강릉 심곡 해안에 발달한 타포니의 물리·화학적 특성에 기초한 풍화 진행 양상

Abstract

강릉 심곡리에 발달한 풍화미지형에 대한 연구는 동해안의 사면 지형 발달을 예측하는데 활용할 수 있어 학술적 가치가 높다. 또한 다양한 형태의 풍화지형을 가까이서 관찰할 수 있는 자연학습의 장소로서의 역할을 할 뿐만 아니라 해안도로를 이용하는 주민 및 방문객의 안전을 위해 정밀한 학술조사가 선행될 필요가 있다.

타포니의 주원소 이동에 따른 풍화 진행 양상 및 암석 강도에 따른 풍화 특성을 파악하고자 강원도 강릉 심곡리에 위치한 해안 절벽과 시스택을 대상으로 연구를 수행하였다. 타포니의 특징적인 4개 지점에 대한 박편 감정이 이루어졌고, 슈미트 해머를 이용하여 16개 지점에 대한 물리적 강도를 측정하였다. 암석의 화학적 성분 차이를 파악하기 위해 총 16개 시료에 대한 XRF 분석을 수행하였다.

타포니가 주로 나타나는 암석은 경녹리석 편암류로, 2차 광물인 견운모가 많이 포함되어 있었다. 반면 셰일에서는 타포니가 거의 관찰되지 않아 동일한 환경 하에서도 암석의 공극에 따라 풍화 양상이 다르게 나타날 가능성을 시사했다. 타포니의 내벽과 미풍화 암석의 외벽 간 강도를 측정한 결과 타포니의 내벽은 외벽보다 낮은 강도를 보였고 그늘진 내부 환경일수록 그리고 해안에 가까울수록 낮은 강도를 나타냈다.

화학적 성분 분석의 결과 Ca, Na, K와 같은 원소의 이동을 통해 장석류 광물이 가수분해 되고 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 거의 모든 시료에서는 S와 Cl이 미량에서 지각평균치 이상의 양까지 검출되었다. Ca, Na와 같은 원소는 이러한 성분과 결합할 경우 석고나 암염과 같은 염정을 형성할 수 있다. 타포니 내벽의 박리 퇴적물 성분에서 CaO, Na2O, K2O 산화물이 집적되어 있다는 것, 모든 암분에서 CaO 함량이 높게 나타나고 있다는 점에서 풍화작용의 결과 내벽 내에서 성장한 염정에 의해 박리된 암편이 떨어져 쌓인 것을 알 수 있었다. 박리 현상은 주로 그늘지고 습한 내벽과 천장을 따라 활발히 일어나고 있고 이를 통해 타포니의 성장 및 진행 방향을 예측할 수 있다.

본 연구는 박편 감정과 주원소 이동 양상을 통해 암석 내부에서 풍화가 진행되는 과정을 근본적으로 밝히고자 하였으며 암석 강도에 따른 풍화 특성을 살펴보았다. 추후 신선한 모암과 암분을 대상으로 XRD, SEM 등 추가적인 화학 분석이 진행된다면 타포니 발달요인 및 양상에 대해 보다 확실한 관계를 밝힐 수 있을 것이다.