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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.38 No.2 pp.141-149
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2017.38.2.141

SHRIMP U-Pb Ages of Dinosaur and Bird Footprints found in Cretaceous Formation of Saok Island, Jeollanam-do, South Korea

Cheong-Bin Kim1*, Uijin Kim2, Minsu Park3, Koo-Geun Hwang4, Keewook Lee5
1Department of Physics Education, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea
2Jeonnam Science High school, Naju 58215, Korea
3Science Education Center for Gifted Youth, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea
4Suncheon Seungju Middle school, Suncheon 57908, Korea
5Division of Environmental and Material Sciences, Korea Basic Science Institute, Cheongju 28119, Korea
Corresponding author: cbkim@scnu.ac.kr+82-61-750-3393, +82-61-750-3308
March 18, 2017 March 27, 2017 March 28, 2017

Abstract

The geology of Saok island area in Jeollanam-do can be divided into 4 lithologic types: Jurassic granite, Cretaceous sedimentary rocks, acidic tuff and acidic dikes. In the Saok island area, dinosaur and web-footed bird footprints, arthropod trackway and silicified wood were found recently in the Cretaceous sedimentary rocks which composed of alternating light grey sandstone, shale and mudrock. The fossil-bearing sedimentary rock is overlain by an acidic tuff, and the sedimentary rock and acidic tuff are cut by acidic dykes. In order to constrain the depositional age of the Cretaceous sedimentary rocks in Saok island area, SHRIMP U-Pb zircon ages were determined in the tuffaceous sandstone and overlying acidic tuff. Zircon U-Pb ages of the sandstone and tuff are 83.58±0.86 and 79.80±0.75Ma, respectively, which belong to the Campanian of the Late Cretaceous. The U-Pb age of the acidic tuff indicates the eruption time of acidic tuff and thus the minimum age of the fossil-bearing sedimentary rocks in this area. Therefore, the formation age of the dinosaur and web-footed bird footprints can be constrained between 83.6 and 79.8Ma.


전라남도 사옥도 백악기층에서 발견된 공룡과 새발자국 화석의 SHRIMP U-Pb 연대

김 정빈1*, 김 의진2, 박 민수3, 황 구근4, 이 기욱5
1순천대학교 물리교육과, 57922, 전남 순천시 중앙로 255
2전남과학고등학교, 58215, 전라남도 나주시 금천면 오강길 33
3순천대학교 부설 영재교육원, 57922, 전남 순천시 중앙로 255
4순천승주중학교, 57908, 전라남도 순천시 승주읍 승주로 615
5한국기초과학지원연구원 환경소재분석연구부, 28119, 청주시 청원구 오창읍 연구단지로 161

초록

전남 사옥도 지역의 지질은 쥐라기 화강암, 백악기 퇴적암, 산성응회암, 산성맥암으로 구분된다. 최근 공룡 발자 국, 새 발자국 및 절지동물의 보행열이 발견된 사옥도지역의 백악기층은 하부로부터 담회색 사암, 셰일, 이암 등이 교 호한다. 화석을 포함하는 퇴적암은 산성응회암에 의해 덮이며, 산성암맥이 퇴적암과 응회암을 관입한다. 사옥도 지역 백 악기 퇴적암의 퇴적시기를 밝히기 위해 응회질 사암과 상부의 산성 응회암에 대해 저어콘의 SHRIMP U-Pb법 절대연 대를 측정하였다. 사암과 응회암의 U-Pb 연대는 각각 83.58±0.86와 79.80±0.75 Ma이며 이는 백악기 후기의 캄파니안 에 해당된다. 산성응회암의 연대는 응회암의 분출시기와 화석을 포함하는 퇴적암의 최소 연대를 지시한다. 따라서 공룡 과 물갈퀴 새발자국의 형성연대는 83.6와 79.8 Ma 사이로 추정된다.


