한반도 기저를 형성하는 1.9 - 1.8Ga(19 - 18억 년 전)에 형성된 고원생대 암석은 임진강대와 옥천대에 의해 낭림육괴, 경기육괴, 영남육괴로 나뉘어진다. 한반도의 현재 형태는 오랫동안 고원생대에 만들어졌다고 믿어 왔다. 하지만 2000년대 초에 한반도의 형태가 페름 - 트라이아스기(250 - 230Ma; 2억 5천만 년 전 - 2억 3천만 년 전)에 일어난 대륙 충돌에 의해 형성되었다는 새로운 증거가 제시되었다. 충청남도 홍성 지역에서 대륙 충돌에 의해 형성된 트라이아스기 에클로자이트 암석이, 강원도 오대산 지역에서 대륙 충돌 후에 형성된 트라이아스기 화성암이 발견되었다. 이는 홍성과 오대산 지역을 연결하는 선을 따라 한반도 남부와 북부가 충돌하여 트라이아스기에 현재의 한반도가 형성되었을 가능성을 제시한다. 임진강대도 대륙 충돌에 의해서 형성되었을 가능성이 제기되었으나 분명한 증거가 제시되지 못하였다. 한반도 내 페름-트라이아스기 대륙 충돌대의 위치가 아직 확실치는 않지만 한반도의 일부는 북중국판에 그리고 일부는 남중국판에 연결되어 있음은 대체로 인정되고 있다. 따라서 본 지도집에서는 북중국판과 그에 연결된 한반도 일부와 남중국판과 그에 연결된 한반도 일부를 각각 북한중판과 남한중판으로 제안하고 사용하였다.

 

 고원생대인 2.1 - 1.8Ga에 전세계 대륙이 모두 하나로 모인 콜롬비아 초대륙이 존재했다. 한반도의 고원생대 화성암 및 변성암은 주로 콜롬비아 초대륙이 형성되는 과정에서 만들어졌다. 고원생대 이후 신원생대에 해당하는 900 - 750Ma 시기에 해주와 원주를 연결하는 지역의 상원계, 경기육괴 구봉산층, 옥천 변성대 북서부의 문주리층과 계명산층, 홍성 지역의 월현리층과 덕정리 화강 편마암, 고군산군도 말도층과 방축도층이 형성되었다. 콜롬비아 초대륙이 1.8Ga년부터 분열하여 여러 대륙 지각이 나뉜 후 다시 모여 신원생대 초기인 1,000 - 850Ma에 로디니아 초대륙이 형성되었고 로디니아 초대륙은 다시 850 - 700Ma에 분열하였다. 한반도의 신원생대 암석은 이러한 로디니아 초대륙 형성과 분열 과정에서 형성되었다.

 

 로디니아 초대륙 분열 후 신원생대 말에 대부분의 대륙들이 다시 모여 곤드와나 초대륙을 형성하였다. 이때 북한중판과 남한중판은 곤드와나 초대륙의 서쪽 부분에 위치하였다가 고생대 초기부터 곤드와나 초대륙으로부터 분리되어 북쪽으로 이동하였다. 이 시기에 평남 분지와 태백산 분지에 캄브리아기에서 실루리아기 초기 사이에 해양 환경하에서 조선 누층군이 퇴적되었고 이후 퇴적 작용이 없다가 고생대 후기인 석탄기 후기에서 트라이아스기 초기까지 육성 환경하에서 평안 누층군이 퇴적되었다. 평남 분지와 태백산 분지에 퇴적되지 않은 데본기 퇴적암이 임진강대에서 퇴적되었다. 함경도 북동부 지역에는 섭입 관련된 석탄기-페름기 시기의 화성암이 나타나며 문경 지역과 홍성 지역에서는 오르도비스기에 일어난 화성 작용이 보고되었다.

