남포층군

남포층군은 평원돌출대 남쪽의 남포시 서해갑문지구에 있는 고시생대 변성암체이다. 이들은 1990년대 이후 새형의 동위원소지질년대학적 연구기법이 도입되면서 장풍층군과 함께 기존의 《랑림층군》에서 갈라져 나온 층서단위이다.

연구역사

1990년대 이전에는 모든 시생대 암석들을 《랑림층군》의 혼성암-편마암-결정편암류로 보고 지역적으로 통일되지 않은 층서단위를 부여하였다. 이 《랑림층군》 암석들에 대해서는 적은 수의 K-Ar 동위원소년대자료만 약간 알려져 있었으며 시생대라고 본 근거는 이러한 K-Ar 동위원소년대자료들과 함께, 원생대층서와 구조접촉을 하고 있다는 야외지질학적근거에 지나지 않았다. 당시 남포지역의 《랑림층군》은 총 5개로 나누었고, 아래에서부터 우로 각각 삼화리층(1층), 양곡리층(2층), 대대리층(3층), 고령층(4층), 령남리층(5층)으로 명명하였다. 이 중 서해갑문 근방에 대한 Sm-Nd 동위원소년대측정이 1990년대 중후반에 들어 동경농업대학의 이노마타 미찌야 교수와 북한 지질학자들의 공동연구에 의해 이루어졌는데, 이 때의 연구결과를 기반으로 하여 2009년에는 1:5만 지질도폭을 전산화, 공식적으로 옛 《랑림층군》에서 남포층군을 분리·독립시키게 되었다.

층서

과거 남포층군은 남포지역의 랑림층군 제1층에 속해있었다. 남포지역의 랑림층군 1층은 층상혼성암화된 흑운모편마암, 각섬편암, 변탄산염암으로 이루어져 있는데 그 층서는 령남리의 일수각 부근을 기준으로 했을 때 아래에서부터 위로 다음과 같다.

• 1. 근청석석류석흑운모편마암(자소휘석화철휘석질암이 10~15 cm 두께로 사이사이에 끼임)...30 m.
• 2. 자소휘석회철휘석질암...15 m.
• 3. 석류석흑운모편마암...30 m.
• 4. 흑운모편마암...500 m.
• 5. 근청석석류석흑운모편마암(자소휘석회철휘석질암이 5~6 m 두께로 사이사이에 자주 끼임)...50 m.
• 6. 압쇄된 근청석석류석편마암...100 m.
• 7. 덮여서 가려진 구간...40 m.
• 8. 석류석근청석흑운모편마암(자소휘석회철휘석질암이 1.5 m 두께로 사이에 끼임)...150 m.
• 9. 근청석흑운모편마암...30 m.
• 10. 석류석흑운모편마암...80 m.
• 11. 석류석근청석흑운모편마암...50 m.

남포층군은 광량만단층을 경계로 하여 증산층군과 구조접촉하며, 북서방향으로 잇달린다. 그 두께는 령남리 일수각 기준으로 535 m이다.

암석학적 특성

남포층군을 구성하고 있는 암석에는 주로 흑운모자소휘석편마암, 석류석흑운모편마암, 흑운모편마암, 근청석편마암 등이 있다.

이 중 자소휘석편마암은 사장석 60~65%, 석영 5~10%, 흑운모 5~10%, 자소휘석 5~8%, 각섬석 3~5%, 칼리움장석 2~3% 등으로 이루어져있다. 유색광물이 많은 경우 자소휘석 양은 25%까지도 나온다. 이 중 자소휘석의 테두리를 따라 침상의 각섬석이 붙어있으며, 또한 각섬석입자 안에는 자소휘석의 교대잔류물이 남아있다.

함근청석편마암은 석류석 20~30%, 근청석 15~20%, 석영 20~25%, 흑운모 2~3%, 사장석 3~5%, 미사장석 3~5%, 일부 규선석이 들어있다. 여기서 근청석은 쌍정구조가 잘 보이고 석영이나 광석광물을 포과하고 있다. 일부 광물들은 백운모-녹니석집합체로 변질되었다. 또한 이 암석에서 석류석은 두 가지 형태로 나타나는데 하나는 크기 1~3 mm의 작은 원형석류석 결정들이 암석 내에 균일하게 분포하는 모습이고, 다른 하나는 우백질부분에서 1 cm 이상 굵기의 조립질결정들이 서로 뭉쳐있는 모습이다.

남포층군의 암석들 중 자소휘석편마암과 석류석규선석편마암, 석류석근청석편마암에서 광물공반은 석류석+흑운모+근청석+규선석+정장석+사장석+석영 등으로 나타난다. 석류석-흑운모 지질온도계를 이용한 결과 이들 암석은 온도가 700 ℃ 이상에 압력 역시 700~800 MPa의 고온저압~고온중압의 백립암상 변성상을 보임이 밝혀졌다. 한편, 일부 석류석편마암에서는 각섬암상의 광물공반도 보이는데, 이는 후에 남포지역의 변성암들이 백립암상에서 온도가 점차 낮아지는 방향으로 변성받았음을 의미한다.

동위원소지질년대

남포층군의 Sm-Nd 동위원소지질년대는 3503 Ma로 알려져 있다[2].