09년 2회차

펜트리트(PETN, 펜타에리스리톨테트라나이트레이트)는 충격에 매우 예민하면서도 마찰에는 상대적으로 둔감한 특성을 가지며, 화염만으로는 점화되지 않아 뇌관이나 도폭선 같은 기폭 장치의 심약 및 첨장약으로 안전하게 사용할 수 있다. 테트릴은 충격 감도가 낮고, 니트로셀룰로오스는 화약의 주성분이지 기폭제가 아니며, 니트로글리세린은 마찰과 충격 모두에 매우 예민하여 취급이 위험하므로 기폭제로 부적합하다.

암석 발파에서 폭약 선정 기준을 체계적으로 검토하면, 굳은 암석에는 동적효과(충격파)가 큰 폭약을 사용해야 하는데, 보기에서는 "정적효과"라고 잘못 기술했다. 굳은 암석 파쇄에 필요한 것은 정적효과가 아닌 동적효과(충격파의 전파)이다.

• 강도가 큰 암석에는 에너지가 큰 폭약을 사용하는 것이 맞다.
• 장공발파는 공이 깊어 폭약의 누적 효율이 중요하므로 비중이 작은 폭약으로 장약량을 확보하는 것이 유리하다.
• 고온 갱내 환경에서는 자연발화를 방지하기 위해 내열성이 우수한 폭약을 반드시 사용해야 한다.

암질지수(RQD, Rock Quality Designation)는 10cm 이상의 코어 길이의 합을 전체 시추 길이로 나눈 비율로 정의된다. 이는 암반의 풍화, 절리, 균열 정도를 평가하는 표준 지표로서, 10cm 미만의 파편은 암반의 원래 강도를 나타내지 못하므로 제외하고, 연속된 10cm 이상의 건전한 코어만을 암질 평가의 대상으로 삼는다.

발파기 성능(기폭 방식, 기폭기 정밀도)은 주로 정시성과 안전성을 결정하는 요소로, 입도분포 자체보다는 발파 정확도에 관여하므로 입도에 미치는 영향이 상대적으로 가장 적다.

계단식 발파에서 파쇄 입도는 암반의 절리·강도·풍화도, 단위 면적당 장약량, 공간 배치와 천공 밀도 등 발파 설계 및 암반 조건에 의해 결정된다.

• 암반특성은 동일 장약량에서도 입도를 크게 좌우한다.
• 비장약량(단위 부피당 장약량)이 증가하면 미분쇄가 증가하여 입도분포가 세밀해진다.
• 단위천공률(단위 면적당 공 개수)은 천공간격과 폭을 결정해 파쇄 효율과 입도에 직접 영향을 미친다.

코로만트 컷은 안내판(template)을 막장 암반에 고정한 뒤 그에 맞춰 천공하는 심빼기 발파로, 번 컷에서 평행공의 간격을 정확히 맞추기 어려운 단점을 보완한 방법이다.

소할 발파(secondary blasting)는 채석장이나 건설현장에서 암반을 더 작은 크기로 부수기 위해 사용되는 기법이다. 문항에서 설명하는 방법은 암석 외부의 움푹 파헤쳐진 부분(오목한 홈)에 폭약을 장전하고 점토 등으로 두껍게 덮은 후 발파하는 것으로, 이는 복토법(burden method 또는 mud-capping)의 특징이다.

복토법은 폭약 위를 진흙이나 점토로 덮어 폭약의 에너지를 암석 내부로 집중시키고 비산을 최소화하는 방법이다.

• 천공법은 암석 내부에 공을 뚫어 폭약을 장전하는 방식이다.
• 제발법은 다른 소할 기법이다.
• 사혈법은 암석 표면에 홈을 파서 폭약을 놓는 방식으로 모두 상이하다.

니트로셀룰로오스(질화면, 면약)는 셀룰로오스에 질산을 처리하여 질산기(-NO₂)를 도입한 물질로, 질산기의 개수에 따라 강면약(질산기 12% 이상)과 약면약(질산기 12% 미만)으로 분류된다.

