한국의 지질
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1. 개요
한국의 지질은 선캄브리아기부터 신생대까지 다양한 지질 시대를 거치며 형성되었다. 한반도는 약 40%가 선캄브리아기 지층으로 구성되어 있으며, 경기 지괴와 영남 지괴가 기저를 이룬다. 고생대에는 조선 누층군과 평안 누층군이 형성되었고, 중생대에는 대보 조산 운동, 불국사 조산 운동을 겪으며 대보 화강암과 경상 누층군이 나타났다. 신생대에는 동해가 형성되었고, 제주도와 같은 화산 지형이 만들어졌다. 한반도는 여러 차례의 지각 변동으로 다수의 단층이 형성되었으며, 현재도 지진이 발생한다. 지형은 산악 지형이 많고, 동고서저의 경동 지형을 보인다.
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한국의 지질 | |
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지도 정보 | |
개요 | |
지질학적 배경 | 한반도는 복잡한 지질학적 역사를 가지며, 선캄브리아 시대부터 신생대까지 다양한 지질 구조와 암석으로 구성되어 있다. |
주요 지질 구조 | 경기 지괴 영남 지괴 옥천 습곡대 경상 분지 평남 분지 |
암석 종류 | 화강암 변성암 퇴적암 화산암 |
지질 시대 | 선캄브리아 시대 고생대 중생대 신생대 |
선캄브리아 시대 | |
주요 지괴 | 경기 지괴 영남 지괴 |
암석 특징 | 변성암 복합체 화강암 관입 |
지각 변동 | 광역 변성 작용 심성암 관입 |
고생대 | |
퇴적 환경 | 해양 환경 육성 환경 |
암석 특징 | 석회암 사암 셰일 |
주요 지층 | 조선 누층군 평안 누층군 |
중생대 | |
지각 활동 | 화산 활동 대규모 단층 운동 |
암석 특징 | 화산암 퇴적암 화강암 |
주요 분지 | 경상 분지 평남 분지 |
신생대 | |
지각 활동 | 단층 운동 국지적 화산 활동 |
퇴적 환경 | 호수 환경 충적 환경 |
주요 지형 | 하천 지형 해안 지형 |
주요 지질 구조 상세 | |
경기 지괴 | 선캄브리아 시대의 변성암과 화강암으로 구성되어 있으며, 한반도 북서부에 위치한다. |
영남 지괴 | 선캄브리아 시대의 변성암과 화강암으로 구성되어 있으며, 한반도 남동부에 위치한다. |
옥천 습곡대 | 고생대 퇴적암이 습곡 작용을 받아 형성되었으며, 한반도 중앙에 위치한다. |
경상 분지 | 중생대 백악기 퇴적암과 화산암으로 구성되어 있으며, 한반도 남동부에 위치한다. |
평남 분지 | 고생대에서 중생대에 이르는 퇴적암으로 구성되어 있으며, 한반도 북서부에 위치한다. |
한반도의 지질학적 중요성 | |
지질학적 다양성 | 다양한 지질 시대의 암석과 지질 구조가 존재 지질학적 연구에 중요한 자료 제공 |
지질 자원 | 광물 자원 지하수 자원 지열 자원 |
지질 재해 | 지진 산사태 침강 |
참고 문헌 | |
참고 문헌 | Lim, Hyoun Soo. (2019). Cretaceous sedimentary basins and volcanic activity in Korea (KOR). 지질학회지, 55(5), 493–494. Moores, E.M. & Fairbridge, R.W. (1997). Encyclopedia of European & Asian Regional Geology. Springer, 475–482. |
2. 선캄브리아기
한반도는 좁은 면적에 비해 지질이 다양하며, 선캄브리아기부터 고생대, 중생대, 신생대 제4기에 이르기까지 오랜 기간 동안 형성된 다양한 암석들이 분포하고 있다.[21]
한국지질자원연구원 이윤수 박사는 고지자기 연구 결과를 바탕으로, 고생대 초 동아시아 땅덩어리들은 남반구에 위치한 곤드와나 대륙의 북쪽에 속해 있었으며, 후에 한반도를 이루게 될 땅조각들은 남반구 저위도와 적도 사이에서 서로 떨어져 있었다고 설명한다. 당시 이웃에는 인도, 호주, 인도차이나, 아프리카 대륙이 있었다.[22]
2. 1. 원생대
한반도에서 선캄브리아기 지층을 이루는 시·원생대 지층이 차지하는 비율은 약 40%에 달한다.[23] 이중 한반도에는 일부 지역에서만 시생대 암석이 나타나며 나머지 암석들은 대부분 고원생대 이후에 형성되었음이 확인되었다.[24] 한반도에서 발견된 가장 오래된 암석은 신시생대 변성화성암으로 25억 년 전에 생성된 것이나, 그 보다 더 오래된 암석은 20억 년에서 18억 년 사이에 고원생대 변성퇴적암 그리고 변성화성암으로 변화되었다.