    Sunchon National University

    서 론

    2008년 전남 신안군 사옥도 북동쪽 해안에 노출된 중생대 사암과 이암층에서 새로운 화석들이 발견되었 다. 여기에는 수 많은 새 발자국을 비롯하여 공룡 발 자국과 연체동물의 생흔화석이 포함되어 있다(Hwang et al., 2010). 최근 유네스코 세계자연유산(World Natural Heritage)과 세계지질공원(Global Geopark)에 대한 관심이 높아지면서 지질유산(geoheritage)에 대 한 중요성이 점차 증가하고 있다. 특히 한국의 경우 국토 면적에 비해 학술적 가치가 높은 다양한 지질 유산을 보유하고 있으므로 지질유산의 활용가치가 매 우 크다고 할 수 있다. 따라서 향후 유네스코 세계유 산 등재를 위해서는 기존의 후보지에 대한 지속적인 학술연구가 필수적이며, 이와 병행하여 새로운 후보 지에 대한 학술적 연구와 발굴이 수행되어야 할 것 이다. 지금까지 알려진 지질유산에 대한 연구는 유산 자체의 학술적 가치와 공간적 규모에 관한 연구가 대부분이며, 지질유산의 형성시기를 밝히는 절대연대 측정에 관한 연구는 매우 드물다(Kim et al., 2003; Park et al., 2003; Kim, 2008; Rhee et al., 2012; Kim and Kang, 2012). 하지만 지질유산의 형성연대 는 지질학적으로 가장 기초적인 정보이므로 보다 정 확한 정보 전달과 학술적 가치를 증진시키기 위하여 절대연대측정 연구는 필수적이라고 할 수 있다.

    이 연구에서는 사옥도 해안에 노출된 백악기 퇴적 층에서 산출되는 공룡 발자국과 물갈퀴 새 발자국 화석의 형성시기를 밝히기 위하여 이와 동시 퇴적구 조를 보이는 응회암질사암, 그리고 이 퇴적층을 부정 합으로 덮는 산성응회암을 대상으로 저어콘을 이용한 SHRIMP U-Pb법 절대연대측정을 실시하였다. 이 결 과를 근거로 사옥도지역에서 화산활동과 분지의 퇴적 시기를 밝히고 이를 토대로 백악기층에서 관찰되는 공룡 발자국과 물갈퀴 새 발자국 화석의 형성시기에 관한 최소 및 최대 지질연대를 제시하였다. 그리고 연구지역의 생흔화석과 해남, 보성, 신안, 화순, 여수 및 시화호지역에서 보고된 공룡들의 활동시기에 관하 여 토의하였다.

    지질개요

    연구지역은 행정구역상으로 전라남도 신안군 지도 읍 탄동리와 당촌리에 해당되며, 쥐라기 화강암을 기 저로 이를 부정합으로 덮는 백악기 퇴적암, 산성응회 암, 산성맥암, 그리고 상기의 모든 암석을 부정합으 로 덮는 제4기층으로 구성되어 있다(Fig. 1).

    쥐라기 화강암은 사옥도의 북부와 동부에 해당하는 지도읍 지역에 널리 분포하며 산성응회암에 의해 부 정합으로 덮히고 산성맥암에 의해 관입된다. 화강암 은 담회색에서 회색을 띠는 균질한 중립 내지 조립 질이며, 화강암 분포지역은 풍화를 많이 받아 대체로 낮고 완만한 지형을 보인다. 또, 지도읍 두류산 부근 에서 산성응회암에 의해 부정합으로 덮히며 백악기 퇴적층과 직접 접하지 않으나 나주 지역에서는 쥐라 기 화강암이 백악기 퇴적층에 의해 부정합으로 덮힌 다(Lee et al., 1997). 연구지역의 쥐라기 화강암의 구 성광물, 조직 및 산상 등이 나주화강암류의 일원인 흑운모화강암과 거의 일치하여 본 암체가 나주화강암 의 연장 암체로 추정되나 불확실하다. 편광현미경하 에서 관찰한 화강암의 조암광물은 주로 석영, 사장석, 흑운모와 미사장석이고 소량의 견운모와 녹렴석, 스 핀, 불투명광물, 저어콘, 인회석 등을 포함한다. 이 암석에 대한 절대연대측정 결과 U-Pb 저어콘 지질연 대는 175 Ma로 등시선의 하단부에 수렴하며 쥐라기 중기에 해당하는 바조시안(Bajocian)에, 그리고 흑운 모를 이용한 Ar-Ar과 K-Ar 지질연대는 159 Ma (박영 석, 미발표)로 쥐라기 말기의 옥스포디안(Oxfordian)에 해당한다(Huh et al., 1998). 상기 지질연대 중 저어 콘을 이용한 U-Pb법과 흑운모를 이용한 Ar-Ar법 지 질연대는 각각 쥐라기 화강암의 관입시기와 흑운모의 결정화 시기를 지시한다.