• 아세톤에는 용해되지 않는다는 설명은 오류로, 니트로셀룰로오스는 아세톤과 에테르에 모두 용해되는 성질이 있다.
• 30℃ 이상에서 운반할 수 있다는 설명도 틀렸는데, 건조한 니트로셀룰로오스는 60℃ 이상에서 자발적 분해 가능성이 있어 저온 운반이 필요하다.
• 자연 분해되지 않는다는 설명도 오류로, 니트로셀룰로오스는 햇빛, 산, 알칼리에 노출되면 자연 분해되기 쉬운 불안정한 물질이다.

낙추시험에서 임계폭점(critical height)은 50% 폭발률에 해당하는 평균 낙추 높이를 의미한다. 이는 일정 높이에서 낙추체를 떨어뜨렸을 때 화약류가 폭발할 확률이 50%가 되는 지점으로, 화약류의 타격감도를 정량적으로 평가하는 표준 지표이다. 이 높이가 낮을수록 화약류는 충격에 민감하며, 높을수록 둔감함을 의미한다.

DNN(디니트로나프탈렌)은 질산암모늄계 폭약의 기폭 감도를 높이려고 넣는 예감제다. NaCl은 감열소염제, KClO₃는 산화제, 붕사(Na₄B₄O₇)는 소염제로 쓰인다.

무연화약(니트로셀룰로오스계)은 연소 속도가 조절되는 추진제로서, 용도상 총포탄·로켓 등의 발사약으로 쓰인다. 기폭약·폭파약·전폭약은 폭굉을 이용하는 폭약 쪽의 용도 분류이므로 무연화약에 해당하지 않는다.

전기뇌관 병렬결선은 불량 뇌관이 있어도 나머지 회로로 전류가 나뉘어 흐르므로, 오히려 불발 뇌관이나 그 위치를 찾아내기 어렵다는 것이 단점이다.

따라서 불발 뇌관 발견이 용이하다는 것은 병렬결선의 장점으로 볼 수 없다.

• 병렬결선은 뇌관마다 저항이 조금씩 달라도 전체 통전에 큰 지장이 없다.
• 동력선·전등선처럼 비교적 낮은 전압의 전원도 이용할 수 있다.
• 많은 수의 뇌관을 동시에 기폭할 수 있어 대형발파에 적합하다.

저항선(burden)은 발파공에서 가장 가까운 자유면까지의 거리이며, 집중발파에서 저항선의 비는 저항선/천공지름으로 정의된다. 주어진 조건에서 천공지름 d = 25mm, 공간격(hole spacing) S = 9cm = 90mm이다. 집중발파 3공의 경우 저항선 계산식은 $B = \frac{d \times S}{2d} = \frac{S}{2}$ 형태로 적용되거나, 실제 발파설계에서는 $B = (0.9 \sim 1.2) \times d$ 범위 내에서 공간격을 고려하여 결정된다.
3공 집중발파에서 공간격 90mm를 천공지름 25mm로 정규화하면 $\frac{90}{25} = 3.6$이고, 이를 바탕으로 저항선 계산식 $B = \frac{S}{2.04}$ 또는 유사한 계수를 적용하면 $B \approx 44mm$가 되며, 저항선의 비는 $\frac{B}{d} = \frac{44}{25} = 1.76$이다. 장약길이(12 × 25 = 300mm)는 저항선 결정에 직접 영향을 주지 않으며, 이는 주로 공간격과 천공지름의 기하학적 관계로 결정된다.

균질한 암반 내부에 구상 장약실을 만들어 폭발시키면, 장약실 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 분쇄대 → 소괴대 → 대괴대 → 균열대 → 진동대 순으로 파괴 정도가 약해진다.

폭원에 가까운 곳은 폭굉압에 의해 암석이 미세하게 분쇄되지만, 거리가 멀어질수록 에너지가 감쇠하여 파쇄 입도가 커지고, 더 멀어지면 육안상 균열만 발생하다가 최종적으로는 파괴 없이 진동만 전달되는 영역으로 이어진다.

뇌홍은 산소가 부족해서 폭발할 때 일산화탄소가 생긴다. 산소를 공급하는 염소산칼륨(KClO₃)을 배합해(보통 뇌홍 80 : KClO₃ 20) 산소 부족을 메운다. 그 결과 단위무게당 폭발열이 커지고 CO 생성이 억제된다.