 

 고생대 초기에 북한중판과 남한중판은 곤드와나 초대륙으로부터 분리되어 북쪽으로 이동하다가, 페름기말 - 트라이아스기에 충돌하여 현재의 한반도가 형성되었다. 한반도 내 대륙 충돌시 한반도의 남쪽 경계에 섭입대가 시작되어 백악기까지 지속되면서 섭입 관련 화성 활동을 남한에 광범위하게 일으켰다. 이 중 중생대 쥐라기에 관입한 대보 화강암은 고원생대 변성암과 함께 한반도의 기저를 이루고 있다. 백악기에 한반도와 서해 내에 백악기 분지들이 형성되었고 경상 분지도 그중 하나이다. 백악기 한반도에는 많은 공룡이 서식하고 있었다. 신생대에 동해가 형성되면서 일본이 한반도로부터 분리되고 태백산맥이 형성되었으며, 백두산, 울릉도, 독도, 제주도가 형성되었고 길주 - 명천 지역과 연일 지역에서 퇴적암이 형성되었다.

 

 한반도에서 가장 오래된 암석은 약 2.6Ga에 형성된 시생대 말 화성암이며 한반도에 나타나는 선캄브리아기 암석은 대부분 고원생대 암석이다. 낭림육괴와 경기육괴 북부에서는 대륙 충돌 환경에서 형성된 1.93 - 1.90Ga 화성암과 변성암 및 대륙 충돌 후 압축력이 인장력으로 바뀌는 환경에서 형성된 1.88 - 1.84Ga 화성암과 변성암이 나타난다. 이들 고원생대 암석들을 형성시킨 화성 및 변성 작용은 지아오 - 리아오 - 지 충돌대를 따라 일어난 중국 동부 용강지괴와 낭림육괴의 충돌이 원인일 것으로 추정된다. 또한 경기육괴 북부에서는 1.85 - 1.69Ga에 대륙 분열 환경에서 형성된 퇴적암과 화성암도 나타난다.

 

 이에 반해 경기육괴 동남부 지역에서는 섭입대 환경에서 만들어진 1.95 - 1.91Ga경의 화성암과 1.80 - 1.78Ga에 대륙 충돌 후 환경에서 형성된 화성암이 보고되었다. 영남육괴의 북쪽 경계부에서 섭입대 환경에서 형성된 2.02 - 1.69Ga 화성암 및 변성암이 나타나며, 영남육괴의 남서부에서는 1.87Ga에서 1.86Ga 사이에 대륙 충돌 후 환경에서 관입한 후 변성을 받은 변성 화성암이 나타난다. 이는 영남육괴 동부와 서부가 하동 - 산청 경계를 따라 고원생대 말에 충돌하였을 가능성을 제시한다.

 

 강원도 북부 지역에서 황해도 지역 그리고 백령도까지 연장되어 나타나는 상원계는 중원생대 - 신원생대 퇴적암이며, 900Ma에 대륙 열개 환경에서 만들어진 염기성 암맥군에 의해 관입되고 있다.

 

 최근 경기육괴 북부 지역에서 대륙 열개 작용과 관련된 900 -740Ma경 신원생대 화성암이 확인되었다. 그리고 경기육괴 서남부에 위치한 당진 - 홍성 지역에서는 900 - 820Ma경에 섭입대 환경에서 형성된 화성암과 790 - 700Ma경에 대륙 열개 환경에서 형성된 화성암이 나타난다. 옥천 변성대의 북동쪽 지역에서도 870 - 760Ma에 대륙 열개 환경에서 만들어진 화성암이 보고되었다.

 

 고생대 퇴적암류는 평남 분지와 태백산 분지에 주로 분포하며, 하부 고생대 퇴적층과 상부 고생대 퇴적층으로 구분된다. 하부 고생대 퇴적층은 주로 캄브리아기에서 오르도비스기에 퇴적된 석회암층과 쇄설성 퇴적암으로 구성되며, 캄브리아기의 표준 화석인 삼엽충을 비롯한 거대 화석들과 코노돈트와 같은 미화석 등을 다량으로 포함하고 있다.

 

 하부 고생대 퇴적층을 부정합으로 피복하고 있는 상부 고생대층은 석탄기 후기부터 페름기를 거쳐 트라이아스기 초기까지 주로 육성 환경에서 퇴적되었으며, 대부분 쇄설성 퇴적암으로 구성되어 있고 하부 구간에서 석탄층이 나타난다. 옥천 변성대도 대체로 고생대 퇴적암으로 구성되어 있으며, 낭림육괴와 경기육괴 사이에 나타나는 임진강대 에는 데본기의 퇴적암인 임진계가 분포한다.

