강릉탄전
강릉탄전(江陵炭田, Gangneung Coalfield)은 대한민국 강원특별자치도 강릉시 중·남부와 동해시 일부 지역에 걸쳐 있는 평안 누층군 분포지이며 대한민국의 석탄(무연탄) 산지이다. 강릉탄전에는 대한민국 석탄의 약 5%가 매장되어 있으며 1980년대 말까지 90개의 탄광이 운영되었으나 석탄산업 합리화 사업으로 모두 폐광되었다.
개요
[편집]강릉탄전은 강릉시 구정면, 왕산면, 강동면, 옥계면과 동해시 묵호진동에 걸치며 면적은 192 km2 정도이다. 강릉탄전에는 전국 석탄의 약 5%가 매장된 것으로 알려져 있으며 1980년대 말까지 영동탄광, 동덕탄광, 영진탄광, 와룡태우 탄광 등 약 90개의 탄광이 운영되었으나 석탄산업 합리화 사업으로 1996년 모두 폐광되었다. 1980년의 생산 실적은 45만톤이었다.[1][2][3][4]
광산 오염
[편집]강릉탄전에 있던 폐탄광에서 흘러나오는 산성의 폐수에 의해 임곡천은 심각하게 오염되어 있었다. 폐탄광의 갱내수와 폐석침출수는 수소이온농도(pH) 4 이하의 강산성이며 철(Fe)과 황산염(SO42-)이 포함되고 임곡천 상류에서는 철의 침전이 일어났다. 다만 주변의 토양과 지하수는 대체로 오염되지 않았다.[5][6]
층서
[편집]강릉탄전의 층서는 학자마다 다른데, 태백산지구지하자원조사단(1962)은 (밑에서부터, 이하 동일) 홍점층, 사동층, 고방산층으로, 상부 고생대의 층서 확립을 위한 연구(1990)에서는 만항층, 금천층, 장성층, 함백산층, 망덕산층, 언별리층으로, 강릉 지질도폭(2011)에서는 만항층, 중부 평안 누층군, 상부 평안 누층군으로 구분하였다.
평안 누층군의 지질 계통표와 층서는 다음과 같다. 평안 누층군을 대상으로 한 조사가 대부분 석탄을 목적으로 하였기 때문에, 탄전(炭田)이란 명칭을 사용한다.[7][8]
| 지질 시대 | 지역 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 기 | 세 | 절 | 삼척탄전 | 강릉탄전 | 정선-평창탄전 | 영월탄전 | 단양탄전 | 보은탄전 | 평남분지 | 두만분지 |
| 중생대 삼첩기 201.3–252.17 Mya |
중세 237–247.2 Mya | 아니시안 | 동고층 | 박지산층 | 동고층 | 태자원통 | ||||
| 전세 247.2–252.17 Mya | 인두안 | 상원산층 | ||||||||
| 고생대 페름기 252.17–298.9 Mya |
로핑기아 252.17–259.8 Mya | 고방산통 | 송상통 | |||||||
| 과달루페 259.8–272.3 Mya |
카피탄 | 고한층 | (언별리층) | 옥갑산층 | 고한층 | |||||
| 워디안 | 도사곡층 | 망덕산층 | 도사곡층 | |||||||
| 로디안 | ||||||||||
| 시수랄리아 272.3–298.9 Mya |
쿤쿠리안 | 함백산층 | 함백산층 | 함백산층 | 함백산층 | 계룡산통 | ||||
| 아르틴스키안 | 장성층 | 장성층 | 장성층 | 미탄층 | 장성층 | 장성층 | 사동통 | |||
| 사크마리안 | 밤치층 | 밤치층 | 밤치층 | 암기통 | ||||||
| 아셀리안 | 입석통 | |||||||||
