 주장이 대립하고 있다. 충주(1965), 황강리(1965), 제천(1967) 지질도폭에서 옥천 누층군은 시대 미상의 암석으로 분류되었으나, 장기홍(1972)은 충주시의 향산리 돌로마이트질 석회암층에서 고배류(古盃類; Archeocyatha) 화석을 발견하였고 이에 따라 계명산층을 선캄브리아기로, 향산리 돌로마이트층, 대향산 규암층, 문주리층 및 창리층을 조선 누층군에 대비하였으며 이재화 외(1989)는 황강리층에서 오르도비스기에 해당하는 코노돈트 화석을 발견하여 적어도 옥천 누층군의 일부는 고생대에 해당한다는 주장도 제기되었다. 클루젤 외(1991, 1992)는 옥천 누층군과 조선 누층군의 지층들은 동일 시대의 지층으로, 두 누층군의 암상의 차이는 분지의 깊이에 따른 횡적 퇴적상의 변화(lateral equivalent)로 보았다. 보은 지질도폭(1977)에 의하면 청주시 문의면 소전리와 보은군 회인면과 회남면 일대에 넓게 분포하며 문주리층을 정합으로 덮고 마전리층에 의하여 정합으로 덮인다. 본 층은 주로 흑색 점판암으로 구성되고 판상 석회질셰일, 수 매의 암회색, 청회색, 담청회색 결정질석회암 및 청회색 호상석회암으로 구성되고 흑연질셰일이 협재된다. 청주시 미원면 운암리 산 22 (N 36°36'47.29", E 127°41'09.62", 미원면 운암3길 12-16)의 옥화9경 제1경 청석굴 동굴을 구성하는 암석은 창리층(또는 임순복 외의 C층)의 암회색 내지 흑색 세립사암 및 실트스톤, 흑색 셰일 그리고 이들에 협재된 석회암으로 구성되며 배사 습곡과 충상단층도 발달되어 있다. 청주시 미원면 옥화리 355 (N 36°36'38.66", E 127°41'52.26")의 옥화9경 제2경 용소 일대에는 창리층의 절벽 노두(폭 70 m, 높이 10 m)가 드러나 있으며 이곳의 창리층은 암회색 사질천매암으로 구성되고 여러 차례의 변형을 받아 최소 2회 이상의 습곡과 단층이 발달하며 지층은 심하게 교란되어 있다. 청주시 미원면 옥화리(N 36°36'54.50", E 127°42'04.51")의 옥화9경 제3경 천경대에는 달천 하천변에 창리층의 하식애가 있으며 창리층의 암회색 천매암과 점판암 그리고 석회암으로 구성된 노두에는 여러 차례 중첩된 습곡과 단층 구조를 관찰할 수 있다. 청주시 미원면 옥화리(N 36°37'38.66", E 127°41'52.26")의 옥화9경 제4경 옥화대에는 창리층의 암회색 천매암과 점판암, 석회암으로 구성된 하식애가 드러나 있으며 습곡과 단층 구조가 관찰된다. 옥화9경 청석굴과 천경대의 창리층 청석굴 부근의 창리층 절벽 청석굴 부근 암벽의 습곡구조 동굴 전경 안내판 동굴 내부 옥화9경 제3경 천경대 미원 지질도폭(1979)에 의하면 미동산층 북서부 청주시 미원면 중북서부, 낭성면 대부분, 가덕면 일부, 문의면 괴곡리 지역에 넓게 분포하며 중간에 아곡 단층에 의해 수평으로 약 1,200 m 변위되었다. 미동산층 남동부에도 일부 분포한다. 운교리층은 충주 지역의 계명산층에 대비되는 것으로 추정된다. 운교리층은 주로 저변성 내지 열변성된 사질암으로 구성되며 니질암과 결정질 판상석회암이 협재된다. 미원 북동부의 본 지층은 암적회색 내지 암갈색의 사질암으로서 흔히 자철석을 함유하여 자성을 띠고 층리가 별로 없다. 미동산층(PZomi; Paleozoic Midongsan Formation, 米東山層)은 괴산군에서 청주시까지 북동-남서 방향으로 분포하는 지층이다. 표식지는 미원 지질도폭 지역인 청주시 상당구 미원면의 미동산(559 m) 지역이다. 증평 지질도폭(1971)에 의하면 좌구산층군 견운모규질편암층(CEjq)은 괴산군 청안면 장암리, 그리고 증평군 증평읍 율리와 청주시 미원면 대덕리의 경계에 위치한 좌구산(657.7 m) 일대에 분포하며 유백색 규암, 담갈색 또는 회갈색의 (함력)석영편암, 석영-견/백운모편암 등으로 구성된다. 이 지층은 좌구산 일대에서 등사습곡 구조를 보이고 있다. 구룡산층은 괴산군에서 보은군까지 북동-남서 방향으로 분포하며 표식지는 보은군 내북면 용수리와 회인면 쌍암리의 경계에 위치한 구룡산(548.7 m)이다. 미원 지질도폭(1979)에 의하면 청주시 상당구 미원면 남동부와 보은군 산외면 북서부, 내북면 대부분 지역, 회인면 동부에 습곡 구조에 의해 띄엄띄엄 분포하고 있으며 중간에 남-북 방향의 아곡 단층과 북서-남동 방향의 염둔리 단층에 의해 절단되어 있다. 