해저지질도 (海底地質圖)

과학기술

개념

정의

해저에 나타나는 지질상황을 일정한 규칙에 따라 표시한 지도.

내용

지질도는 일반적으로 축척이 명시된 지형도 위에 지각 최상부의 지질상황을 표시하게 되지만, 해저지질도는 육지와는 달리 바다 밑이라는 특수조건 때문에 두 종류의 지질상황을 구분하여 도시(圖示)하게 된다.

하천에 의하여 육지로부터 자갈·모래·진흙 등의 현생퇴적물(現生堆積物)이 운반되어 해저에 계속 쌓이게 됨으로써 해저지각을 구성하는 암석들이 덮이게 된다. 따라서 해저지질도는 현생해저퇴적물의 분포도와 현생퇴적물 하부에 있는 해저지각지질의 분포도로 구분하게 된다.

해저퇴적물의 분포는 다시 육지와 해저면과의 상호 위치관계, 해저면의 형태 등에 의하여 특징지어지는 현생퇴적물의 성질별 분포상태를 표시한 것과 입도(粒度)에 따른 분포상태를 표시한 것으로 구분하게 된다.

전자의 경우는 대륙붕·대륙사면·대륙대·해저협곡·심해저평원 등을 기준으로 구분하여 표시하며, 후자의 경우는 역(礫)·사(砂)·이(泥)의 세 종류로 대별하여 표시하고 상대적인 함유량과 혼합도에 따라 세분하기도 한다.

해저지각에 대한 지질은 해저의 암석들을 상세히 관찰할 수 없기 때문에 육지의 지질도와는 달리 구성암석을 세분하여 표시할 수 없고 퇴적암류·화성암류·변성암류로 크게 구분하여 표시된다.

퇴적암의 경우에는 지질시대를 기준으로 세분되는데, 고생대(古生代)와 중생대(中生代)퇴적암류의 고기(古期)퇴적암류, 중신세(中新世)와 선신세(鮮新世)퇴적암류의 고제3기(古第三紀)퇴적암류, 갱신세(更新世)와 최신세(最新世)퇴적암류의 신제3기(新第三紀)퇴적암류로 구분되어 표시하게 된다. 해저의 지질구조는 습곡(褶曲)과 단층(斷層)구조가 표시된다.

습곡구조에는 향사축(向斜軸)과 배사축(背斜軸)이 표시되고 단층구조에는 실제단층과 추정단층이 구분되어 표시된다. 해저 하부의 구조는 탄성파탐사자료에 의하여 파악하게 되는데, 탄성파탐사에 의하여 해저의 구조는 음향적기반암(音響的基盤岩)과 상부의 퇴적층으로 크게 구분되고, 퇴적층은 다시 상부로부터 하부로 가면서 미고결(未固結)퇴적물·반고결(半固結)퇴적물·퇴적암으로 구분하게 된다.

지질시대적으로 볼 때 미고결퇴적물은 제4기 퇴적암류에 해당되고, 반고결퇴적물과 퇴적암은 신제3기와 고제3기에 해당된다.

해저퇴적물에 관한 연구는 1872년 영국의 챌린저호(Challenger號)의 항해로부터 시작되었고, 제2차세계대전 이후 해저지형에 대한 연구가 군사적인 목적으로 활발해졌다. 현재에는 석유를 비롯한 여러 가지 해양자원탐사를 위하여 해저지질과 해저구조에 대한 연구가 급속도로 진행되고 있다.

우리 나라에서도 석유탐사를 위한 해저지질조사가 최근에 이루어지기 시작하였다. 한반도 주변에는 전체 면적이 약 35만㎢에 달하는 광대한 대륙붕이 황해와 남해에 넓게 분포하고 있다. 이 대륙붕에 대하여 국립지질조사소는 1966∼1972년에 걸쳐 물리탐사를 실시하였다.

1966년에는 포항지역에 대한 해상탄성파탐사, 1968년에는 황해·남해 및 동지나해에 대한 해상자력 및 탄성파탐사, 1969년에는 황해 및 남해에 대한 항공자력탐사, 1972년에는 동해에 대한 해상탄성파탐사가 실시되어 우리 나라 전체 대륙붕에 대한 해저지질조사가 개략적으로 이루어지게 되었으며, 석유자원의 보존가능성도 확인되었다.

이 조사결과 정부는 1969년에 황해·남해 대륙붕에 7개의 석유광구를 설정하였고 이 광구에 대하여 조광권을 얻은 외국 석유회사들이 석유탐사를 위하여 우리 나라 해저에 대한 해상중력 및 탄성파탐사를 실시하여 해저지질과 지질구조를 파악하였으며 이어 6개 지점에서 시험시추도 하였다.

해저지질도의 중요성은 광대한 해양자원의 탐사에 도움이 된다는 점에 있으며, 지각의 발생과 진화과정을 밝히는 데에도 큰 도움을 주고 있다. 그러나 해저지질도를 작성할 때의 문제점은 조사시 많은 경비가 들고 시료채취가 쉽지 않아 육지보다는 정밀한 지질조사가 어렵다는 점이다.

해저지질조사는 선박과 항공에 의하며, 해저퇴적물의 시료채취와 자력·중력·탄성파탐사의 물리탐사가 시행된다. 시료채취방법에는 해저표층(海底表層)의 시료를 채취하는 방법, 해저 수 미터 깊이까지 채취하는 방법, 해저퇴적물 상부에 돌출된 암석을 채취하는 방법, 시추로 해저퇴적물 하부의 암석을 채취하는 방법 등이 있다.

그러나 시추는 경비가 많이 드는 방법이므로 일반적으로 시행하지 못하고 단지 석유탐사를 위한 시추로부터 퇴적물 하부의 암석을 채취하게 되는 경우가 대부분이다. 물리탐사 중 자력과 중력탐사는 각각 구성암석의 자성(磁性)과 밀도(密度)를 이용하여 해저퇴적물의 분포상태와 퇴적물의 두께를 밝히고 이를 기초로 하여 해저퇴적물 하부의 구성암석을 구분하는 데 도움을 준다.

탄성파탐사는 반사탄성파탐사와 굴절탄성파탐사의 두 가지 방법으로 구분되는데, 각 구성암석들의 탄성계수의 차이로 인하여 이종(異種)암석간의 접촉면에서 탄성파반사와 굴절현상이 나타나는 성질을 이용하는 것으로서 모든 반사면을 도출(圖出)하고 각 암석들의 탄성파속도에 의하여 깊이를 계산하여 길이에 따른 암석의 분포상태를 밝히는 한편 이종암석들의 접촉관계에서 지질구조를 밝히게 된다.

오늘날 모든 물리탐사는 그 기록이 자기(磁氣)테이프에 녹음되어 전산처리됨으로써 기록의 질이 향상되고 정확한 자료해석이 가능하게 되었다. 따라서 과거에 밝히지 못하던 지질현상들이 밝혀졌고 보다 정확한 해저지질도가 작성되게 되었다.

참고문헌

『한국의 지질과 광물자원』(연세대학교 지질학과, 1982)

『한국대륙붕해저지질도』 제 Ⅳ-2도·제 Ⅳ-3도(動力資源硏究所, 1984)

『연근해저지질연구』(동력자원연구소, 1984)

Submarine Geology(Shepard,F.P., Harper and Row Publishers, 1973)

Marine Geology(Kenett,J., Prentice Hall, 1982)

집필자

김종수