    공룡과 물갈퀴 새발자국 화석들이 산출되는 연구지 역의 퇴적층은 주로 담회색 내지 담회록색을 띠는 사암과 실트암 및 회색 내지 암회색을 띠는 이암으 로 구성된다. 본 퇴적층은 솔섬과 사옥도 북동부 해 안 및 조간대 지역에 분포하여 지층의 하한을 추정 하기 어렵고 그 상부는 산성응회암에 의해 피복된다. 본 층에서 관찰되는 사암과 이암, 역암 등은 주로 응 회암 기원의 퇴적층이며, 공룡발자국이 여러 층준에 걸쳐 나타난다. 이와 같은 퇴적층의 특성은 이 퇴적 층이 해남, 여수, 화순 등지에 발달된 유천층군에 대 비됨을 지시한다(Huh et al., 2003; Hwang et al., 2010). 세립사암 내지 실트암에서는 수평층리와 사엽 층리, 연흔 및 생흔화석 등이 발달되어 있다. 이들을 피복한 이암에서는 때때로 보통 렌즈상의 불완전한 건열구조와 우흔 등이 산출된다. 이러한 연구지역의 교호층에서는 1 cm 내외의 작은 짐구조(load cast)에 서 부터 수십 cm 규모에 이르는 퇴적동시성 변형구 조까지 다양한 크기와 형태를 갖는 변형구조들이 관 찰된다. 또한 세립 사암 내지 실트암과 이암의 교호 층에서는 공룡발자국과 새발자국 화석들이 산출된다. 이러한 연구지역의 퇴적 특성은 이 퇴적층들이 호수 주변부의 사질평원 내지 이질평원에서 층상범람에 의 해 형성된 퇴적층임을 시사한다. 본 퇴적층에서 공룡 발자국, 물갈퀴 새발자국, 규화목, 연흔 및 우흔구조 는 세립질 사암 내지 실트암과 이암의 교호층에서 산출되며 7개 층준에서 확인되었다(Hwang et al., 2010).

    본 역에 분포하는 산성응회암은 산상과 구성광물 및 야외증거 등을 고려할 때 옥천습곡대 서남부지역 에 속하는 해남, 진도, 완도, 무안지역에서 유천층군 에 대비되는 진도유문암, 황산응회암, 장동응회암, 가 사응회암 등과 동일한 암층으로 추정된다. 이 암석은 옥천습곡대 서남부지역에서 쥐라기 화강암을 부정합 으로 덮으며 후기의 맥암류에 의해 관입된다(Fig. 1). 본 암은 사옥도, 임자면, 증도면, 지도읍지역에 널리 분포하며 이 암석의 바탕은 담회색을 띠고, 유문암- 라필리암으로 구성되어 있다. 본 암에서 라필리는 대 체로 장경 2-5 mm의 담적색에서 담회색 화산쇄설물 로 구성되며, 10-20 mm의 담저색 화산암편을 소량 포함한다. 이 암석을 구성하는 라필리와 조암광물 결 정의 비율은 다양하지만 대체로 라필리의 함량이 우 세하고 일부 지역에서는 양호한 용결구조가 관찰된 다. 이 암석의 결정은 주로 사장석, 석영, 새니딘, 흑 운모, 불투명광물로 구성되어 있다. 사장석은 주로 0.5-3 mm 크기의 자형 및 반자형을 이루며 알바이트 와 알바이트-칼스바드 쌍정이 관찰된다. 대부분의 사 장석은 2차적으로 견운모와 녹렴석에 의해 심하게 변질되어 있다. 석영은 0.2-2 mm의 크기의 반자형과 타형으로, 결정의 외형이 둥그스러운 융식구조를 갖 는 것과 날카로운 샤드(shard)형으로 구분되며 대체 로 전자가 우세하다. 흑운모는 3 mm 이내의 반자형 과 타형으로 관찰되며 대부분은 녹니석으로 변질되어 있다. 방해석은 맥상을 이루거나 괴상으로 관찰되며, 녹니석과 칼세도니는 공극을 충진하는 공극충진상 및 행인상구조를 보인다. 해남과 영암지역에서 널리 분 포하는 산성응회암에 대한 K-Ar 전암연대는 78-86 Ma로 백악기 말에 속한다(Moon et al., 1990; Kim and Nagao, 1992; Kim et al., 2013). (Fig. 2).

    산성맥암은 본역의 북부와 동부에 해당하는 지도읍 지역에서 소규모 분포한다. 이 암석은 담홍색에서 담 회색을 띠며 석영반암, 장석반암 및 규장암으로 이루 어졌으며 중생대 모든 암층을 관입한다.

