[자연에서 찾은 과학이야기 ①] 금광과 석회동굴의 신비 -정선 화암동굴

화암동굴은 금광산과 석회석 자연동굴이 함께 어우러져 있는 세계유일의 동굴이다. 이곳은 실제 1922년~1945년까지 금을 채광하던 천포광산을 테마형 동굴로 개발하여 금맥의 발견에서부터 금광석의 채취까지 전과정을 생생하게 재연해 놓았다. 광산과 이어지는 천연동굴은 각종 석회석 생성물과 자라나는 종유석을 관찰할 수 있어 체험교육과 관광에 적격이다.
그럼 지금부터 화암동굴로 들어가보자~
광산의 상부갱도와 하부갱도는 “금의 세계”, "동화의 나라" 테마로 꾸며져 있어 금맥의 확인에서 금광석의 생산, 금제품의 쓰임까지 전 과정을 알기 쉽게 구성해 놓았다.
금광은 어떻게 만들어질까?
금이 묻혀 있는 광상을 금광상이라 한다. 금광상은 지각의 운동으로 지하 깊은 곳의 마그마가 기존에 형성된 광물의 모암인 여러 지층을 뚫고 오르면서 생긴다. 이때 금 등의 광물을 포함한 광화용액 또는 가스체나 마그마에 의해 가열된 지하수(열수 용액)가 주변 암석을 녹인다. 마그마의 최종 잔액인 80~500℃의 열수 용액이 암석의 틈을 따라 들어간 후 암석사이에서 냉각되면서 용액 속에 녹아있던 금을 포함한 여러 광물을 침전시켜 금광상을 형성한다. 금은 주로 화강섬록암 사이에 끼어있는 폭 1m 안팍의 흰석영맥의 검은 띠에 침전되어 있다.
금광상 속 금
광산 곳곳에서 이런 금광상과 금맥을 쉽게 관찰할 수 있다.
금맥은 모암내 황화광물을 함유한 열수용액(광화용액)이 관입하면서 광맥을 형성한다. 금, 은은 방연석, 황철석 등의 황화광물에 수반되어 있다.
대석주와 유석폭포가 장관을 이루는 석회동굴
광산에서 금맥과 광물에 넋을 놓고 이동하다 보면 어느새 천연동굴 광장에 서있다. 이곳은 2,800㎡의 대광장으로 광장 주위에 392m의 탐방로를 설치하여 유석폭포, 대형석주, 곡석, 석화 등 진귀한 종유석 생성물을 관찰할 수 있다.
대형석주, 석순과 종유석
동굴 광장 정면에 위치한 대형석주는 천장에서 성장하던 종유석과 바닥에서 성장하던 석순이 합쳐져 만들어졌다.
높이8m, 둘레 5m의 거대한 규모를 자랑한다.
유석폭포
화암굴의 유석폭포는 높이 28m로 동양최대규모를 자랑하며 커튼형 종유석, 동굴산호와 함께 장관을 이루고 있다.
석회동굴은 지하수가 석회암을 녹이면서 형성되고, 지하수가 동굴 속을 흐르면서 동굴이 확장되기도 한다. 하지만 동굴 속의 지하수가 더 이상 흐르지 않게 된 후에 천장의 암석이 바닥으로 떨어지면서 동굴이 더 커지기도 한다. 이렇게 천장의 석회암이 바닥으로 떨어진 것은 낙반이라 부른다. 이 광장은 낙반으로 이루어졌으며, 지금까지 알려진 석회동굴의 공동(空洞) 중 가장 넓다.
낙반으로 이루어진 광장
석회동굴 벽면을 따라 수cm 정도로 꼬불꼬불하게 성장하고 있는 동굴 생성물을 곡석이라 한다. 이것은 학술적으로도 그 생성원인이 밝혀져 있지 않은 신비한 동굴 생성물이다. 일반적으로 동굴 생성물들은 물이 떨어지는 방향인 수직 방향으로 성장하는 것과 자연 환경에 따라 어려 방향으로 성장하는 곡석 등이 있다.
석화와 곡석
곡석과 함께 백색의 석화도 아름답게 피어있다. 석화(石花)는 돌로 핀 꽃이라는 의미로 암석으로부터 아주 적은 양의 물이 천천히 스며나와 침 모양으로 된 결정이 여러 방향으로 자라 만들어 진다. 살아있는 식물은 아니지만 동굴의 벽면이나 천장에 피어나 동굴을 더욱 아름답게 만들어 주는 신비한 생성물이다.
화암동굴의 지층은 고생대 조선계(朝鮮系) 대석회암층에 속하며 지질연대는 약 4억∼5억년 전이다. 이곳은 다른 석회동굴에 비해 2차생성물이 적은 대신 대형동굴이라는데 그 특징이 있으며 1980년에 강원도 기념물 제33호로 지정되었다.
글·사진=노한나 사이언스올 편집위원
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