한반도의 기저(基底)를 이루는 암석은 주로 고원생대에 형성된 암석들이다.[25] 원생대의 암석은 주로 경기 육괴와 영남 육괴에 광범위하게 분포하고 있다. 원생대의 지층인 상원계는 황해도·평안남도에 주로 분포하고, 강원도 북부와 함경남도 동북부 등에 약간 분포되어 있다.[26] 이 지층은 규암·천매암·석회암·점판암 등으로 구성되어 있다.
경기지괴와 영남지괴는 각각 옥천-태백산대의 북쪽과 남쪽에 위치한다. 이들은 모두 선캄브리아기의 다중 변성 작용을 받은 편마암과 천매암 복합체이며, 대한민국 전역의 기저를 이룬다. 이들 지층의 연대는 고생대부터 원생대까지 다양하며, 변성대는 녹색편암상에서 각섬암상까지 이른다. 일부 지질학자들은 이 암석들을 북중국-북한 준대륙붕과 양자강 준대륙붕의 암석과 상관관계를 시도했지만, 이러한 분류는 불확실하다.
한반도에서 선캄브리아기 암석이 차지하는 비율은 40%이다.[3] 한반도는 대부분 팔레오프로테로조익세(25억 년~16억 년 전) 이후에 형성되었으며, 일부 지역에서는 시생대 암석이 나타난다.[4]
2. 2. 층서
한반도에서 선캄브리아기 지층을 이루는 시·원생대 지층이 차지하는 비율은 약 40%에 달한다.[23] 이중 한반도에는 일부 지역에서만 시생대 암석이 나타나며 나머지 암석들은 대부분 고원생대 이후에 형성되었음이 확인되었다.[24] 한반도에서 발견된 가장 오래된 암석은 신시생대 변성화성암으로 25억 년 전에 생성된 것이나, 그 보다 더 오래된 암석은 20억 년에서 18억 년 전 사이에 고원생대 변성퇴적암 그리고 변성화성암으로 변화되었다.한반도의 기저(基底)를 이루는 암석은 주로 고원생대에 형성된 암석들이다.[25] 원생대의 암석은 주로 경기 육괴와 영남 육괴에 광범위하게 분포하고 있다. 원생대의 지층인 상원계는 황해도·평안남도에 주로 분포하고, 강원도 북부와 함경남도 동북부 등에 약간 분포되어 있다.[26] 이 지층은 규암·천매암·석회암·점판암 등으로 구성되어 있다.
한반도 선캄브리아기 층서는 다음과 같다.[27]
지질 시대 | 경기 지괴 | 영남 지괴 | 북한 |
---|---|---|---|
후기 선캄브리아기 이언 | 연천계 화강편마암 춘천계 *춘성층군 *장락층군 경기변성암복합체 *양평층군 *시흥층군 *부천층군 | 구현계 *능리통 *비랑동통 상원계 *멸악산통 *묵천통 *사당우통 *직현통 | |
중기 선캄브리아기 이언 | 율리계 *태백산통 *율리통 | 마천령계 *남대천통 *북대천통 *성진통 | |
전기-중기 선캄브리아기 이언 | 영남계 *양평층군 *시흥층군 *부천층군 | 낭림층군 |
경기 지괴와 영남 지괴는 각각 옥천-태백산대의 북쪽과 남쪽에 위치한다. 이들은 모두 선캄브리아기의 다중 변성 작용을 받은 편마암과 천매암 복합체이며, 대한민국 전역의 기저를 이룬다. 이들 지층의 연대는 고생대부터 원생대까지 다양하며, 변성대는 녹색편암상에서 각섬암상까지 이른다. 일부 지질학자들은 이 암석들을 북중국-북한 준대륙붕과 양자강 준대륙붕의 암석과 상관관계를 시도했지만, 이러한 분류는 불확실하다.