    본 역에서 제4기 퇴적층은 기존의 모든 암층을 피 복하는 미고결 퇴적층이며 주로 암괴, 자갈, 모래, 실 트 및 점토 등이 혼합된 적갈색 또는 황갈색 퇴적물 로 구성되며 산사면과 계곡, 충적평원, 해안가 등 넓 은 지역에 분포한다.

    연구방법

    저어콘을 이용한 SHRIMP U-Pb법 분석은 정밀야 외지질조사, 시료 채취, 유압파쇄기와 진동컵 분쇄기 를 이용하여 분말을 만든다. 이 분말을 체를 이용하 여 230 μm 이하의 광물입자를 분리한 후 중액과 알 코올을 이용하여 비중분리법과 자성분리법을 적용한 후 마지막으로 수작업을 거쳐 저어콘 결정들을 선별 하였다. 선별된 저어콘 입자들 중 80-100 여개를 표 준시료와 함께 에폭시를 이용하여 마운트에 고정시킨 후, 저어콘 입자가 잘 드러날 때까지 연마하였다. U 농도를 정량화하기 위하여 sl13 저어콘 표준시료를 사용하였고(238 ppm U), U-Pb 동위원소성분은 미국 미네소타주 둘루스 복합체(Duluth Complex)에서 산 출되는 FC1 저어콘 표준시료를 사용하여 측정하였다 (206Pb/238U=0.1859; 저어콘의 U-Th-Pb 동위원소성분 분석은 한국기초과학지원연구원 오창센터의 고분해능 이차이온질량분석기(SHRIMP)를 이용하여 수행되었 다. SHRIMP를 이용한 U-Th-Pb 동위원소 분석은 Williams (1998)에 의해 제안된 과정을 따랐다. 이 동위원소 분석을 위하여 O2 1차 이온 빔(beam)을 사 용하였으며, 빔의 크기와 전류는 각각 ~20 μm 및 ~3 nA이다. 점분석은 저어콘 결정의 중심부에 발달하는 상속핵에 의한 분석값의 교란을 피하기 위해 가장 나중에 성장한 저어콘 입자의 연변부를 대상으로 수 행하였다. 분석한 저어콘의 U-Th-Pb 동위원소비는 PRAWN/LEAD 6.5.5 프로그램을 사용하여 계산하였 고, 계산된 동위원소비는 Isoplot/EX (Ludwig, 2003) 을 이용하여 도표를 작성하였다. 보통 납(common Pb) 모델 성분을 이용하여 보통 납의 보정을 실시하 였으며(Cumming and Richard, 1975), 1200 Ma 보다 오래된 저어콘에 대해서는 204Pb 보정법을, 그리고 이 보다 젊은 저어콘은 207Pb 보정법을 적용하였다 (Williams, 1998). 불확실도는 계측통계학적(counting statistics) 오차 및 배경값에 기인한 오차와 함께 표준 시료의 검정선 수립에서 발생한 오차 ±0.5%를 반영 하였다. 이로부터 얻어진 절대연대값의 불확실도는 95% 신뢰수준으로 계산하였다.

    절대연대측정 결과

    사옥도 지역에 분포하는 백악기층에서 공룡발자국, 물갈퀴 새발자국, 그리고 다양한 퇴적구조를 포함하 는 퇴적층의 하부에 위치하는 응회암질사암(JK-3)과 이 백악기 퇴적층을 피복하는 산성응회암(JK-4)을 대 상으로 저어콘을 이용한 SHRIMP U-Pb법 절대연대 측정이 수행되었으며 그 결과는 Table 1과 같다. 본 역에서 다양한 흔적화석과 퇴적구조를 포함하는 백악 기 퇴적층의 하부에 분포하는 응회암질사암은 14개 의 저어콘을 대상으로 분석되었으며 그 값은 83.58± 0.86Ma로 캄파니안에 해당된다(Fig. 3). 그리고 이 백악기 퇴적층을 피복하는 산성응회암에 대한 SHRIMP U-Pb법 절대연대측정은 12개의 저어콘을 대상으로 분석하였으며 그 결과는 79.80±0.75Ma로 캄파니안 에 속한다(Fig. 4).