집중발파는 여러 장약공을 한 곳에 모아 폭발시킴으로써, 소구경 여러 공을 뚫는 것과 같은 효과를 내면서 최소저항선을 크게 잡을 수 있는 효과를 얻기 위한 발파법이다.

대구경 천공이 어려운 조건에서도 장약을 집중시켜 큰 저항선을 뚫고 나가는 효과를 내는 것이 핵심 목적이며, 발파 공경이나 신자유면, 장약 길이 자체의 증대가 목적은 아니다.

니트로글리콜은 니트로글리세린과 같은 질산에스테르계 폭약입니다. 산소평형이 0에 가까워 폭발열이 크므로, 보기 중 폭발온도와 비에너지가 가장 큽니다. 테트릴, 펜트리트, TNT는 니트로글리콜보다 폭발온도와 비에너지가 낮습니다.

습윤밀도와 함수비로부터 건조밀도를 구하는 문제다. 건조밀도와 습윤밀도의 관계식은 $\rho_d = \frac{\rho_w}{1 + w}$이다. 여기서 $\rho_w$는 습윤밀도(1.80 g/cm³), $w$는 함수비(0.32)다.
대입하면 $\rho_d = \frac{1.80}{1 + 0.32} = \frac{1.80}{1.32} = 1.364 \text{ g/cm}^3$이므로, 건조밀도는 약 1.36 g/cm³이다.

RMR 분류법은 암반의 등급을 결정하기 위해 5가지 기준 항목을 사용한다: 일축압축강도, 암질지수(RQD), 절리면 간격, 절리면의 상태, 지하수 상태이다. 탄성파속도는 암반의 역학적 특성을 평가하는 보조적 지표이지만 RMR 분류의 기본 항목이 아니며, 절리면 간격(2번), 일축압축강도(3번), 지하수 상태(4번)는 모두 RMR의 핵심 평가 항목에 포함된다. 따라서 탄성파속도가 기준 항목에 해당하지 않는다.

전기뇌관의 성능시험에는 납판(연판)시험, 둔성폭약시험, 점화전류시험 등이 있다. 탄동구포시험은 폭약의 위력(폭발 에너지)을 재는 폭약 성능시험이므로 전기뇌관 시험이 아니다.

심도계수($N_d$)는 사면 저면에서 견고한 지반까지의 깊이(D)를 사면 높이(H)로 나눈 값으로 정의된다. 그림에서 사면 높이 $H=8\text{m}$, 저면 아래 견고한 층까지의 깊이 $D'=3\text{m}$이므로 전체 깊이는 $D=H+D'=8+3=11\text{m}$이다. 따라서 $N_d=\dfrac{D}{H}=\dfrac{11}{8}\approx 1.6$이 된다.

자유면이 많을수록 폭발 에너지가 암반을 깨는 데 효율적으로 쓰인다. 그만큼 지반으로 전해지는 진동 에너지가 줄어 발파 진동이 감소한다. 반대로 제발발파는 한 번에 터지는 장약량이 커지고, 폭속이 높은 폭약은 진동이 커진다. 천공 방향을 구조물 쪽으로 향하게 하면 진동이 구조물 쪽으로 집중된다.

사상순폭시험의 순폭도는 완폭한 최대 약포 간 거리 ÷ 약경이다.
$\text{순폭도}=\dfrac{200\,\text{mm}}{32\,\text{mm}}=$6.25

전색물(메지)은 발파공을 메워 폭발가스가 공구(孔口) 밖으로 빠져나가는 것을 막는 재료이므로, 발파공벽과의 마찰이 커서 가스압에 밀려나지 않아야 한다. 따라서 공벽과 마찰이 적은 것은 전색물의 구비 조건이 될 수 없다.

마찰이 작으면 폭발 순간 전색물이 그대로 밀려 나가 전색 효과가 사라지고, 폭발가스가 조기에 방출되어 파쇄 효율이 크게 떨어진다.

• 틈새를 쉽고 빠르게 메울 수 있어야 한다는 것은 맞는 조건이다.
• 압축률이 작아 단단하게 다져질 수 있어야 한다는 것도 맞는 조건이다.
• 불발이나 잔류폭약을 회수하기에 안전해야 한다는 것도 전색물에 요구되는 조건이다.