옥천대는 중기 캄브리아기 때 단층 작용으로 형성된 것으로 보이며, 이는 오리스톨리스 석회암 각력암으로부터 해석된다.
춘천층군과는 달리, 옥천층군은 중앙 옥천-태백산대에 분포하며, 두꺼운 변성퇴적암 및 변성화산암층으로 구성된다. 일부 지질학자들은 이 층군을 캄브리아기 대륙판 내 분지에서 형성된 일련의 나페 구조로 해석한다. 층군 중간 부분의 화산암 및 퇴적암층 위에는 열곡 작용 동안 해저 사면 붕괴로 형성된 혼합암이 있으며, 화강암, 편마암, 사암, 석회암, 이암 및 기저성 화산암 조각을 포함한다.
2. 3. 옥천 누층군
옥천 누층군은 충청북도 지역에 분포하는 변성퇴적암 지층으로, 지층 형성 시기에 대해 선캄브리아기라는 의견과 고생대 혹은 그 이후(최소한 중생대 전)라는 의견이 대립하고 있다. 그러나 절대연령 측정 결과 등이 나오며 오늘날에는 일반적으로 선캄브리아기 지층으로 인정받는다. 옥천 누층군은 계명산층, 향산리 돌로마이트질 석회암층, 대향산 규암층, 문주리층, 황강리층 등으로 구성된다. 옥천 누층군에는 우라늄이 다소 포함되어 있다.[1]옥천대는 중기 캄브리아기 때 단층 작용으로 형성된 것으로 보이며, 이는 오리스톨리스 석회암 각력암으로부터 해석된다. 춘천층군과는 달리, 옥천층군은 중앙 옥천-태백산대에 분포하며, 두꺼운 변성퇴적암 및 변성화산암층으로 구성된다. 일부 지질학자들은 이 층군을 캄브리아기 대륙판 내 분지에서 형성된 일련의 나페 구조로 해석한다. 층군 중간 부분의 화산암 및 퇴적암층 위에는 열곡 작용 동안 해저 사면 붕괴로 형성된 혼합암이 있으며, 화강암, 편마암, 사암, 석회암, 이암 및 기저성 화산암 조각을 포함한다.[1]
초기에는 태백 조산 운동이 습곡, 역단층 및 변성 작용의 원인으로 여겨졌지만, Cluzel, Jolivet, Cadet(1991)은 옥천 조산 운동을 실루리아기와 데본기의 변형을 설명하기 위해 명명했다.[1]
한국에는 실루리아기 또는 데본기 퇴적암이 없지만, 석탄기부터 시작하여 형성되기 시작한 원시 일본 열도의 내륙 쪽에 가라앉는 연안 대지에서 퇴적이 다시 시작되었다. 평안 누층군은 옥천대의 북동쪽에 분포하며, 홍점층(회색 이암, 석회암 및 이암), 사동층(사암, 이암 및 석탄층), 고방산층(거친 육성 사암 및 이암), 노감층(녹색 사암 및 이암)으로 세분된다.[1]
3. 고생대
한반도는 좁은 면적에 비해 지질이 다양하며, 선캄브리아기부터 고생대, 중생대, 신생대 제4기에 이르기까지 오랜 기간 동안 형성된 다양한 암석들이 분포하고 있다.[21]
한국지질자원연구원 이윤수 박사는 한반도와 동아시아는 곤드와나 대륙이 분열되면서 만들어졌다고 말하는데, 고지자기 연구 결과 고생대 초 동아시아 땅덩어리들은 남반구에 위치한 곤드와나 대륙의 북쪽에 속해 있었으며, 후에 한반도를 이루게 될 땅조각들은 남반구 저위도와 적도 사이에서 서로 떨어져 있었다고 한다. 이웃엔 인도, 호주, 인도차이나, 아프리카 대륙이 있었다.[22]
고생대에 형성된 암석층은 캄브리아기-오르도비스기의 조선 누층군과 석탄기-페름기/트라이아스기의 평안 누층군으로 구성된다.