| 고생대 석탄기 252.17–298.9 Mya |
펜실베이니아 298.9–323.2 Mya |
모스크바 | 금천층 | 금천층 | 금천층 | 판교층 | 금천층 | 홍점통 | ||
| 만항층 | 만항층 | 만항층 | 요봉층 | 만항층 | 만항층 | |||||
| 바시키르 | ||||||||||
태백산지구지하자원조사단 층서 (1962~1981)
[편집]태백산지구지하자원조사단(1962)에 의하면 강릉탄전의 범위는 강릉시 강동면 안인리에서 묵호읍(현재의 동해시 묵호진동)에 이르는 동해안 일대와, 대관령 동방 4 km 지역에서 강릉시 강동면 만덕봉 지역에 이른다. 강릉탄전의 평안 누층군은 홍점층, 사동층, 고방산층으로 구성되며 이들 지층 내에 무연탄이 포함된다.[1]
홍점층
[편집]강릉탄전의 홍점층은 담녹색 셰일이 우세하며 암회색 셰일, 담녹색 사암, 유백색 석회암, 편암 등으로 구성된다.[2]
사동층
[편집]강릉탄전의 사동층은 강릉탄전 남부의 홍점층과 북부의 고방산층 사이에 분포하며 산성외리, 임곡리, 옥계면 금진리, 묵호항 북쪽 망상동, 대진동 등지에서는 심한 습곡 작용을 받아 복잡하게 분포한다. 사동층은 상, 중, 하부로 나누어지는데 그 전체 두께는 120 m 내외이나 임곡 지역에서는 60 m로 감소한다.[1]
- 하부는 홍점층을 정합으로 덮는 흑색 셰일로부터 중탄층의 하반 사암 직하부까지 30~50 m 두께이며 주로 흑색 셰일로 구성되나 박층의 세립사암을 협재하고 홍점층 가까이 석탄을 협재한다. 하부에 협재된 하탄층은 발달이 불량하여 경제적 가치가 없다. 하탄층의 두께는 1 m 이하이며 탄질은 4500~5000 cal이다.[1]
- 중부는 중탄층의 하반 사암으로부터 상탄층의 하반 셰일 하부까지의 30~40 m 두께의 지층으로서 왕산면은 흑색 사암, 산성우리 지역은 셰일이 우세하다. 중부 내에는 기저부의 5~15 m 두께의 사암을 하반 사암으로 하여 중탄층이 발달한다. 중탄층의 위치는 곳에 따라 다르며 산성외리에서는 고방산층 기저부 직하 70 m, 왕산면 지역에서는 직하 55 m 지점에 위치한다. 중탄층의 상반은 흑색 셰일이며 하반은 중립질의 흑색 사암이다. 이 흑색 사암은 중탄층을 찾는 열쇠층(Key bed)이 되며 흑색 사암 위에 약간의 흑색 셰일이 발달되는 경우가 있어 흑색 셰일을 상하반으로 하여 협재되는 경우도 있다.[1]
- 상부는 상탄층의 하반 셰일로부터 고방산층의 기저 직하부까지이며 주로 세립사암과 사질셰일로 구성된다. 지층의 두께는 곳에 따라 달라 기마봉(騎馬峯) 부근에서는 80~100 m로 두꺼워지고 산성외리에서는 50 m, 왕산면에서 20 m로 얇아지며 임곡리에서는 상부가 없다. 상부에는 상탄층이 협재되어 있으며 주로 강릉시 왕산면 지역에서 현저하다. 산성외리와 금진리 지역에서는 상탄층의 가행이 거의 불가능한 것으로 여겨진다. 상탄층의 상반은 회백색 조립사암이며 하반은 흑색 셰일이다. 이 흑색 셰일은 부분적으로 탄질물의 함량이 높아 가행 대상이 되는 부분도 있다.[1]
고방산층
[편집]강릉탄전의 고방산층은 주로 유백색 조립사암으로 구성되며 하부에 연속성이 불량한 적~갈회색 셰일이 발달한다.[2]
손치무 (1966)