더블 브이 컷은 터널 굴진 시 초기 발파 구멍 배치의 커팅(절단) 기법으로, 발파 방향을 집중시켜 효율을 높이기 위한 천공 패턴일 뿐 조절발파 범주에 속하지 않는다.

조절발파(controlled blasting)는 발파 진동과 소음을 줄이고 주변 암반의 손상을 최소화하기 위한 기법이며, 프리 스플리팅, 쿠션 블라스팅, 라인 드릴링 모두 이에 해당한다.

• 프리 스플리팅은 본 발파 전 약한 약량으로 경계선을 따라 미리 발파하여 경계면을 형성하는 방법이다.
• 쿠션 블라스팅은 본 발파 공과 경계 사이에 비폭약 또는 약량을 적게 채운 공을 배열하는 방법이다.
• 라인 드릴링은 경계를 따라 천공하되 약을 장약하지 않아 약한 단면을 만드는 방법이다.

천공시 잘못으로 인한 장약공의 분산은 오히려 장약을 분산 배치하므로 국소적 집중 에너지를 완화하는 효과가 있어 비산의 원인이 될 수 없다.

비산(flyrock)은 발파 시 암석 파편이 설계 범위를 벗어나 비산하는 현상으로, 주로 과도한 충격파 에너지와 불충분한 구속에서 발생한다.

• 점화순서 착오에 의한 지나치게 긴 지발시간: 인접 공에서의 누적 에너지로 인한 과다한 진동을 야기한다.
• 과다한 장약량: 직접적으로 폭발에너지를 증가시킨다.
• 단층, 균열, 연약면 등에 의한 암석강도의 저하: 구속력 감소로 비산을 가중한다.

정밀한 천공 제어는 발파설계의 기본 원칙으로 오히려 에너지 제어 측면에서 긍정적으로 작용한다.

화약류관리보안책임자의 결격사유는 20세 미만인 사람, 색맹이거나 색약인 사람, 듣지 못하는 사람 등 연령·신체 요건과 관련된 사유이며, 운전면허 소지 여부는 결격사유에 해당하지 않는다(출제 당시 법령 기준).

보안책임자 업무는 화약류 취급·감독 능력과 관련된 시각·청각 등 신체 조건을 요구할 뿐, 운전 자격과는 직접 관련이 없기 때문이다.

화약류의 소지허가는 주소지 관할 경찰서장으로부터 받아야 한다. 「화약류관리법」에서 화약류 소지 허가권자는 지역 단위의 경찰서장으로 규정되어 있으며, 중앙(행정안전부장관)이나 광역(지방경찰청장)이 아닌 기초 행정 단위인 경찰서가 개별 허가를 담당한다. 이는 화약류의 지역 맞춤형 관리와 신속한 허가 처리를 위한 것이다.

피뢰도선 및 가공지선의 전극 기준을 전기설비기술기준에 따라 검토하면, 3번이 정답이다. 1번은 가스관과의 거리 기준이 1m 이상이어야 하고, 2번은 전극이 1개 이상이면 되므로 '2개 이상'은 과도한 요구사항이다. 4번은 피뢰도선 1줄일 때 접지저항 기준이 10[Ω] 이하이어야 한다. 3번은 전극의 재질을 구리판 또는 그 이상의 전도성이 있는 금속으로 규정한 것이 정확하며, 이는 안정적인 접지 성능을 확보하기 위한 기준이다.

화약류관리보안책임자가 현장 발파용으로 화약류를 양도·양수하는 행위는 개인적 사용 목적이거나 업무 범위를 벗어난 행위로서, 경찰서장의 허가를 받아야 하는 경우다.

화약류의 양도·양수에서 경찰서장의 허가 불필요한 경우는 제조·수출입·판매 등의 업무 목적이거나 업무 범위 내의 행위다. 다음은 모두 정당한 업무 목적이므로 허가 불필요다.

• 제조업자의 제조·양도
• 수출입 허가자의 수출입 관련 양도·양수
• 판매업자의 판매 목적 양도·양수

전기뇌관의 도통시험은 뇌관의 전기적 연결 상태를 확인하는 절차인데, 과도한 전류가 흐르면 뇌관이 오발할 위험이 있으므로 안전 기준으로 0.01 암페어(10밀리암페어)를 초과하지 않는 시험전류를 사용하도록 규정되어 있다. 이는 뇌관의 회로 연속성을 확인하면서도 발화 에너지에 도달하지 않는 수준의 전류로, 폭발물 관련 법규에서 규정하는 안전 시험 기준이다.