    백악기층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기에 관한 논의

    본 역에 분포하는 백악기층에서 공룡발자국, 물갈 퀴 새 발자국, 그리고 다양한 퇴적구조를 포함하는 퇴적층의 하부에 위치하는 응회질사암(JK-3)과 산성 응회암(JK-4)을 대상으로 저어콘을 이용한 SHRIMP U-Pb법 절대연대측정이 수행되었다. 이 지역에서 공 룡발자국을 포함하는 백악기 퇴적층의 최대지질연대 는 83.58 Ma로 캄파니안에 해당된다. 그리고 이 지층 을 덮고 있는 산성응회암에 대한 SHRIMP U-Pb 절 대연대측정 결과는 약 79Ma로 캄파니안에 속한다. 이 자료는 본 역에 분포하는 백악기 퇴적층의 퇴적 시기에 대한 최대지질연대와 최소지질연대를 지시하 며 그 값은 각각 84 Ma와 79 Ma를 의미한다. 즉, 이 연구에서 밝혀진 공룡, 새, 절지동물들의 활동시기는 84Ma부터 79Ma까지로 제한할 수 있다. 본 역에서 이암, 역질 이암 및 역암 등과 퇴적동시성 구조를 보 이면서 발견되는 공룡발자국화석은 생성시기를 좁게 한정하기에 적합한 화석은 아니지만 중생대를 지시하 는 표준화석임은 분명하다.

    전남 해남 우항리, 보성 선소, 화순 서유리, 신안 압해도, 여수 사도 및 화성 시화호지역에서 공룡 발 자국, 새 발자국, 공룡알, 무척추생물의 보행열, 규화 목 등 다양한 백악기 화석층이 발견되었고 그들에 대한 퇴적시기와 공룡들의 활동시기를 밝히는 절대연 대측정 연구가 보고되었다(Kim et al., 2003, 2008; Park et al., 2003; Rhee et al., 2012; Kim and Kang, 2012).

    천연기념물 제394호로 지정된 해남 우항리층은 용 각류, 수각류, 조각류 등의 다양한 공룡발자국 화석 514점, 익룡발자국 화석 443점, 새발자국 화석 약 천 여점, 규화목 및 탄화목 화석 수십점, 개형충 미화석 수만점, 생흔화석 수십점, 익룡 및 공룡뼈 화석 수십 점 등이 발견 및 발굴된 곳이다(Huh et al., 1998). 여기에 이들의 학술가치를 살펴보면 세계 유일의 매 우 정교한 대형 용각류 공룡발자국 화석의 산출 그 리고 아시아 최초 발견인 절지동물 보행흔을 가진 생흔화석, 그리고 공룡과 익룡 및 새발자국이 한 층 준에서 발견된 세계 유일의 화석지이다(Huh et al., 1998). 또, 본 층에서 확인된 화석층에 대한 절대연대 측정은 화석층 하부에 분포하는 산성응회암과 우항리 층을 피복하는 황산응회암을 대상으로 Rb-Sr법으로 수행되었으며 그 값은 각각 81.0±2.0Ma와 77.9±4.1 Ma이다. 즉, 우항리층에서 밝혀진 81Ma는 우항리 화석층의 최대지질연대에 해당하고 78Ma는 이 층의 최소지질연대를 지시한다(Kim et al., 2003).

    보성 선소지역에 분포하는 백악기층에서 다수의 공 룡알둥지, 한국에서 최초로 보고된 익룡류 화석, 그 리고 고기후와 환경을 지시하는 캘크리트 단괴, 석회 질 고토양 및 방해석으로 충진된 다각상의 균열구조 등이 발견되었다(Huh et al., 1999). 이 화석층의 형 성시기를 밝히기 위하여 Kim et al.(2008)에 의해 화 석을 포함하는 지층의 상부와 하부에 분포하는 라필 리응회암에 대한 절대연대측정 연구가 수행되었다. 이 화석층의 하부와 상부에 분포하는 라필리응회암은 새니딘과 전암을 이용한 Ar-Ar법으로 측정되었으며 그 값은 각각 81.1±1.4Ma (새니딘)와 81.0±2.4 Ma (전암)이다. 이 결과는 선소지역에 분포하는 백악기층 의 퇴적시기와 공룡들의 활동시기가 후기 백악기에 속하는 캄파니안이며 1 Ma 이내의 비교적 짧은 시기 임을 지시한다.

    2009년 9월 전남 신안군 압해도지역의 백악기층에 서 완벽하게 보존된 공룡알둥지 화석이 발견되었다 (Kim et al., 2011). Rhee et al. (2012)은 압해도 백 악기층의 퇴적시기와 공룡들의 활동시기를 밝히기 위 하여 이 지층과 동시퇴적구조를 보이는 화산암역과 이 지층을 정합으로 덮는 산성응회암 그리고 이들을 모두 관입하는 산성맥암에 대해서 전암을 이용한 KAr법 절대연대측정을 수행했다. 이 결과 압해도 지역 에 분포하는 백악기층의 퇴적시기와 공룡의 활동시기 는 77-83Ma 사이이며, 이 결과는 공룡알을 포함하 는 선소층(81Ma)과 공룡, 익룡, 물칼퀴 새 발자국 화석을 포함하는 해남 우항리층의 형성시기에 대한 지질연대(79-81Ma) 등이 서로 대비될 가능성을 시사 한다(Rhee et al., 2012).