[편집]손치무(1966)는 강릉탄전 동부의 평안 누층군을 홍점층, 임곡층, 기마층, 정동층으로 구분하고 이들의 관계를 모두 부정합으로 보았다.[9]
홍점층
[편집]홍점층은 평안 누층군의 최하부 지층으로 석병산 석회암층과 부정합 관계이며 그 경계 부근에서 산출되는 백색석회암, 홍색/담녹색의 변질셰일은 홍점층에 포함되지 않는다. 홍점층은 주로 (담)홍색, 담황색 셰일로 구성된다.[9]
임곡층
[편집]임곡층은 과거 사동층의 하부에 해당하며 회/흑색 조립질사암, 흑색 사질셰일, 흑색 및 탄질셰일, 암흑색 사암으로 구성되고 1매의 석탄층이 협재된다. 임곡층의 두께는 25 m 이하이다.[9]
기마층
[편집]기마층(騎馬層, Gima Formation)은 강릉시 옥계면 금진리 북서부 기마봉(381.7 m)을 표식지로 하며 상부와 하부로 나누어진다. 하부는 중/조립질사암, 흑색 셰일, 탄질셰일로 구성되고 1매의 저질 탄층이 협재된다. 상부는 암석의 색으로 하부와 구별되며 담적색, 적자색, 회색 및 흑색셰일, 사질셰일, 갈회색 조립사암, 운모질셰일 등으로 구성되고 기저에 갈회색/자색 사암이 있으며 곳에 따라서는 각력암이 관찰된다.[9]
정동층
[편집]정동층은 과거 고방산층에 해당하며 주로 담회색 내지 담갈색의 조립질사암으로 구성되고 기저부에 각력층이 있다. 지층의 상한이 없으나 지층의 두께는 최대 120 m이다.[9]
삼척탄전 층서 (1975~2011)
[편집]만항층
[편집]
만항층(Manhang formation)은 평안 누층군의 최하부인 석탄기 지층으로 과거의 홍점층에 해당하며, 하부 지층인 석병산층을 부정합으로 덮는다. 강릉탄전의 만항층은 저색, 녹색, 회색 셰일, 녹회색 세립/조립사암, (녹)회색의 셰일과 실트스톤으로 구성되며 회색, 유백색 내지 담홍색 석회암이 협재되고 지층의 두께는 약 300 m이다.[3]
금천층
[편집]금천층은 과거의 상부 홍점층에 해당하며 암회색 사암, 흑색 세립질사암, 사질셰일과 셰일로 구성되고 2매 이상의 렌즈상 석회암을 협재한다. 이 석회암층준에서 4종의 방추충 화석과 기타 유공충의 화석이 보고되어 있다. 지층의 두께는 80~120 m이다.[3]
장성층
[편집]장성층은 (암)회색의 중-조립사암과 암회색/흑색 사암으로 구성되며 수 매의 석탄이 협재된다. 셰일층에는 Annularia, Cordaites, Stigmaria, Tingia, Tingiostachya 등의 식물 화석이 보고되어 있다. 지층의 두께는 150 m 정도이다.[3] 강릉시 강동면 안인진리 지역에서 장성층은 북북동-남남서 방향의 역단층을 따라 4회 반복 분포하며 담회색/흑색 중/세립사암과 셰일로 구성되고 석탄을 포함한다. 주향과 경사는 북동 20~30° 및 북서60~70°이다.[10]
함백산층(咸白山層, Hambaeksan Formation)은 과거의 고방산층 하부에 해당한다. 강릉탄전의 함백산층은 유백색, (담)회색, 담녹색의 (극)조립사암과 담녹색-(녹)회색 세립사암으로 구성되며 박층의 흑색/암회색 셰일과 사암을 협재한다. 지층의 두께는 약 200 m이다.[3] 강릉시 강동면 심곡리~옥계면 금진리 해안도로를 따라 아래 사진과 같이 함백산층이 드러나 있으며 습곡과 단층, 광맥이 관찰된다.