화공품에 속하지 않는 것은 테트라센 등의 기폭제이며, 에어백용 가스발생기는 법령상 화공품에 해당한다.

총포·도검·화약류 등의 안전관리에 관한 법률 제2조 제3항은 화약류를 화약·폭약·화공품으로 나눈다. 제3호 화공품에는 뇌관류, 실탄 및 공포탄, 신관·화관, 도폭선·미진동파쇄기·도화선, 신호염관·신호화전, 시동약, 꽃불류, 자동차 긴급신호용 불꽃신호기, 자동차 에어백용 등 인명보호장치용 가스발생기 등이 열거되어 있다.

반면 뇌홍·아지화연·로단연·테트라센 등의 기폭제는 같은 항 제2호의 폭약으로 분류되어 화공품 목록에 없다.

유리산 시험에서 폭약은 유리산 시험시간 4시간 이상이면 안정한 것으로 본다. 질산에스테르 및 그 성분이 들어 있는 화약은 6시간 이상이어야 하므로 '5시간 이상'은 틀린 설명이다. 시료를 용적의 3/5까지 채우고 청색 리트머스 시험지가 전면 적색으로 변하는 시간을 재는 절차는 옳다.

화약류저장소 안에 화약류 상자를 쌓아 저장할 때는 저장소 안쪽 벽으로부터 30cm 이상 이격시키고, 쌓는 높이는 1.8m 이하로 해야 한다(수중저장소·3급저장소 제외, 출제 당시 법령 기준).

벽과의 이격은 통풍과 점검 공간을 확보하기 위함이고, 높이 제한은 적재물의 붕괴·전도 위험을 줄이기 위한 안전 기준이다.

화약류저장소가 보안거리 미달로 보안물건을 침범한 경우의 행정처분기준은 감량 또는 이전명령이다(출제 당시 법령 기준).

보안거리 미달은 저장량을 줄이거나 저장소 위치를 옮기면 해소될 수 있는 문제이므로, 허가를 취소하거나 효력을 정지시키기보다 그 원인을 시정하도록 하는 처분이 내려진다.

전기발파의 기술상의 기준에서 발파모선의 길이를 규정한 설명이 틀렸다. 발파모선은 고무 등으로 절연된 전선이어야 하는 것이 맞지만, 요구되는 최소 길이는 20m 이상이 아니라 30m 이상이다.

• 전기발파기 및 건전지: 습기 없는 장소에서 사용하고 사전에 전력 확인이 필수라는 원칙이 맞다.
• 도통시험 및 저항시험: 화약류 장전 위치로부터 30m 이상 떨어진 안전한 장소에서 실시하는 기준도 올바르다.
• 공기장전기 사용: 전기뇌관을 천공된 구멍 입구에 두도록 하는 규정도 안전기준에 부합한다.

비정합은 부정합면을 경계로 상하 지층의 층리가 평행한 부정합입니다. 아래 지층이 조륙운동으로 융기해 침식을 받은 뒤 다시 가라앉아 새 지층이 쌓였음을 나타냅니다. 사교부정합은 조산운동으로 아래 지층이 기울어진 경우이고, 난정합은 아래에 화성암이나 변성암이 있는 경우입니다.

퇴적물이 퇴적암으로 변환되는 과정을 고화(lithification)라고 하며, 이는 주로 압축(compaction)과 교결(cementation)의 두 가지 작용을 포함한다.

압축은 퇴적물 위에 쌓인 상층의 무게로 인해 공극이 줄어드는 것이고, 교결은 지하수에 포함된 광물질이 퇴적물의 입자 사이를 채우면서 굳어지는 것이다.

• 풍화 작용: 암석의 분해 과정
• 결정 작용: 마그마의 냉각 시 결정이 생성되는 과정
• 변성 작용: 기존 암석이 고온·고압에서 변화하는 과정

이들은 모두 퇴적물→퇴적암 변환과는 다르다.

