주상절리는 전국에서 매우 다양한 형태로 발달한다. 특히 주상절리가 발달한 지역은 경관이 뛰어나고 학술적 가치와 교육적 가치가 매우 뛰어나다. 그 중 상대적으로 보존이 잘 되어 있어 뛰어난 경관을 보이는 지역은 국립공원에 분포한 주상절리로서 무등산 국립공원, 주왕산 국립공원, 변산반도 국립공원에 위치하고 있다.
우리나라에 분포하는 주상절리 중 일반인들에게 널리 알려져 있는 것들은 대부분 신생대 현무암질 암석에서 발달하고 있는 것이다. 그러나 우리나라 남부지역에 넓게 분포하는 산성 화산암류에서도 주상절리 발달하고 있으며, 이들에 대한 연구는 미진한 편이다. 이에 본 연구는 전반적으로 연구가 많이 진행되지 않은 주상절리의 형성과정에 초점을 두어, 산성 화산암류에서 발달한 주상절리의 형태와 형성과정을 알아보고자 한다.
산성 화산암류에서 발달한 주상절리는 기존 연구에서 부안 적벽강, 신안 지도, 증도 그리고 만재도 일대, 고흥 일대, 여수 일대, 사천-고성 일대, 주왕산 국립공원 일대에 분포하고 있는 것으로 알려져 있다. 그 중 본 연구는 부안지역에 위치한 변산반도 국립공원 일대에 분포하는 주상절리에 대한 것으로, 크게 두 지역으로 구분된다. 해안에 위치한 적벽강 지역의 주상절리는 세 가지 형태로 발달하고 있다. 첫 번째는 수직방향으로 발달한 주상절리로 상부에서 하부로 갈수록 기둥면의 폭이 작아지는 형태를 보이고 페퍼라이트가 관찰된다. 두 번째는 방사형 엔테블러춰(entablature)와 연꽃모양의 수직방향 절리가 발달한 형태이다. 세 번째는 상부유문암과 관입한 하부 유문암에 서로 다른 모양으로 발달한 주상절리이다. 적벽강 일대에 분포하는 주상절리는 4각형과 5각형이 높은 빈도를 차지한다. 기둥면의 폭은 20cm이내의 범위이지만, 10cm미만이 최대 빈도율을 보인다. 직소폭포 일대에 분포하는 주상절리는 대체로 수직방향의 주상절리이다. 대부분의 주상절리가 등산로 바닥에 소규모로 분포하고 있으나, 직소폭포 부근에 최대 7m 높이의 규모로 발달하고 있다.
본 주상절리를 구성하는 암석은 전반적으로 유문암 및 유문암질 응회암이다. 적벽강 지역의 암석에서 암편은 수mm정도의 크기로 특별한 방향성을 보이지 않으며, 육안상 1mm정도의 반정광물은 대부분 장석이고, 알바이트 쌍정을 보이고 있다. 직소폭포 일대의 암석은 육안상 2~3cm정도의 장석 반정과 석영, 유리질 광물로 이루어져 있다. 주상절리를 구성하는 암석의 SiO2 함량은 69.30wt%~76.69wt%의 범위이다.
적벽강과 직소폭포 일대의 주상절리는 모두 유문암질로 화학 조성은 비슷하지만 형태적 특징에서 차이를 보이는데, 그 이유는 화학 조성의 차이보다 냉각률의 차이 때문이라고 여겨진다. 적벽강의 주상절리들은 유문암이 하부의 미고결층, 유수의 침입, 다른 유문암의 관입 등에 의하여 다양한 냉각면의 형태 및 냉각률을 가지기 때문에 각각의 특징을 나타내는 것으로 보인다. 반면에 변산응회암으로 이루어진 직소폭포 일대의 주상절리는 냉각률에 변화를 줄 요소가 적었기 때문에 일반적인 산성암에서 발달한 주상절리의 특징을 나타내는 것으로 보인다.
Columnar joints are shown in various forms throughout the country. In particular, areas where columnar joints are distributed have excellent land scape, academic value and educational value. Among them, the relatively well-preserved landscape is located in the national parks(Mudeungsan National Park, Juwangsan National Park, and Byunsanbando National Park).
Among the columnar joints distributed in Korea, most of the well known ones are developed in the Cenozoic basaltic rocks. However, columnar joints are developed in the acidic volcanic rocks of southern Korea, and there are unknown columnar joints that need investigation. This study focused on the formation of such columnar joints, which have not yet been studied extensively. The purpose of this study is to investigate the morphology and formation process of columnar joints in acidic volcanic rocks.
According to previous studies, columnar joints developed in acidic volcanic rocks are distributed in Jeokbeokgang of Buan, Jido, Jeungdo of Shinan, and some area of anjaedo, Goheung, Yeosu, Sacheon-Goseong, and the Juwangsan National Parks. Among them, the study is about the columnar joints distributed within Byeonsanbando National Park of Buan.
The park is divided into two sides. The columnar joints in the Jeokbeokgang area sited in the coastal parts have been developed in three forms. First one has developed in the vertical side, which shows a form diminished in length of polygon side, from upside to downside. It also has observed peperrite. The second one has a entablature and has developed a lotus-shaped vertical side columnar joints. Third one is the columnar joints developed into different shapes of upper Gomso Rhyolite and the lower Gomso Rhyolite. The columnar joints distributed in some area of Jeokbeokgang take up high rate of square and pentagon. Length of polygon sideis is within 20cm, but the thing of less than 10cm is the most. The columnar joints distributed in some area of Jiksopokpo are mostly vertical side. Most columnar joints has distributed in the ground of mountain trails, on a small scale, but the thing of Jiksopokpo has been developed up to 7m.
The rocks constituting columnar joints are rhyolite and rhyolitic tuff. The fragments of rocks in the Jeokbyeokgang area are several millimeters. The phenocryst minerals of about 1mm in size are mostly feldspar and show albite twin. The rocks in the Jiksopokpo area consist of feldspar phenocryst, quartz and glassy minerals of 2~3 cm in size, and the rate of SiO2 is 69.30wt%~76.69wt%.
The columnar joints of the Jeokbyeokgang and jiksopokpo areas are rhyolite and rhyolitic tuff with similar chemical composition but different morphological characteristics. The reason for such results is considered to be due to the difference in cooling rate rather than the difference in chemical composition. The columnar joints of the Jeokbyeokgang area are characterized by various cooling surface morphologies and cooling rates due to lower unconsolidated layer, runoff of water, and other rhyolite intrusion. Columnar joints on byeonsan tuff in jiksopokpo area have characteristic columnar joints developed from acidic rocks because there are few factors that change the cooling rate.