고생대에 형성된 암석 지층은 조선 누층군(하부)과 평안 누층군(상부)으로 구성된다. 초기 고생대인 캄브리아기 초기부터 오르도비스기까지 조선 누층군이 형성되었으며, 평남 분지와 옥천 습곡대에 분포하였다. 한국의 초기 고생대 조선 누층군은 암석층서의 순서에 따라 태백, 영월, 평창, 용탄, 문경 층군으로 구분된다.[5] 석탄기부터 트라이아스기까지는 평안 누층군이 형성되었으며, 평남 분지와 옥천 습곡대에 분포하였다.[13][14]
한반도에서 고생대 퇴적암은 고생대 초의 조선 누층군과 고생대 후기의 평안 누층군으로 구성되어 있고, 그 사이 시기인 실루리아기-석탄기 중기에는 퇴적 작용이 일어나지 않은 것으로 알려져 왔다. 그러나 임진강대를 포함한 한반도 여러 지역에서 고생대 중기 데본기의 퇴적암이 보고되었다.[40]
3. 1. 조선 누층군
고생대 초기 캄브리아기로부터 오르도비스기에 이르기까지 조선 누층군이 형성되었으며, 이는 평남 분지와 옥천 습곡대의 삼척시, 태백시, 영월군, 정선군, 단양군, 문경시 등지에 주로 분포한다.[29] 조선 누층군 하부의 장산층 및 묘봉층은 그 아래의 선캄브리아기 율리층군(태백산층) 또는 홍제사 화강암을 부정합 또는 단층으로 덮고 있다.[30] 조선 누층군에는 다수의 석회암층이 포함되어 있어 '''카르스트 지형'''이 발달한다.대한민국의 옥천 습곡대에 분포하는 조선 누층군은 학계에서 태백층군, 영월층군, 평창층군, 용탄층군, 문경층군으로 구분한다.[31]
조선 누층군의 지질 계통표는 다음과 같다.[32]
지질 시대 | 태백, 삼척지역 | 영월지역 | 평남 지역 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
구분[33] | 지층명 | 암석[34] | 두께(m)[35] | 분포 지역[36] | 지층명 | 암석[37] | 두께(m) | ||
고생대 오르도비스기 443.8–485.4 Mya | 상부 대석회암층군(O) | 두위봉층 | 석회암과 석회질 셰일 | 50~75 | 영흥층 (Oy) | 셰일 석회암 | - | 상서리통 만달통 신곡통 | |
직운산층 | 흑색 셰일 | 50~100 | |||||||
막골층 (Omg) | 흑회색 석회암(상부층원, 60m) 석회암, 돌로마이트(중부층원, 85m) 석회암(하부층원, 80m) 흑회색 돌로마이트(기저층원, 45m) | 250~400 | 백운산 향사대 태백시 북서부 정선군 남서부 | ||||||
두무동층 (Odu) | 석회암, 돌로마이트 | 150~200[38] | 백운산 향사대 | 문곡층 | 석회암 돌로마이트 | 120~200 | |||
동점층 (Od) | 사암, 규암 | 50 | 백운산 향사대 | ||||||
고생대 캄브리아기 485.4–541.0 Mya | 하부 대석회암층군 (O) | 화절층 (CEw) 세송셰일층원 | 석회암, 셰일 | 200~260 | 백운산 향사대 단양군 동부 | 와곡층 | 석회암 돌로마이트 | 200~500 | 고풍통 |
풍촌 석회암층 (CEp) | 괴상 석회암 | 150~300 | 백운산 향사대 정선군 남동부 | 마차리층 (Om) | 셰일 석회암 돌로마이트 | 420 | 무진통 | ||
양덕층군 (C) | 묘봉층 (CEm) | 80~250 | 삼방산층 (cs) | 사암 셰일 | - | 흑교통(C) | |||
장산 규암층 (CEj) 선캄브리아 이언 태백산통을 부정합 피복[39] | 150~200 | 백운산 향사대 남부 단양군 동부 | 중화통(C) |
; 삼엽충 화석에 근거한 태백층군, 영월층군 간 지층 대비표[21]
지질 시대 | 태백층군 | 영월층군 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
기 | 세 | 절 | 지층 | 화석 | 지층 | 화석 | |
오르도비스기 443.8–485.4 Mya | 후세 443.8–458.4 Mya | Hirnantian | - | ||||
Katian | |||||||
Sandbian | |||||||
rowspan = 2 | | 중세 458.4–470.0 Mya | Darriwilian | 두위봉층 | - | 영흥층 | - | |
직운산층 | Dolerobasilicus | ||||||