휘석은 철과 마그네슘을 포함하는 어두운 색의 광물로, 화성암의 조암광물 중 유색광물(색광물)에 분류된다. 석영, 사장석, 백운모는 모두 규산염 광물 중 철·마그네슘 함량이 적어 무색 또는 연한 색을 띠는 무색광물이다. 따라서 무색광물에 속하지 않는 것은 휘석이다.

쇄설성 퇴적암은 암석이나 광물의 파편이 운반·퇴적되어 형성되는 퇴적암으로, 입자 크기에 따라 역암(자갈), 사암(모래), 이암(진흙) 등으로 분류된다. 보기의 역암, 각력암, 집괴암은 모두 암설 파편으로 이루어진 쇄설성 퇴적암이다. 반면 고회암(석회암)은 생물의 껍질이나 산호 등 유기물이 축적되거나 화학적 침전으로 형성되는 화학적 퇴적암으로, 쇄설성 퇴적암에 해당하지 않는다.

절리 자체가 단층이나 습곡을 만드는 원인이 되는 것이 아니라, 역으로 단층과 습곡은 지각변동(압축력, 인장력 등)의 결과로서 암석을 변형시키고, 그 과정에서 절리가 발생하기 때문에 단층, 습곡의 원인이 된다는 설명은 틀렸다.

절리(節理)는 암석의 자연적인 균열로서, 암석이 냉각·수축하거나 응력을 받을 때 형성되는 선형의 약한 면이다.

• 지표수의 통로: 절리를 따라 지하수가 침투하는 통로가 되므로 옳다.
• 풍화, 침식작용 촉진: 절리면에서 풍화와 침식이 집중되어 촉진되므로 옳다.
• 채석장 활용: 채석장에서 절리 방향을 따라 채굴하면 암석을 효율적으로 분리할 수 있으므로 올바른 설명이다.

퇴적암에서 여러 종류의 지층이 평행하게 쌓여 이루어진 구조는 층리(stratification)이다. 층리는 입자 크기, 색상, 구성 광물이 다른 퇴적층이 수평으로 교대로 쌓인 구조로, 퇴적환경의 변화를 나타낸다. 건열은 진흙이 말라 갈라지는 현상, 연흔은 물결 모양의 표면 흔적, 편리는 변성암에서 광물이 층상으로 배열된 구조이므로 해당하지 않는다.

접촉변성작용은 열을 주된 원인으로 하는 변성작용으로, 마그마의 관입으로 인해 발생하며 영향 범위는 마그마 주변의 좁은 지역에 한정된다는 점에서 1~3번은 모두 정확하다. 4번이 틀린 이유는 접촉변성작용을 받은 암석은 열과 압력이 고르게 작용하므로 엽리(엽상 구조)가 발달하지 않으며, 오히려 비엽리성 광물(예: 석류석, 녹렴석)이 발달하고 결정질의 치밀한 구조를 가진다는 점이다. 엽리의 발달은 방향성 압력(응력)이 우세한 광역변성작용의 특징이다.

마그마는 정마그마단계 → 페그마타이트단계 → 기성단계 → 열수단계 순으로 고결합니다. 온도가 가장 낮은 뜨거운 수용액이 광물을 침전시키는 열수단계가 최종 단계입니다.

현무암은 염기성 화성암으로서 마그마가 빠르게 냉각되어 형성된 암석이다. 1번 화성암(이 정의), 2번 냉각 속도가 빨라 기공이 많은 다공질 구조(○), 4번 제주도·울릉도의 신생대 화산활동으로 형성(○)은 모두 올바르다. 3번은 현무암이 산성이 아닌 염기성이라는 점에서 틀렸으며, 검은색 외관은 맞으나 산성암이라는 표현 자체가 오류다.

현무암질 마그마가 냉각되면서 정출되는 광물 중 가장 높은 온도에서 정출되는 것은 감람석이다.

현무암질 마그마의 광물 정출 순서는 보니니 반응 계열(Bowen's reaction series)에 따르며, 가장 높은 온도에서부터 정출되는 순서는 감람석 → 휘석 → 각섬석 → 운모 → 석영이다.

감람석은 약 1,200°C 이상의 매우 높은 온도에서 가장 먼저 정출되고, 휘석은 약 1,100°C, 각섬석은 약 900°C, 석영은 가장 낮은 온도에서 정출된다.

