철원군(鐵原郡)은 한반도 중부 전선 지역에 위치하며, 지질학적으로 매우 다양하고 특징적인 구조를 보여주는 지역이다. 주로 선캄브리아기 변성암류, 고생대 퇴적암류, 중생대 화강암류, 신생대 제4기 현무암류가 분포하며, 추가령 구조곡(Chugaryeong Rift Valley)과 한탄강 용암대지가 형성된 곳으로 잘 알려져 있다.
1. 지질 시대별 분포 및 암상
- 선캄브리아기 (Pre-Cambrian): 군의 기반암을 이루는 변성암복합체가 넓게 분포한다. 주로 편마암(Gneiss), 결정질 석회암(Crystalline Limestone), 운모편암(Mica Schist) 등으로 구성되며, 강한 변성작용과 조구조 운동을 겪었다. 이는 경기육괴(Gyeonggi Massif)의 북부 연장선에 해당한다.
- 고생대 (Paleozoic): 평강-철원 지역을 중심으로 조선누층군(Choson Supergroup)과 평안누층군(Pyeongan Supergroup)의 일부가 분포한다. 조선누층군은 주로 석회암, 돌로마이트, 셰일 등으로 구성되며, 평안누층군은 무연탄층을 함유한 사암, 셰일, 역암 등으로 이루어져 있다. 다만, 이 지역 고생대 지층은 강한 습곡과 단층 작용으로 인해 연속성이 단절된 경우가 많다.
- 중생대 (Mesozoic): 대보조운동(Daebo Orogeny)과 관련된 심성암인 화강암류가 광범위하게 관입해 있다. 주로 흑운모 화강암(Biotite Granite)과 각섬석 흑운모 화강암(Hornblende-Biotite Granite)이며, 이들 화강암은 기반암과 고생대 지층을 관입하며 열변성대(Contact Metamorphic Zone)를 발달시켰다.
- 신생대 제4기 (Cenozoic Quaternary): 철원군의 가장 두드러진 지질적 특징은 제4기 현무암 분출이다. 추가령 구조곡을 따라 분출한 현무암 용암류가 한탄강과 그 지류(임진강 상류 등)를 따라 흐르면서 광범위한 한탄강 용암대지(Hantangang Lava Plateau)를 형성했다. 이 현무암은 알칼리 현무암(Alkali Basalt) 계열로, 다수의 용암류가 겹쳐 쌓여 있으며, 주상절리(Columnar Jointing), 용암동굴(Lava Tubes), 폭포 등 독특한 지형 경관을 생성한다.
2. 지질 구조
- 추가령 구조곡 (Chugaryeong Rift Valley): 남북 방향으로 발달한 대규모 지각 구조운동의 결과로 형성된 구조곡이다. 철원군은 이 구조곡의 중앙부 내지는 북단부에 위치하며, 제4기 현무암 분출의 주요 통로가 되었다.
- 단층 및 습곡: 고생대 지층은 북동-남서 방향의 습곡 구조와 역단층(Thrust Fault) 등에 의해 복잡하게 변형되어 있다. 제4기 현무암층 하부에서도 기반암을 절단하는 단층 운동의 흔적이 확인된다.
3. 지형적 특성
- 용암대지 및 하식 지형: 현무암 용암류가 평탄한 대지를 이루고, 한탄강과 지류가 이를 침식하여 깊은 V자형 협곡, 주상절리 절벽, 폭포(직탕폭포, 고석정 등)를 형성하였다.
- 현무암 동굴: 용암 흐름 과정에서 형성된 용암동굴(예: 고석정 동굴 등)이 분포하며, 지질학적 가치가 높다.
4. 지질 유산 및 보전
- 한탄강 유네스코 세계지질공원 (Hantangang UNESCO Global Geopark): 2020년 7월, 철원군 일원(포천시, 연천군 포함)이 한탄강 국가지질공원에서 유네스코 세계지질공원으로 인증되었다. 철원 지역은 고석정, 직탕폭포, 삼부연폭포, 철원 용암대지 등 대표적인 지질명소(Geosite)를 다수 보유하고 있다.
- 천연기념물: 고석정 일원(천연기념물 제242호), 철원 직탕폭포(천연기념물 제265호) 등이 지정되어 보호되고 있다.
5. 학술적 의의
철원군은 한반도 중부의 지각 변동사(선캄브리아기 기반암 형성, 고생대 퇴적, 중생대 화성 활동, 신생대 구조곡 형성 및 화산 활동)를 연속적으로 연구할 수 있는 야외 실험실적 가치를 지닌다. 특히 제4기 현무암 분출 메커니즘, 용암류의 유동 특성, 추가령 구조곡의 신생대 구조운동사 복원 연구의 핵심 대상지이다.
