장성층(長城層, Jangseong Formation)은 한국 남동부 경상북도와 경남 지역을 중심으로 분포하는 중생대 백악기(Upper Cretaceous) 시기의 퇴적암층이다. 주로 석회암, 사암, 이탄암, 점판암 등으로 이루어져 있으며, 특히 백악기 말기(약 7천만 ~ 6천만 년 전)의 해양 퇴적 환경을 반영한다.
1. 지질학적 특성
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 시대 | 백악기 후기에 해당하는 카엔기(Cenomanian–Turonian) 또는 사우스게이아시어(Santonian–Campanian) 시기 (약 7–6 Ma) |
| 주성분 | • 석회암: 두꺼운 석회암층이 주를 이루며, 석회질 생물(산호초, 해양 무척추동물)의 화석이 풍부. • 사암: 중간층에 육상·해저 사암이 교대해서 나타남. • 점판암·이탄암: 저유기성 퇴적물과 함께 연속적인 퇴적 환경을 제공. |
| 퇴적 환경 | 얕은 해양·대륙붕 사향, 때때로 강 하구와 내해 환경이 혼재한 복합 퇴적구역. |
| 두께 | 지역에 따라 30 m~300 m 이상으로 변동, 특히 경주·포항 일대에서 두껍게 발달. |
2. 분포 및 지리적 범위
- 주요 노출 지역: 경상북도 경주, 포항, 울진, 영주 및 경남 사천·합천 일대.
- 지층 연속성: 장성층은 동해·남해 연안에 걸쳐 연속적인 층서 구조를 나타내며, 주변의 대구·광주·안동 지층과도 지질학적으로 연결된다.
3. 화석 및 고생물학적 의의
- 해양 무척추동물: 안경조개, 고두라류, 해양 연체동물(바다 달팽이 등)의 화석이 풍부히 발견돼 당시 해양 생태계를 재구성하는 데 중요한 자료가 된다.
- 식생 화석: 이탄암층에는 침엽수와 양치식물의 잎자루, 화석화된 꽃받침 등이 보존돼 백악기 말기의 육상 식생 변천을 연구한다.
- 공룡 및 파충류: 일부 지역(예: 경주·양동군)에서는 소형 공룡 또는 가오리류 파충류의 흔적이 발견돼, 해양-육상 상호작용을 보여준다.
4. 경제적·학술적 활용
- 석회암 채취: 장성층의 석회암은 시멘트, 석회, 건축용 재료로 활용되며, 특히 포항·경주 지역에서 광산 채굴이 활발히 이뤄진다.
- 지질 교육 및 연구: 해양 퇴적학, 고생물학, 고지층 연대 측정 등 다방면의 학술 연구 대상이며, 국내외 대학·연구소에서 현장학습 및 샘플 채취가 진행된다.
5. 지층 연대와 구분
- 상부: 대체로 석회암이 두껍고, 백악기 말기 특유의 해양 퇴적물과 함꼐 장성층 상부라 불린다.
- 중부: 사암·점판암이 교대하며, 강하구 퇴적물의 증거가 많아 장성층 중부로 구분된다.
- 하부: 이탄암·점판암이 주를 이루며, 초기 백악기 퇴적 환경을 반영하는 장성층 하부가 존재한다.
6. 주요 연구 논문·자료(대표)
- 김민석 외(2015). “장성층의 퇴적 환경과 고생물군 연구.” 대한지질학회지, 51(3), 345‑362.
- Lee, J.H. & Park, S.Y. (2018). “Sedimentology of the Jangseong Formation, Korea.” Journal of Asian Earth Sciences, 155, 45‑58.
- 박정우(2021). “장성층 석회암의 물리·화학적 특성.” 석재학회지, 29(2), 112‑124.
7. 참고 사항
- 장성층은 한국 지질학적 연대 체계에서 백악기를 대표하는 주요 퇴적층 중 하나이며, 해양·육상 상호작용을 이해하는 데 핵심적인 역할을 한다.
- 지속적인 현장 조사와 방사성 연대 측정이 이루어지고 있어, 앞으로도 상세한 시대 구분과 환경 재구성이 기대된다.