 

 최근 문경 지역의 옥녀봉층에서 발견된 오르도비스기에 분출한 452 - 445Ma 쌍모식 화산 작용은 한반도 남부 지역이 고생대 초기에 곤드와나 초대륙으로부터 분리될 때 형성되었을 것으로 보고 있다. 한편 경기육괴 내 홍성 지역에서는 470 - 452Ma에 섭입 환경에서 관입한 화성암이 나타나며, 442 - 381Ma에 일어난 중압 혹은 고압의 변성 작용이 인지되고 있다. 임진강대에서는 373 - 361Ma에 후 배호 분지 환경에서 관입한 화성암이 나타난다. 그리고 함경도 북동부 지역에서는 섭입 환경에서 형성된 고생대 후기 화성암이 대규모로 나타난다.

 

 최근 가장 중요한 지질학적 발견은 경기육괴 내 충남 홍성 지역에서 발견된 230Ma 에클로자이트로, 이 암석은 홍성 지역에 트라이아스기 이전에 해양 및 섭입대가 존재하였으나 대륙 충돌에 의해서 사라졌음을 가리킨다. 또 다른 중요한 발견은 홍성에서 양평을 지나 오대산으로 이어지는 선을 중심으로 북쪽에 위치한 경기육괴에 나타나는 230Ma 트라이아스기 충돌 후 화성암이다. 이 암석들은 홍성과 오 대산을 잇는 선이 대륙 충돌 경계부일 가능성을 암시한다. 대륙 충돌 경계부일 가능성이 있는 또 다른 지역은 임진강대와 임진강대 - 홍성을 잇는 선이다. 페름 - 트라이아스기에 일어났을 것으로 생각되는 한반도 내 대륙 충돌에 의해 경기육괴, 임진강대, 옥천 변성대에서 페름 - 트라이아스기 변성 작용이 광역적으로 일어났다.

 

 한반도의 남부 경계부에서는 페름기 말에서 트라이아스기 초기 사이에 섭입 관련 화강암의 관입이 시작되었다. 따라서 트라이아스기 송림 운동 시기에 한반도 중부에서는 대륙 충돌과 관련된 화성 및 변성 작용이, 한반도 남부에서는 섭입에 관련된 화성 작용이 일어나고 있었다.

 

 쥐라기 시기에는 일본이 한반도에 붙어 있었으며 한반도의 동측과 남측에 섭입대가 형성되어 있었다. 이로 인해 섭입 관련된 쥐라기 대보 화강암이 한반도를 광역적으로 관입하였다.

 

 백악기에도 한반도 주변에 섭입대가 형성되어 있었고 섭입하던 해양판이 태평양 쪽으로 이동하면서 발생된 인장력에 의해 상승한 맨틀이 스스로 용융되거나 열을 공급하여 대륙지각을 용융시켜 마그마를 형성하였다. 이들 마그마의 관입에 의해 한반도에 백악기 화성암이 형성되었다. 이 시기에는 화성 작용이 주로 경상도, 전라도 그리고 충청북도 남부 지역에 집중되어 나타난다.

백악기 퇴적암은 호수 환경에서 쌓인 육성층으로 영남 지역 내 경상 분지와 서해 남황해 분지에 넓게 퇴적되었다. 그 외에도 백악기 퇴적암은 한반도 곳곳에 발달된 소규모 백악기 분지들에 퇴적되었다. 백악기 소규모 퇴적 분지들은 한반도 내 분포하는 북동 방향의 주향 이동 단층의 좌수향 운동(단층의 상대편이 좌측으로 수평 이동하는 단층 운동)시 주향 이동 단층들 사이 혹은 단층 주변에 형성된 인장력에 의해 형성되었다.