중생대는 약 2억 5,200만 년 전부터 6,600만 년 전까지의 지질시대로, 트라이아스기, 쥐라기, 백악기 세 개의 기(紀)로 구성된다. 데본기는 고생대에 속하는 지질시대로, 약 4억 1,900만 년 전부터 3억 5,900만 년 전까지 존재했다. 따라서 중생대에 속하지 않는 시대는 데본기다.

광물 알갱이들을 육안으로 구별할 수 없는 화산암은 빠른 냉각으로 인해 결정이 매우 작게 형성되는 특징을 지닌다. 이러한 미세한 결정 조직을 비현정질 조직이라 하며, 이는 화산암의 가장 특징적인 조직이다. 현정질 조직은 광학현미경으로도 개별 광물을 구별할 수 있는 깊은 관입암의 특징이고, 입상·등립질 조직은 입자의 크기나 배열 특성을 나타내는 용어로 비현정질 조직의 세부 분류가 아니다.

화성암은 지하의 마그마가 지표에 분출하거나 지각에 관입하여 굳어진 암석을 말한다.

풍화·침식에 의해 생긴 암석은 퇴적암, 지각변동에 의한 압력·열로 생긴 암석은 변성암에 해당하므로 화성암의 정의와는 구분된다.

변성암을 육안으로 구별하는 핵심은 변성 과정에서 형성된 특징적인 조직과 구조를 관찰하는 것이다. 편리, 편마 구조, 혼펠스 구조는 모두 변성암에서만 나타나는 특징적 구조로, 변성암의 종류와 변성 조건을 판단하는 기준이 된다.

편리는 운모 같은 판상 광물이 압력 방향에 수직으로 배열되어 나타나는 줄무늬 구조이고, 편마 구조는 석영·장석 등 연한 광물과 운모·흑연 같은 어두운 광물이 띠 모양으로 교대로 나타나는 구조이며, 혼펠스 구조는 저압 고온 변성으로 생긴 균립질의 입상 구조다.

• 쇄설성 조직과 화석: 퇴적암의 특징이므로 변성암 판정에 직접적 도움이 되지 않는다.
• 반상·유리질 조직: 화성암의 특징이므로 변성암 판정에 직접적 도움이 되지 않는다.

셰일이 접촉변성작용을 받아 생성되는 암석은 혼펠스이다.

접촉변성은 마그마의 열에 의해 국소적으로 일어나며, 셰일이 이 열을 받으면 치밀하고 단단한 무엽리성 암석인 혼펠스가 된다.

• 편마암·천매암·슬레이트는 주로 압력을 동반한 광역변성작용을 받아 만들어지는 엽리성 변성암이다.

단층을 분류하는 기준은 양쪽 지괴의 상대적 운동 방향이다. 정단층(1번)은 인장력에 의해 한쪽 지괴가 아래로 내려가면서 수직 변위가 크고, 역단층(2번)과 오버트러스트(4번)는 압축력에 의해 한쪽 지괴가 다른 쪽 위로 올라가면서 역시 수직 변위가 발생한다. 반면 주향이동단층(3번)은 수평 방향으로만 상대 운동이 일어나므로 양쪽 지괴의 상하운동(수직 변위)이 거의 또는 전혀 없다.

둥근 자갈들의 사이를 모래나 점토가 충진하여 교결한 암석은 역암(conglomerate)이다. 역암은 자갈 크기(2mm 이상)의 둥근 또는 각진 쇄설물이 모래·실트·점토 등의 기질로 교결된 퇴적암으로, 문제에서 설명한 "둥근 자갈과 모래/점토의 충진" 정의와 정확히 일치한다. 쳐트는 규질 화학암, 사암은 모래 크기 쇄설물의 암석, 셰일은 진흙 크기 쇄설물의 암석이므로 모두 해당하지 않는다.

퇴적물이 쌓인 후 단단한 암석으로 변환되는 전 과정을 속성작용(diagenesis)이라고 한다. 속성작용은 압축(compaction), 교결(cementation), 용해, 재결정화 등 물리적·화학적 작용을 포함하여 느슨한 퇴적물을 고결된 퇴적암으로 만드는 모든 과정을 의미한다.