    천연기념물 제487호로 지정된 화순군 서유리 일대 의 백악기 화석층은 약 57개의 수각류 발자국 보행 렬, 식물화석, 건열, 연흔, 수평층리 등 중생대 고환 경을 연구하고 복원하는데 중요한 자료들이 발견되었 다(Huh et al., 2003). 이 백악기 퇴적층의 형성시기 와 공룡들의 활동시기를 밝히기 위하여 퇴적시기를 제한할 수 있고 층서적 의미를 갖는 9시료의 화산암 을 대상으로 절대연대측정을 실시하였다. 그 결과 화 석층 하부에 분포하는 화산암 역의 가장 오래된 지 질연대는 91Ma이고 가장 젊은 지질연대는 70Ma이 다. 이 70Ma는 백악기 퇴적층의 퇴적시기를 제한하 는 최대지질연대로 지질학적 의미를 갖지만 백악기 퇴적층을 덮고 있는 화순안산암의 지질시대는 63-62 Ma로 신생대 초를 지시한다(Kim and Kang, 2012). 최근에 무등산 지역에 분포하는 안산암을 대상으로 저어콘을 이용한 SHRIMP U-Pb법 절대연대측정이 시도되었으며 그 값은 84-86Ma로 후기 백악기의 캄 파니안을 지시한다. 특히 Ar은 화산암이 분출고결된 후 후기의 열에 의해 쉽게 Ar이 일출되었을 가능성 이 크고 저어콘은 상대적으로 결정격자가 견고하므로 84-86 Ma 지질연대가 정확한 분출시기를 지시한다고 사료된다.

    Park et al. (2003)은 전라남도 여수시 화정면에 속 하는 사도, 추도, 목도, 낭도, 적금도 등의 도서지역 에 분포하는 화산암을 대상으로 전암을 이용한 K-Ar 법 절대연대측정 결과를 보고하였으며 그 결과는 최 고 92Ma에서 최소 38Ma이다. 이러한 화산암들에 대한 연대측정결과로 공룡화석층의 퇴적시기를 한정 하면 제일 오래된 적금도 역암의 최고 퇴적시기는 81Ma, 추도의 셰일층은 77Ma, 목도의 역암은 72- 70Ma, 사도의 공룡화석층은 최소 65 Ma 전에 퇴적 된 것으로 해석된다. 즉, 여수시 도서지역의 공룡화 석층은 모두 백악기 최후기에 퇴적된 것이며, 이 지 역에서 공룡들이 백악기 최후기까지 활동했던 것으로 간주하였다(Park et al., 2003).

    1999년 4월 경기도 화성시 송산면 고정리 지역의 상한염, 중한염, 하한염, 동개미섬, 서개미섬, 개섬에 분포하는 시화호층에서 139개의 공룡알 화석, 고토양, 석회질 단괴, 흔적화석 등이 보고되었다(Lee et el., 2000). 이 연구에서는 시화호 층의 퇴적시기와 공룡 들의 활동시기를 추정하기 위하여 이 화석층의 하부 에 분포하는 역암으로부터 채취한 9개의 화산암 역 을 대상으로 전암을 이용한 K-Ar법 절대연대측정을 수행하였다. 그 결과 화산암 역의 절대연대는 쥐라기 말의 바조시안(169.0±3.2 Ma)에서 후기 백악기의 세 노마니안(97.0±1.9Ma)에 해당되는 것으로 확인되었 다(Kim, 2008). 이 화산암 역들에 대한 K-Ar 연대측 정결과는 시화호층과 동시퇴적구조를 보이는 공룡알, 석회질 단괴, 고토양의 최대 지질연대가 97Ma로 후 기 백악기이며, 이 결과는 공룡, 익룡 및 물갈퀴 새 발자국을 포함하는 해남 우항리층의 지질연대(79-81 Ma) 및 공룡알 둥지를 포함하는 보성지역 선소층의 지질연대(81Ma) 등이 서로 대비될 가능성을 시사한 다(Kim, 2008). 또한 시화호층에서 발견되는 다양한 지질시대의 화산암 역들은 이 지역에서 중기 쥐라기 (170Ma)와 전기 백악기(130-97Ma) 사이에 유라시아 판과 태평양판의 충돌에 의한 화산활동이 활발하게 진행되었을 의미한다. 또 이 지질연대는 연구지역에 서 한반도 남부지역에서 보고된 소위 경상누층군의 화산활동 시기(110-70Ma)보다 20-40Ma 빠른 쥐라 기 말부터 백악기 초기까지 한반도 중부지역에서 활 발한 화산활동이 지속적으로 진행되었음을 의미한다 (Kim, 2008).