망덕산층
[편집]망덕산층(Mangdeoksan Formation)은 함백산층을 정합으로 덮으며 암회색 사암과 셰일로 구성된다. 지층의 두께는 250 m이며 삼척탄전의 도사곡층에 대비되는 것으로 추정된다.[3]
언별리층
[편집]언별리층(彥別里層, Unbyeolri Formation)은 강릉시 강동면 언별리를 표식지로 하며 담녹회색 및 백색 사암과 담녹색 셰일로 구성되며 지층의 두께는 약 250 m이다.[3]
강릉 지질도폭 (2011)
[편집]
강릉 지질도폭(2011)에서는 금천층과 장성층의 구분이 어렵고 금천층의 분포가 넓지 않아 둘을 하나로 묶어 중부 평안 누층군을 설정했으며, 함백산층과 그 위의 망덕산층, 언별리층의 암상 구분이 어려우며 분포 면적도 넓지 않아 셋을 묶어 상부 평안 누층군을 설정하였다.[4]
강릉 지질도폭에 의하면 강릉탄전의 만항층은 타 지역의 만항층에 비해서 분포 면적이 넓고 두껍다. 강릉탄전의 만항층은 주로 담녹색 천매암/셰일, (암)회색 셰일이나 세립질사암으로 구성되며, 특징적으로 타 지역에서는 나타나는 적(회)색의 셰일과 사암이 거의 없다. 만항층 내에는 백색 석회암이 렌즈상으로 협재하며, 중부에 2개의 석탄층이 보고되어 있다.[4]
- 강릉시 왕산면 도마리의 만항층은 (녹)회색의 천매암이 가장 우세하며, 점판암, 세립질 사암, 석회암이 일부 협재한다.[4]
- 강릉시 강동면 임곡리 지역에서 만항층은 임곡 단층의 서편과 동편에 모두 분포한다. 서편에서는 석병산층의 상부에 부정합적으로 놓이며, 동편에서는 석병산층과 접하는 부분 없이 넓은 지역에 걸쳐서 분포한다. 임곡단층 동편으로 넓게 분포하는 까닭은 남북 방향의 향사와 배사가 최소한 3조가 발달하면서 지층이 반복되기 때문으로 해석된다. 임곡 단층 동편의 만항층은 임곡교회 부근까지 분포하고, 임곡단층 서편에서는 강릉승마장 부근까지 분포하여, 임곡단층에 따른 만항층의 겉보기 수평 변위량은 약 2.9 km에 이른다.[4]
중부 평안 누층군
[편집]강릉 지질도폭(2011)의 중부 평안 누층군은 금천층과 장성층 및 사동층에 해당한다. 강릉시 왕산면 도마리와 구정리에서는 습곡구조에 의해서 만항층과 상부 평안 누층군 사이에 노출된다. 특히, 강릉시 구정면 언별리와 강동면 안인진리에서는 중부 평안 누층군이 역단층에 의해서 여러 차례 반복된다. 중부 평안 누층군의 하한은 만항층 상위로 암색이 어두워지기 시작하는 부분이며, 상한은 상부 평안누층군의 유백색 사암이 노출되기 시작하는 지점이다. 중부 평안 누층군은 주로 암회색 셰일, 실트스톤, 세립질사암 등으로 구성되며 탄질셰일이 협재되고 대부분 천매암화되어 있다. 중부 평안 누층군의 상부에 해당하는 장성층에는 4매의 무연탄층이 협재하며, 페름기를 지시하는 Annularia, Cordaites, Stigmaria, Tingia 등의 식물 화석이 보고되었다. 중부 평안누층군 상부에 해당하는 장성층을 따라 과거에 지암탄광, 영동탄광, 동림탄광 등이 개발되었으며, 그 흔적이 지금도 많이 남아있다.[4]
상부 평안 누층군
[편집]강릉 지질도폭(2011)의 상부 평안 누층군은 함백산층, 망덕산층, 언별리층에 해당한다. 강릉탄전 내에서 습곡에 의해 반복되어 넓게 분포한다. 구정면 구정리와 강동면 언별리 일대에서 중생대 화강암과 접한다. 상부 평안 누층군은 중부 평안 누층군을 정합으로 덮으며, 전체적으로 유백색/연회색 사암 또는 규암이 우세하고, 천매암질사암과 실트스톤이 협재된다.[4]
강릉시 왕산면 왕산리의 돼지바위는 평안 누층군과 대관령 화강암의 경계에 위치한다.
- 상부 평안 누층군
강릉시 성산면 오봉리 산 1-2 도로변
북위 37° 41′ 53.5″ 동경 128° 48′ 42.2″ / 북위 37.698194° 동경 128.811722°
지질구조
[편집]강릉 남동부의 강릉 탄전 지역에서는 고생대 후기의 평안 누층군 내에 엽리, 압쇄, 단층, 습곡 구조와 같은 형성 시기를 달리하는 수많은 지질구조가 발달한다. 평안 누층군의 퇴적 이후, 이 지역 내에서 최소한 1회의 압쇄작용, 3회의 습곡작용, 3회의 단층운동이 확인된다. 김유홍 외(2012)는 강릉탄전 북동부 안인진리 지역의 지질조사를 통해 6회의 변형작용을 설정하였다. 지질구조와 남항진 섬록암과 강릉 화강암과의 관계를 통해 첫번째부터 네번째 변형작용까지는 트라이아스기(232 Ma) 이후, 쥐라기(174 Ma) 이전에 일어난 것으로 추정되며, 첫번째와 두번째 변형작용은 남중국판과 북중국 강괴 충돌의 영향일 가능성이 높다. 그리고 임곡 단층은 백악기 이후에 형성된 것으로 보인다.[10]
- 도마리 배사는 왕산면 도마리에 서북서-남동 방향으로 발달하며, 습곡 가운데에 조선 누층군 석병산층이, 그 양쪽에 평안 누층군 만항층이 분포한다. 도마리 배사는 등사 습곡의 구조를 보인다.