천매암, 흑운모편암, 흑색 점판암, 함탄저변성셰일 등으로 구성되며 석회암이 협재된다.[7. 반상 흑운모 화강암(Jpgr)은 청주시 중심부에 분포하는 화강암이며 쥐라기 대보 화강암의 일부이다. 병천 지질도폭(1989)에 의하면 청주시 청원군 북일면, 옥산면, 오창읍 일대에 분포하며 지형적으로 평지 또는 구릉지를 형성하고 대부분 두꺼운 표토층으로 덮여 있어 노두가 별로 없다. 이는 본암이 풍화에 대해 다른 암석에 비하여 비교적 약한 때문인 것으로 해석된다. 본 암석은 선캄브리아기 흑운모 편마암을 관입하고 있어 편마암과의 접촉부에서 접촉 변성대를 형성하여 편마암과 유사한 엽리구조를 나타내는 점이대가 형성되어 있으며 이런 접촉대는 청원군 문백면 다랭이 북부 국도변에서 잘 관찰된다. 본 암석은 직사각형 결정으로 되어있는 담홍색의 장석 반정들이 산재된 것이 쉽게 관찰되며 이들 결정들은 장경 1~2 cm 가 보통이다. 그러나 편마암과의 접촉부를 따라서는 세립질로 변하며 반상구조가 뚜렷하지 않다. 청원군 옥산면에 분포하는 반상 화강암의 현미경 관찰에 의하면 주요 광물로는 석영, 정장석, 사장석 및 흑운모가 있고 저어콘, 자철석이 소량으로 수반된다. 증평 지질도폭(1977)에 의하면 반상 화강암(Jpgr)의 암상은 중립 내지조 립질이며 부분적으로는 반화강암질 조직을 보여주기도 하나 전체적으로는 반사조직을 보여준다. 일반적으로 저반암체의 중심부는 중립 내지 조립질인데 반하여 연변부는 중립 내지 세립질이며, 복운모 화강암의 양상을 띤다. 청원군 북이면 선암리, 효명리 일대는 세립질로서 반화강암의 양상을 보인다. 흑운모 화강암은 청원군 미원면 대신리 일대에서 옥천 누층군 변성암층군을 관입하고 있으며 소규모의 암주상으로 분포하고 있다. 흑운모화강암은 대부분이 세립질이나 새터, 보도막골, 대신리부근은 중립질이며, 백운모의 함유량도 많아져 복운모화강암의 암상을 보여주며, 부분적으로는 반상구조를 보여주기도 한다. 옥천 누층군을 관입한 접촉대에서는 변성암 지층을 소규모 포획암체로 가지고 있다. 청주 지질도폭(1974)에 의하면 반상 화강암(Jpgr)은 청원군 강내면, 강외면 등지에 분포하며 서북우 변성퇴적암인 흑운모 호상편마암이나 화강암질 편마암을 관입하였고, 또 광역변성작용을 준 것으로 추정된다. 그리고 본암은 남부에 여기저기에 복운모 편암을 포획암(Xenolith)으로 갖고 있다. 본 암석의 구성 광물은 석영, 정장석, 흑운모, 각섬석 등이며 특히 정장석이 반정(phenocryst)으로 나타나는 것이 특징이다. 본 암석의 흑운모는 일반적으로 갈색을 띠는 것이 많으며, 녹니석화된 부분이 많다. 본암은 심한 마그네슘, 칼슘의 수화작용(hydration) 등으로 인하여 풍화가 심하여 토양은 주로 사질 토양을 형성하고 낮은 지형을 이루고 있음이 특징이다. 미원 지질도폭의 청주 화강암(Jpgr) 암체는 한반도의 중부지역을 횡절하는 대규모 저반체의 일부로서 소위 대보 화강암체의 주체가 된다. 도폭 중북단의 화창리일대와 인경리에 작은 암주가 노출되어 있고 은행리부근에서는 운교리층과 만입된 모양으로 경계를 형성한다. 암상은 중립 내지 조립이고 흑운모와 약간의 각섬석이 유색광물로 포함되고 정장석의 반정이 흔히 포함되어 곳에 따라 전형적인 반상화강암의 특징을 보이고 있다. 그리고 분포지는 지형적으로 저지를 이루고 있다. 현미경 하에서 주요 구성 광물로 석영, 사장석, 정장석, 흑운모 및 각섬석 등이다. 한국의 지질 옥천 누층군 제천시의 지질 충주시의 지질 문경시의 지질 상주시의 지질 보은군의 지질 옥천군의 지질 대전광역시의 지질 금산군의 지질 공주시의 지질 논산시의 지질 익산시의 지질 공주 단층 청주시 이하영 (1989년). “竝川圖幅 地質報告書 (병천도폭 지질보고서)”. 한국지질자원연구원.  이종혁 (1971년). “曾坪 地質圖幅說明書 (증평 지질도폭설명서)”. 한국지질자원연구원.  권영일 (1974년). “淸州 地質圖幅說明書 (청주 지질도폭설명서)”. 한국지질자원연구원.  이종혁 (1980년). “米院 地質圖幅說明書 (미원 지질도폭설명서)”. 한국지질자원연구원.  김옥준 (1977년). “報恩 地質圖幅說明書 (보은 지질도폭설명서)”. 한국지질자원연구원.  “MGEO 지질정보시스템 1:5만 지질도”. 한국지질자원연구원.  이대성; 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