    결 론

    전남 신안군 사옥도지역의 지질은 쥐라기 화강암을 기반으로 이를 부정합으로 덮는 백악기 퇴적층과 산 성응회암, 산성맥암, 그리고 제4기층으로 구분된다. 사 옥도 지역에 분포하는 백악기 퇴적층은 주로 담회색 내지 담녹색 사암과 실트암, 그리고 회색 내지 암회색 을 띠는 이암으로 구성된다. 이 퇴적암은 대체로 사암, 실트암과 이암이 교호하고 있다. 이 퇴적층에서는 공 룡 (용각류, 조각류, 수각류)과 새 발자국, 무척추 생 흔화석, 규화목 등이 발견된다. 또한 건열, 연흔, 생흔 화석, 사엽층리 등 다양한 퇴적구조를 포함하므로, 호 수주변부의 평원 환경에서 층상범람에 의해 형성된 것으로 해석된다. 공룡 및 새 발자국 화석과 규화목을 포함하는 지층의 하부에 분포하는 중립질 응회질사암 을 대상으로 저어콘을 이용한 SHRIMP U-Pb법 절대 연대측정을 수행하였으며 그 결과는 83.58±0.86Ma로 백악기말의 캄파니안에 속한다. 이 지역에서 백악기 퇴적층을 덮는 산성응회암에 대한 저어콘을 이용한 SHRIMP U-Pb법 절대연대측정을 수행하였으며 그 결 과는 79.80±0.75 Ma로 백악기말의 캄파니안에 속한다. 사옥도 지역에서 백악기 퇴적층의 퇴적시기와 공룡과 새의 활동시기에 대한 최대 지질연대는 약 83.6 Ma를, 그리고 이 지층을 덮는 산성응회암의 분출시기를 시 사하는 79.8Ma는 그것의 최소 지질연대에 해당된다. 또, 이 퇴적층에서 관찰되는 공룡과 새의 활동시기는 연구지역에서 가까운 해남 우항리층에서 발견되는 공 룡, 익룡, 새 발자국 화석(78-81Ma), 보성 선소층에서 발견되는 공룡알 둥지 화석(80Ma), 그리고 압해도 백 악기 퇴적층에서 발견된 수각류알 둥지 화석(79-82 Ma)의 형성시기와 대비된다.

    사 사

    본 논문을 세심하게 검토하고 유익한 조언을 주신 부산대학교 임현수교수와 익명의 심사위원에게 감사 드린다. 이 연구는 2013년도 순천대학교 학술연구비 공모과제와 2015년도 순천대학교 영재교육원의 사사 과정의 지원 및 2017년도 국립문화재연구소의 천연 기념물 화석 산지 및 암석의 방사성 동위원소 절대 연령측정 연구(2차)의 지원으로 수행되었다.

    Figure

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    The simplified geologic map showing the locations of sampling sites (after Lee et al., 1997).

    JKESS-38-2-141_F2.gif

    (a) Subparallel stratification of Cretaceous formation at Saokdo fossil site (JK-3), (b) Microphotographs of sandstone (open nicol, ×50), (c) A ornithopod pes foot print on the sandstone layer, (d) Bird footprints preserved on the sauropod pes footprint, (e) Acidic tuff (JK-4), (f) Microphotographs of acidic tuff (cross nicol, ×50).

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    Concordia diagram for the SHRIMP zircon U-Pb age dating analysis for acidic tuff.

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    Concordia diagram for the SHRIMP zircon U-Pb age dating analysis for Saokdo sandstone.