 

 중생대 백악기 육성 퇴적층에는 공룡의 뼈, 알, 발자국 화석이 다양하게 나타난다. 한반도에서 발견된 최초의 공룡 화석은 1972년 경남 하동군에서 발견된 공룡 알껍데기 화석이다. 27개의 공룡 발자국 화석지가 한반도 남부 백악기 육성층에서 발견되는데 전남 해남, 화순, 여수 지역과 경남 고성 지역이 대표적이다. 한반도에서는 조각류 발자국이 가장 많이 발견되며, 수각류 발자국은 화순 능주 분지에서 발견된 것이 대표적이다. 용각류 발자국은 한반도 남동부에 위치한 진동층에서 풍부하게 나타나며, 용각류 발자국의 크기, 형태, 보행열의 양상은 다양한 종류의 용각류가 한반도에 살았음을 알려 준다. 또한, 해남 우항리에서 발견된 발자국에 의해 확인된 익룡은 새로운 종류인 해남이크누스 우항리엔시스(Haenamichnus uhangriensis) 라는 이름으로 국제적으로 공인되었다.

 

 우항리 지역에서 발견된 익룡 발자국은 443개로 세계 최대이며, 발견된 최대 보행렬이 7.3m로 세계에서 가장 긴 보행 흔적을 나타내고 있다. 이 지역에서는 세계적으로 드물게 익룡, 공룡, 새 발자국이 동일 지층에서 발견되었다. 경남 하동군 백악기 지층에서 우리나라 최초로 공룡의 종류를 알 수 있을 정도로 보존 상태가 양호한 공룡 골격 화석이 발견되었다. 이 화석은 새로운 종의 용각류로 판단되어 부경고사우루스 밀레니움아이(Pukyongosaurus millenniumi) 로 명명되었고, 931번째의 공룡속으로 세계 공룡 목록에 추가 등재되었다.

 

 백악기의 한반도에는 커다란 호수가 많이 분포하고 있었고, 호수 주변에는 공룡의 먹이가 될 수 있는 각종 침엽수와 양치류 등의 나자 식물과 다양한 척추동물과 무척추동물이 살고 있어서 백악기 한반도는 공룡이 생활하기 좋은 환경이었다.

신생대는 동해의 형성과 백두산, 한라산, 독도, 울릉도의 형성으로 특징 지을 수 있다. 동해의 형성 시기(23 - 15Ma)는 백두산 지역과 동북아시아에 광역적으로 나타나는 용암 대지(긴 균열대를 따라 용암이 여러 차례 흘러 쌓여 형성된 고원 지대) 형성 시기(28 - 13Ma)와 거의 유사하다. 이는 이 시기에 동해와 백두산 지역에 긴 열극을 형성시킨 광역적인 인장력이 동북아시아에 가해졌음을 지시한다.

 

 15Ma부터 동북아시아에 인장력 대신 압축력이 가해졌고 백두산 지역에서는 5 - 1.5Ma경에 중심 분출이 일어났다. 그 결과 순상 화산형 화산체가 형성되었다. 독도와 울릉도의 해저 화산부를 형성한 화산 분출이 8.1 - 3.7Ma경에 일어났을 것으로 예상된다. 조면암질 및 유문암질 화산 분출이 백두산 지역에서는 0.61Ma에서 1903년까지 일어났고, 울릉도와 독도에서는 2.9Ma에서 6,300년 전 사이에 일어났다. 특히 백두산 지역에서는 969년경에 가장 강력한 화산 폭발이 일어나 화산재가 멀리 동해와 일본까지 날아가 퇴적되었으며, 천지 칼데라가 형성되었다. 이와 같은 유사성은 울릉도와 독도를 포함하는 동해와 백두산이 유사한 지구조 운동에 의해 형성되었을 가능성을 시사한다.

 

 동해를 형성시킨 광역적인 인장력에 의해 정단층 작용이 일어나 동해 지역이 침강하였고 동해안 지역이 융기하여 태백산맥이 형성되었다. 그 결과 한반도의 동쪽이 높고 서쪽이 낮은 지형이 형성되었다. 이와 달리 서해는 간빙기에 해수면이 높아지면서 물에 잠긴 육지이다.

