부정합(unconformity)에 대하여

부정합이란?

습곡과 단층이 지각 중에 지각변동의 규모를 양적으로 기록해서 남기는데 반해 부정합은 지각 중에 두께를 가지지 않는 면으로 존재하면서 오랜 기간에 걸친 큰 지각변동을 의미합니다. 

어떤 지역이 침식을 당한 뒤 물 밑으로 가라앉아 그 위에 새로운 퇴적물이 쌓인 경우, 아래에 있는 오래 된 지층과 위에 쌓인 새로운 지층의 관계를 의미합니다. 부정합을 나타내는 면을 부정합면이라고 합니다. 부정합면은 두께가 없는 면이지만 실제는 상하 지층 사이에 퇴적이 중단되었던 긴 시간을 나타냅니다. 반면 지층이 퇴적될 때 중단되지 않고 계속 쌓인 지층 사이의 관계를 정합이라고 합니다. 

부정합의 생성 과정

부정합은 습곡되고 단층으로 끊어져 있으며 아래에 있는 지층의 윗부분이 침식당한 뒤 얕은 바다에서 평행하게 쌓여 만들어졌다고 가정해보면 지층은 얕은 바다의 밑바닥에 쌓여 퇴적암이 되었습니다. 이 후 조산운동이 일어나 습곡되고 단층으로 끊어지면서 땅 위로 드러나게 되었습니다. 그 뒤에 땅 위에서 오랫동안 침식을 받아 평탄하게 된 이후, 다시 바다 밑으로 가라앉았으며 그 위에 평행한 지층이 쌓였습니다. 이후 다시 조산운동이 일어나 땅 위로 노출되고 침식되어 눈에 보이는 지형들이 만들어졌다고 볼 수 있습니다. 

부정합은 두 지층이 닿는 부분의 구조들과  부정합면, 그리고 두 지층에서 나오는 화석을 조사하면 알 수 있습니다.

우리나라에서 부정합의 가장 좋은 예로는 경상북도 하천바닥을 이루고 있는 퇴적암 바위와 그 바위를 덮고 있는 모래층입니다. 즉 퇴적암 바닥과 모래층은 서로 닿아있지만 퇴적암은 1억년 전 중생대에 쌓여 만들어진 바위이고, 모래층은 최근에 쌓인 것입니다. 그러므로 이 부정합면은 1억 년의 시간 간격을 나타냅니다. 

 

부정합의 종류

부정합은 부정합 관계에 있는 지층의 바위 종류나 지층의 구조에 따라 난정합, 경사부정합, 평행부정합, 준정합으로 나뉩니다.

난정합

난정합은 부정합면 아래에는 화성암이나 변성암 등이 있고, 그 위에 퇴적암류가 덮고 있는 부정합을 의미합니다. 난정합은 그 지역이 해침을 받아 새로운 퇴적층이 만들어지기 전에 오랫동안 침식작용을 받아 지하 깊은 곳에 있던 암석까지 드러나 있습니다. 난정함은 여러 종류의 부정합 가운데 특히 시간 간격이 깁니다. 대표적인 예로 우리나라에서 난정합은 강원도에 분포하는 선캄브리아대의 화강편마암과 이를 덮고 있는 고생대 캄브리아기 장산층 사이에서 관찰됩니다. 

경사부정합

경사부정합은 밑에 있는 지층의 경사가 위에 있는 지층의 경사와 다른 부정합입니다. 퇴적분지에서 퇴적층이 형성된 뒤 습곡이나 단층 등의 구조운동을 받으면 지층이 기울어지게 됩니다. 그 뒤 지층이 융기하여 수면 위로 올라오게 되면 더 이상 퇴적층이 만들어지지 않고, 이미 만들어진 지층의 침식이 일어나게 됩니다. 오랜 시간이 지난 뒤 경사지고 침식작용을 받은 암석이 가라앉거나 해수면이 상승하여 다시 퇴적분지가 형성되면 침식을 받은 퇴적층 위에 새로운 지층이 쌓입니다. 이렇게 되면 지층의 경사나 다른 부정합이 형성되는데 이를 경사부정합이라고 합니다. 

평행부정합

평행부정합은 부정합면 아래의 지층면과 위의 지층면이 서로 평행하게 나타나는 부정합을 의미합니다. 비정합이라고도 부릅니다. 평행부정합은 위의 지층이 퇴적되기 전에 아래의 지층이 구조운동을 받지 않고 융기된 뒤 침식작용을 받아 만들어집니다. 평행부정합은 위와 아래 지층의 경사가 평행하기 때문에 다른 부정합에 비해 알아보기 어렵습니다. 하지만 위 지층의 가장 아래쪽에 기저역암 등이 있는 경우에는 부정합을 알아내기가 비교적 용이합니다. 보통 지질학자들은 부정합의 두 지층에서 나오는 화석을 연구하여 부정합이 어느 정도의 시간 간격을 나타내는지 알아냅니다. 우리나라에는 오르도비스기의 석회암을 평안누층군의 맨 아래층인 만항층이 큰 평행부정합으로 덮고 있는 것을 볼 수 있습니다. 

준정합

준정합은 부정합면이 보이지 않으나 퇴적층은 위아래로 계속 분포하는 경우입니다. 준정합은 침식면이 보이지 않지만 위와 아래 지층 사이에 긴 시간 간격이 있기 때문에 부정합의 하나로 봅니다. 보통 준정합은 침식작용보다 대단히 느린 퇴적작용이 일어났거나 퇴적이 일어나지 않은 곳에서 만들어진 것으로 보입니다. 대표적인 예로 우리나라에서는 영월지역에 있는 평안누층군 안에서 석탄기와 페름기 사이에 약 1000만 년의 시간 간격을 나타내는 준정합을 볼 수 있습니다. 

 

* 더 알아보기

부정합의 법칙

부정합면은 두께가 없는 면이지만 긴 시간을 나타낸다는 법칙입니다. 오래 된 퇴적층 위로 새로운 지층이 쌓였을 때, 두 지층의 경계면을 부정합면이라고 합니다. 두 지층 사이의 관계를 부정합이라고 합니다. 부정합면은 두께가 없는 면이지만 두 지층 사이에 긴 시간 간격이 있었음을 나타냅니다. 부정합면이 나타내는 시간의 길이는 위와 아래 두 지층에서 발견되는 화석의 차이로 알 수 있습니다. 부정합면의 위와 아래에 있는 지층의 변형 정도도 도움이 됩니다. 만약 아래에 있는 지층이 심한 습곡작용을 받았거나 부정합면 아래에 화성암이 있는 경우에는 아주 긴 시간 간격이 있었음을 알 수 있습니다. 이는 부정합면 위의 지층이 퇴적되기 전에 아래의 지층에 습곡이 생기고, 화성암이 관입한 뒤나 변성작용이 일어난 뒤에 침식되었음을 뜻하기 때문입니다. 부정합의 시간 간격이 큰 경우에는 위아래 지층 속에 들어있는 화석 내용에 큰 차이가 생기게 됩니다.