    Table

    SHRIMP U-Pb age dating of the Saokdo sandstone and acidic tuff

    Reference

    1. Cumming G.L , Richard J.R (1975) Ore lead isotope ratios in a continuously changing earth , Earth and Planetary Science Lettes, Vol.28 ; pp.155-171
    2. Huh M , Lee Y.N , Im S.K , Hwang K.G , Kim H.Y , Kim B.S (1998) Research Report on the Haenam Dinosaur Site, Chonnam National University Museum Chollanam-do Haenam-gun, ; pp.493(in Korean)
    3. Huh M , Paik I.S , Lee Y.I , Kim H.K (1999) Dinosaur Eggs and Nests from Bosung, Chullanam-do , Journal of the Geological Society of Korea, Vol.35 ; pp.229-232(in Korean)
    4. Huh M , Paik I.S , Chung C.H , Hwang K.G , Kim B.S (2003) Theropod tracks from Seoyuri in Hwasun, Jeollanam-do, Korea: occurrence and petrological significance , Journal of the Geological Society of Korea, Vol.39 ; pp.461-478(in Korean)
    5. Hwang G.H , Sul J.G , Paik I.S , Lockley M.G , Kim H.J , Kim B.H (2010) New fossil site from Cretaceous formation at Saok island, Sinan-gun, Jellanam-do , Journal of the Geological Society of Korea, Vol.5 ; pp.511-529
    6. Kim B.S , Huh M , Moon K.H , Jang S.J (2011) Excavation and preparation of a theropod nest from Aphae-do in Jeollanam Province, South Korea , Journal of the Geological Society of Korea, Vol.47 ; pp.205-211(in Korean)
    7. Kim C.B , Huh M , Cheong C.S , Lockley M.G , Chang H.W (2003) Age of the pterosaur and webfooted bird tracks associated with dinosaur footprints from Korea , The Island Arc, Vol.12 ; pp.125-131
    8. Kim C.B (2008) The K-Ar age of the volcanic pebbles in Lake Siwha Formation and its geological implication , Journal of the Geological Society of Korea, Vol.44 ; pp.399-408(in Korean)
    9. Kim C.B , Kang S.S (2012) K-Ar Ages of Cretaceous Fossil Sites. Seoyuri, Hwasun, Southern Korea , Journal of the Korean Earth Science Society, Vol.33 ; pp.618-626(in Korean)
    10. Kim C.B , Kim J.M , Huh M (2008) Age and stratification of Dinosaur eggs and clutches from Seonso Formation, South Korea , Journal of the KoreanEarth Science Society, Vol.29 ; pp.386-395
    11. Kim I.J , Nagao K (1992) K-Ar ages of the hydrothermal clay deposits and the surrounding igneous rocks in southwest Korea , Journal of Petrological Society Korea, Vol.1 ; pp.58-70
    12. Kim M.J , Kang J.W , Kim C.B (2013) K-Ar Ages for Mesozoic Volcanic Rocks in the Geumdang Island,Jeonnam, Korea , Journal of the Korean Earth Science Society, Vol.34 ; pp.329-335(in Korean)
    13. Lee B.J , Kim J.C , Kim Y.B , Cho D.Y , Choi H.I , Chun H.Y , Kim B.C (1997) Explanatory Note of the Gwangju Sheet (1/250,000), Korea Institute of Geoscience and Materials, ; pp.82(in Korean)
    14. Lee Y.N , Jeong K.S , Chang S.K , Choi M.Y , Choi J.I (2000) The Preliminary Research on the Dinosaur Eggs and Nests found in the reclaimed area sourh to the Siwha Lake, Gyeonggi Province, Korea , Journal of the Palentological Society of Korea, Vol.16 ; pp.27-36(in Korean)
    15. Ludwig K.R (2003) User’s manual for Isoplot 3.00: a geochronological toolkit for Microsoft Excel, Berkeley Geochronology Center Special Publication, ; pp.47
    16. Moon H.S , Kim Y.H , Kim J.H , You J.H (1990) K-Ar Ages of Alunite and Sericite in Altered Rocks, and Volcanic Rocks around the Haenam Area, Southwest Korea , Journal od Korean Institute Mining Geology, Vol.23 ; pp.135-141(in Korean)
    17. Park K.H , Paik I.S , Huh M (2003) Age of the volcanism and deposition determined from the Cretaceous strata of the island of Yeosu-si , Journal of Petrological Society of Korea, Vol.10 ; pp.172-178(in Korean)
    18. Rhee C.Y , Kim B.S , Kim M.G , Kim C.B (2012) K-Ar ages of dinosaur egg nest found in Cretaceous Formation of Aphae Island, Jeollanam-do, Korea , Journal of the Korean Earth Science Society, Vol.33 ; pp.329-336(in Korean)
    19. Williams I.S McKibben M.A , Shanks W.C , Rodley W.I (1998) U-Th-Pb geochronology by ion microprobe , Applications of microanalytical technique to understanding mineralizing process Reviews in Economic Geology, Society of Economic Geologists, Vol.7 ; pp.1-35