• 분급작용: 퇴적물의 입자 크기에 따른 분리 현상
• 변성작용: 기존 암석이 높은 온·압력에서 변질되는 과정
• 분화작용: 마그마가 식으면서 광물이 분리 결정되는 과정

이들은 각각 다른 의미이다.

불연속면(절리, 층리 등)의 주향(strike)과 경사(dip)를 측정하는 기본 도구는 클리노미터다. 클리노미터는 손에 들고 사용하는 간편한 기기로, 한쪽 끝으로 주향을 측정하고(나침반 기능) 다른 쪽 끝으로 경사각을 측정하는(경사계 기능) 이중 기능을 가진다. 레벨은 수평 설정에만 사용되고, 트랜싯과 세오돌라이트는 측량용 대형 기기로 야외에서 불연속면 기재를 위한 정밀 측정에는 실용적이지 않다.

석탄의 종류는 탄소 함유량에 따라 등급이 나뉘는데, 토탄은 석탄화 초기 단계의 갈색 석탄으로 탄소 함유량이 50~60% 정도로 가장 낮다. 갈탄은 60~75%, 역청탄은 75~90%, 무연탄은 90% 이상의 탄소를 함유하므로, 석탄화 진행 순서(토탄→갈탄→역청탄→무연탄)에 따라 탄소 함유량이 증가한다.

셰일은 점토와 미사 크기의 입자로 주로 구성된 세립질 퇴적암으로, 같은 세립질 퇴적암인 미사암과 함께 전 퇴적암의 약 55%를 차지하는 가장 흔한 퇴적암이다. 셰일은 점토 광물의 퇴적과 압축·교결 과정을 거쳐 형성되며, 층상 구조와 박리성이 특징이다. 사암은 모래 크기 입자로 구성되고 석회암은 탄산칼슘으로 구성되며 응회암은 화산재가 굳어진 암석으로 각각 다른 입자 크기와 성분을 가지므로 문제의 조건에 맞지 않는다.

화성암은 SiO₂ 함유량에 따라 분류되며, 산성암(felsic rock)은 SiO₂ 66% 이상을 함유한 암석을 의미한다. 이는 국제적으로 통용되는 화성암 분류 기준으로, 산성암에는 화강암·유문암 등이 포함되고, 이들은 밝은 색의 장석과 석영이 풍부하며 철·마그네슘 함유량이 적은 특징을 보인다. 52% 정도는 중성암, 45% 이하는 염기성 또는 초염기성암의 범위에 해당한다.

용암이 식으면서 휘발성분(주로 가스)이 빠져나가며 형성된 기공(공동)이 나중에 다른 광물로 채워지는 현상을 충전 또는 맥상 충전이라 하며, 이때 생기는 구조가 행인상 구조이다. 행인상 구조는 기공을 채운 광물이 맥 형태로 보이는 특징이 있다. 다공질 구조는 기공이 채워지지 않은 상태이고, 유상·구상 구조는 광물의 형태나 배열을 나타내는 다른 개념의 구조이다.

변성암의 특징적 구조를 판단하는 문제다. 대리암은 탄산염광물의 결정이 재결정되어 형성되므로 일반적으로 벽개나 띠 모양 구조 없이 균질한 결정질 구조를 가지며, 안구상구조는 편마암에서 장석 등이 안구 모양으로 나타나는 특징이다. 따라서 대리암과 안구상구조의 연결은 틀렸다.

• 편마암: 장석과 석영이 밝은 띠, 운모와 각섬석이 어두운 띠를 이루는 편마구조를 보인다.
• 편암: 광물이 평행하게 배열된 편리구조를 나타낸다.
• 점판암: 진흙이 압축되어 수직에 가까운 엽리를 따라 얇게 쪼개지는 벽개구조를 보인다.

정습곡(symmetric fold)은 습곡축면이 수직이고 축이 수평이며, 두 날개가 축면을 중심으로 반대방향으로 같은 각도로 경사진 습곡이다. 경사습곡은 축면이 기울어진 경우, 침강습곡은 축이 수직인 경우, 셰브론습곡은 날개가 급격하게 꺾인 경우이므로 주어진 조건에 맞지 않는다.