습곡·단층·부정합 — 지질 구조 한 번에 정리

도로를 내느라 깎아 놓은 절벽을 보면 지층이 물결처럼 휘어 있거나, 한가운데가 뚝 끊겨 어긋나 있거나, 비스듬한 층 위에 수평한 층이 얹혀 있기도 합니다. 지층은 원래 바다 밑에 수평으로 쌓입니다. 그것이 지금 이런 모양이 된 데는 힘과 시간의 사연이 있습니다. 휘면 습곡, 끊기면 단층, 잘린 위에 새로 쌓이면 부정합입니다.

습곡 — 밀리면 휜다

양쪽에서 미는 힘, 횡압력을 오래 받으면 지층은 휘어집니다. 지하 깊은 곳은 온도와 압력이 높아 암석이 부서지지 않고 엿가락처럼 서서히 구부러집니다. 위로 볼록하게 솟은 부분이 배사, 아래로 오목하게 꺼진 부분이 향사입니다. 배사의 한가운데를 파 보면 가장 오래된 지층이 나오고, 향사의 한가운데에는 가장 젊은 지층이 있습니다. 배사와 향사는 번갈아 이어지므로 히말라야처럼 판이 충돌하는 큰 습곡대에는 둘이 잇달아 나타납니다.

단층 — 끊기면 어긋난다

지표 가까이 차갑고 단단한 암석은 힘을 받으면 휘지 않고 끊어집니다. 끊어진 면을 따라 양쪽이 어긋난 것이 단층입니다. 갈라지기만 하고 어긋나지 않은 틈은 단층이 아니라 절리입니다. 종류를 가르는 기준은 끊어진 면, 곧 단층면 위에 놓인 블록이 어느 쪽으로 움직였는가입니다. 단층면 위쪽에 얹힌 블록이 상반, 아래쪽이 하반입니다.

• 정단층 — 양쪽으로 잡아당기는 장력을 받아 상반이 아래로 미끄러져 내려간 것. 지각이 늘어나는 곳에 생깁니다.
• 역단층 — 양쪽에서 미는 횡압력을 받아 상반이 위로 밀려 올라간 것. 판이 충돌하는 곳에 많습니다.
• 주향 이동 단층 — 위아래가 아니라 수평으로 어긋난 것. 단층면이 거의 수직이고, 두 판이 스치듯 지나가는 곳에 생깁니다.

정단층과 역단층은 그림만 봐서는 헷갈리기 쉽습니다. 먼저 단층면을 찾고, 그 면 위에 놓인 쪽을 상반으로 잡은 뒤, 상반이 내려갔으면 정단층, 올라갔으면 역단층입니다.

부정합 — 시간이 빠져 있다

지층이 쌓이다가 멈추고, 그 사이 깎여 나간 뒤, 그 위에 다시 쌓이면 아래위 지층 사이에 시간의 공백이 생깁니다. 이 경계면이 부정합면이고, 그런 관계를 부정합이라고 합니다. 부정합면 바로 위에는 깎여 나온 자갈이 굳은 기저 역암이 놓이는 일이 많아, 이것이 부정합을 찾는 단서가 됩니다.

• 평행 부정합 — 아래위 지층이 나란한데 사이에 침식면이 있는 것. 융기와 침강만 있었고 기울어지지 않은 경우입니다.
• 경사 부정합 — 아래 지층이 기울거나 휘어진 채 잘리고, 그 위에 수평한 새 지층이 얹힌 것. 사이에 습곡이나 단층 운동이 있었다는 증거입니다.
• 난정합 — 아래가 지층이 아니라 화강암이나 변성암인 것. 깊은 곳에서 만들어진 암석이 지표까지 드러났다가 다시 묻힌 것이니 공백이 가장 깁니다.

부정합 하나에는 퇴적, 융기, 침식, 침강, 재퇴적이 차례로 담겨 있습니다. 그래서 부정합은 지층이 적어도 한 번은 바다 위로 올라왔다는 기록입니다.

시험에서는 이렇게 나옵니다

• 힘과 구조 짝짓기. 횡압력은 습곡과 역단층, 장력은 정단층.
• 단층 그림에서 상반 찾기. 단층면 위쪽 블록이 상반. 내려갔으면 정단층, 올라갔으면 역단층.
• 배사와 향사 구분. 위로 볼록이 배사, 배사 중심은 가장 오래된 지층.
• 부정합 종류 고르기. 아래 지층이 기울어져 있으면 경사 부정합, 아래가 화성암·변성암이면 난정합.
• 지질 단면에서 사건 순서 매기기. 퇴적 → 습곡 → 융기·침식 → 침강·퇴적.

자주 헷갈리는 것

• "상반은 위에 있는 지층이다" — 지층이 아니라 단층면 위에 놓인 블록입니다. 단층면이 기울어져 있어야 상반과 하반이 갈립니다.
• "습곡은 지층이 부서진 것이다" — 부서지지 않고 휜 것입니다. 부서져 어긋나면 단층입니다.
• "부정합면은 그냥 지층 경계다" — 보통의 지층 경계는 퇴적이 이어지며 생기지만, 부정합면은 퇴적이 멈추고 깎여 나간 시간이 빠져 있습니다.

정리합니다. 횡압력은 지층을 휘어 습곡을, 끊어 역단층을 만들고, 장력은 정단층을 만듭니다. 상반은 단층면 위쪽 블록이며, 내려가면 정단층이고 올라가면 역단층입니다. 부정합은 퇴적이 멈추고 깎인 뒤 다시 쌓인 자리로, 아래위 지층 사이의 긴 시간 공백을 뜻합니다.