- 늘목재 배사는 매봉산(820.7 m) 부근, 구정면 구정리와 왕산면 도마리 사이에 위치한 고개 늘목재에서 성산면 산북리의 좌망두마을로 이어지는 연장 2.5 km, 북북서-남남동 방향의 축을 가진 배사 습곡이다. 이 습곡 구조에 의해 가운데에 암회색의 셰일과 사암인 중부 평안 누층군이, 그 양쪽에 유백색 사암인 상부 평안 누층군이 분포한다. 도마리 배사와 마찬가지로 등사 습곡이다. 성산면 산북리에서 남항진 섬록암에 관입당해 소멸된다.
- 칠성산 향사는 구정면 어단리 남쪽의 칠성산을 지나는 남-북 주향의 향사 습곡으로, 칠성저수지에서 석병산 부근까지 약 7 km 이어진다. 칠성산 향사는 강릉탄전의 평안 누층군의 분포에 영향을 주는 대규모의 습곡 구조로, 남-북 방향의 축을 경계로 평안 누층군 지층이 동측에서는 북북동 주향에 서북서 경사를 보이며, 서측에서는 북서 주향에 북동 경사를 보인다. 칠성산 향사 동측에는 임곡 단층을 따라 석병산층과 만항층이 길게 드러나 있어 칠성산 향사에 대응되는 배사 구조의 존재를 암시하였으나 조사 결과 뚜렷한 배사 구조가 확인되지는 않았다. 이는 후기의 변형작용이 겹치며 지층이 교란되었기 때문일 것이다.
- 임곡 단층은 강릉탄전 지역에서 약 20 km 이상 추적되는 단층이다. 단층의 주향은 북동 15°이며, 고각의 수직 단층이다. 강릉탄전 보고서에서 임곡 단층은 동측이 떨어진 수직단층으로 보고되었다. 임곡 단층에 따른 만항층의 겉보기 수평 변위량은 약 2.9 km에 이른다. 따라서 임곡단층은 동쪽 지괴가 떨어진 정단층 운동과 우수향 주향이동이 복합적으로 일어난 단층일 가능성이 높다.[4]
- 강릉시 구정면 언별리와 강동면 안인진리에서는 평안 누층군 장성층과 함백산층이 역단층에 의해서 여러 차례 반복 분포한다. 강동면 안인진리에서 평안 누층군이 반복되는 현상은 기존에 등사 습곡에 의한 것으로 해석되었으나 황재하 등(2011)은 지질조사를 수행하고 시추자료를 분석하여 지층의 반복 분포 현상이 습곡이 아닌 평행한 역단층들의 발달에 기인한 것으로 확인하였으며 이 평행 역단층들이 인편상으로 발달하는 스러스트 단층일 가능성이 높다고 하였다.[11] 언별리 단경골에서 망덕봉으로 올라가는 능선에서는 서쪽부터 언별리 스러스트 단층, 망덕봉 스러스트 단층 2개 단층에 의해서 상부 평안 누층군 내에 중부 평안 누층군이 두 번 반복된다. 임곡 단층 동편의 강동면 안인진리에는 서쪽부터 북북동-남남서 주향의 송촌 스러스트 단층, 허이대 스러스트 단층, 대포동 스러스트 단층 3개 단층에 의해서 중부 평안 누층군이 세 번 반복된다. 이중 대포동 스러스트 단층은 안인진리 해안가에서 강릉 화강암에 의해 절단되어 역단층 운동은 평안 누층군이 퇴적된 후 1억 7400만 년 전 이전에 일어난 것으로 추정된다.[4]
지질명소
[편집]정동심곡 바다부채길은 강릉시 강동면 심곡리와 정동진리 해안에 설치된 2.6km의 해안길로, 이 해안길을 따라 아래 사진과 같이 평안 누층군의 노두가 대규모로 드러나 있으며 평안 누층군 함백산층과 층리, 습곡, 암맥 등 다양한 지질구조를 관찰할 수 있다. 이 길은 강동면 심곡리 심곡항 북쪽의 매표소에서 정동진 해안단구의 썬쿠르즈리조트 부근의 매표소까지 이어지며 중간에 부채바위, 투구바위 등의 명소가 있고 입장료는 성인 5,000원이다. 이 길은 바다와 퇴적암인 평안 누층군으로 구성된 절벽에 아주 가까워 월파와 낙석에 주의하여야 한다.