 

 제주도는 울릉도, 독도와는 근본적으로 다른 지질학적 특징을 보여준다. 제주도는 현재의 모습을 갖추기까지 약 180만 년이 소요되었다. 제주도의 화산 활동은 크게 수성 화산 분화시기 (1.88Ma - 0.5Ma)와 육성 화산 활동 시기(0.5Ma - 25Ka)로 구분된다. 수성 화산 활동 시기에는 국지적이며 간헐적인 화산 활동이 있었고, 육성 화산 활동 시기는 전 제주도에 걸친 활발한 화산 활동이 일어나 제주도의 현재 지형을 만들었다.

 

 제주도는 약 180만 년 전부터 서해 대륙붕에서 일어난 판 내부 화산 활동으로 만들어졌다. 제주도의 초기 화산 활동은 수성 화산 활동(水性火山活動)의 방식을 띠었으며, 빙기- 간빙기 교차에 따른 제4기 해수면 변동의 영향으로 화산 활동은 해저와 육상에서 번갈아 가며 일어났다. 백만 년이 넘도록 산발적으로 일어난 수성 화산 분화에 의해 수백 개의 수성 화산(응회환과 응회구)이 만들어졌으며, 응회암과 육상 및 해상 퇴적암이 혼재된 서귀포층이 100m 넘게 쌓임에 따라 제주도는 제4기 해수면 위로 성장하여 섬이 되었고, 약 50만 년 전부터는 육성 화산 활동이 우세하게 일어났다. 주로 하와이형 분출에 의해 용암 대지와 순상 화산이 만들어졌고, 스 트롬볼리형 분출도 곳곳에서 일어나 오름이라고 부르는 작은 화산 체인 분석구도 무수히 만들어졌다. 한라산체는 약 2만 년 전에 완성되었다. 약 4 - 5천 년 전에는 바닷가 곳곳에서 수성 화산 활동이 또다시 일어나 성산 일출봉, 송악산 등의 오름이 만들어지고 그 주변 지역에 신양리층과 하모리층과 같은 화산 쇄설성 퇴적층도 형성되었다. 역사 문헌에 따르면, 서기 1002년에는 한라산 중턱에서 용암 분출이 있었고, 1007년에는 바닷가에서 수성 화산 분출이 있었으나 그 위치는 확인되지 않고 있다.

 

 백두산의 화산 분출 역사는 4개의 시기로 구분된다. 첫 번째 시기에는 열극 분출에 의해 현무암질 용암 대지인 고원 지대가 형성되었다. 두 번째 시기에는 주로 중심 분출이 일어나 용암 대지 위에 제주 도와 같은 순상암체를 형성시켰다. 세 번째 시기에는 마그마의 성격이 산성 및 중성으로 바뀌면서 폭발성 화산 작용이 일어났고 그 결과 백두산 순상형 화산체 상부에 종형 화산체가 형성되었다. 최종 단계인 폭발성 분출이 홀로세(1690 B.P. - 1702 A.D.)에 일어났다. 이 시기 중 969 A.D.에 일어난 화산 폭발 정도는 폼페이를 멸망시킨 베수비오 화산보다 폭발력이 수십 배 컸을 것으로 생각되는 대규모 폭발이었다. 백두산은 아직도 성인이 명확히 밝혀지지 않은 대륙 내부에 발달한 매우 특이한 화산이다.

 

 2002년 - 2006년에는 백두산 천지 일원에서 화산성 지진이 급증하였고, 2006년도부터는 감소하는 추세를 보여 현재에는 1999 - 2001 년의 수준을 유지하고 있다. 이 시기에 일어난 지진은 모두가 지하 2 - 4km에 위치한 마그마 챔버 활동에 기인하는 것으로 해석하였다. 최근 여러 연구에서도 5 - 10km 지하에 마그마 챔버가 위치하고 있음이 확인되었다. 또한 2002년 이후 천지 칼데라 정상부가 2007년까지 총 10cm 정도 상승하였으며, 2004년도 천지 주변 온천 지하수의 온도가 69℃에서 83℃로 증가하였다. 이는 백두산이 분화 가능성이 있으며 이를 확인하기 위한 백두산 모니터링과 그에 관련된 연구가 필요함을 시사한다.