정동심곡 바다부채길의 바닷가를 따라 평안 누층군 함백산층이 드러나 있다. 과거 고방산층군으로 분류된 이 지층은 주로 사암으로 구성되며 셰일이 협재되고 해안을 따라 시스텍이 분포한다. 셰일층에는 식물 화석 등이 확인되었다.[12]
투구바위 측면
부채바위 측면 (층리면)
부채바위 정면
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같이 보기
[편집]각주
[편집]- 1 2 3 4 5 6 “태백산지구 지하자원 조사보고서: 석탄편”. 한국지질자원연구원. 1962년.
- 1 2 3 이근창 (1981년 6월). “강릉탄전의 지질 (Geology of the Gangreung Coalfield)”. 《대한지질학회》 17 (2): 140-142. doi:10.14770/jgsk.1981.17.2.140.
- 1 2 3 4 5 6 7 “한반도 상부 고생대의 층서 확립을 위한 연구(II) The Stratigraphy of the Upper Paleozoic Formations in Korea”. 한국지질자원연구원. 1990년.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 김유홍 (2011년). “강릉·주문진도폭 지질조사보고서”. 한국지질자원연구원.
- ↑ 전효택; 김주용; 최시영 (1998년). “폐석탄광 주변 지구화학적 환경의 중금속 오염 평가 - 강릉탄전 임곡천 일대를 중심으로 (Evaluation of Heavy Metal Contamination in Geochemical Environment around the Abandoned Coal Mine - With special reference to geochemical environment around the Imgok Creek in the Gangreung Coal Field)”. 《대한자원환경지질학회》 31 (6): 499-508.
- ↑ 김주용; 전효택 (1999년 4월). “산성광산배수에 의해 영향을 받는 강릉탄전 임곡천에서 형성되는 Fe 침전물의 화학적 형태 (Chemical form of Fe-precipitates Precipitated from the Imgok Creek Affected by Acid Mine Drainage in the Gangreung Coal Field)”. 《한국자원공학회》 36 (2): 150-158.
- ↑ “한반도 남부의 상부 고생대 평안누층군의 층서와 대비”. 대한지질학회. 2017년 4월.
- ↑ 한국지구과학회 (2001). 《지구과학개론》. 서울: 교학연구사.
- 1 2 3 4 5 손치무 (1966년 12월). “Geologic Structure in the Eastern Part of Gangreung Coal Field (江陵炭田 東部의 地質構造)”. 《대한지질학회》 2 (2): 8-17.
- 1 2 김유홍; 황재하; 김성원 (2012년 4월). “강릉탄전 동북단부 안인진리 지역의 지질구조와 단층운동사 (Geological structures of the northern Gangneung coalfield)”. 《대한지질학회》 47 (4): 411-421. doi:10.14770/jgsk.2011.47.4.411.
- ↑ 황재하; 김유홍; 김성원 (한국지질자원연구원) (2011년 8월). “Geological structure and Fault chronology of the Aninjin-ri area, north-east end of the Gangneung Coal-field”. 대한지질학회.
- ↑ 박영록; 조경남 (강원대학교); 백인성; 김현주 (부경대학교); 임현수; 강희철; 신숭원; 김현정; 하수진; 하상민 (부산대학교); 김종선 (전남대학교); 조형성 (경상대학교) (2019년 12월). 《강원권 지질유산 발굴 및 가치평가 (Assessment of the value and distribution of Geological Heritages in Gangwon Province)》. 국립공원공단, 대한지질학회.