Daipingian | 막골층 | rowspan = 2 | | |||||
전세 470.0–485.4 Mya | Floian | ||||||
두무동층 | Kayseraspis | Kayseraspis | |||||
Tremadocian | Protopiomerops | 문곡층 | Shumardia pellizzarii Kainella euryrachis Yosimuraspis vulgaris | ||||
Asaphellus | |||||||
동점층 | Richardsonella | ||||||
캄브리아기 485.4–541.0 Mya | 푸룽세 485.4–497 Mya | 제10절 | 와곡층 | Fatocephalus hunjiangensis | |||
Pseudokoldinioidia | |||||||
Eosaukia | - | ||||||
화절층 | |||||||
Quadraticephalus | 마차리층 | ||||||
Jiangshanian | Asioptychaspis subglobosa | ||||||
세송층 | Kaolishania | ||||||
- | Pseudoyuepingia asaphoides Agnostotes orientalis Eochuangia hana Eugonocare longifrons Hancrania brevilimbata Proceratopyge tenuis Glyptagnostus reticulatus | ||||||
Paibian | |||||||
Chuangia | |||||||
Prochuangia mansuyi | |||||||
Fenghuangella laevis | |||||||
제3세 497–509 Mya | Guzhangian | Liostracina simesi | Glyptagnostus stolidotus | ||||
Neodrepanura | - | ||||||
Jiulongshania | |||||||
풍촌 석회암층 (대기층) | |||||||
- | |||||||
Drumian | Amphoton | Lejopyge armata | |||||
Crepicephalina | Ptychangnostus atavus | ||||||
Wuliuan | - | Ptychangnostus sinicus Tonkinella | |||||
묘봉층 | Beiliella | ||||||
Mapania (?) | 삼방산층 | Megagraulos semicircularis | |||||
Elrathia | Metagraulos sampoensis | ||||||
제2세 509–521 Mya | 제4절 제3절 | Redilichia | - | ||||
장산층/면산층 | |||||||
; 지층 목록
3. 2. 고생대 중기

한반도에서 고생대 퇴적암은 고생대 초의 조선 누층군과 고생대 후기의 평안 누층군으로 구성되어 있고, 그 사이 시기인 실루리아기-석탄기 중기에는 퇴적 작용이 일어나지 않은 것으로 알려져 왔다. 그러나 임진강대를 포함한 한반도 여러 지역에서 고생대 중기 데본기의 퇴적암이 보고되었다.[40]
3. 3. 평안 누층군
고생대 후기 석탄기에서 중생대 초 트라이아스기에 이르기까지 형성된 평안 누층군은 주로 평남 분지 및 옥천 습곡대 등지에 분포한다.[41][42] 평안계 지층은 한국의 퇴적암층을 대표하며, 곳곳에 습곡과 단층운동을 받은 곳이 있다.[43] 이중 석탄기의 지층은 오르도비스기 지층인 조선 누층군을 부정합으로 덮고 있다.[44]평안계의 지질 및 지층 구조는 다음과 같다.[15]
지질 시대 | 지역 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
시대 | 세 | 절 | 삼척시 | 강릉시 | 정선군-평창군 | 영월군 | 단양군 | 보은군 | 평남분지 | 두만분지 |
중생대 트라이아스기 201 Ma ~ 252 Ma영어 | 중 237 Ma ~ 247 Ma영어 | 아니시안 | 동고 (층) | 박기산 | 동고 | 태자원 | rowspan=2 | | |||
하 247 Ma ~ 252 Ma영어 | 인두안 | 상원산 | ||||||||
고생대 페름기 252 Ma ~ 298 Ma영어 | 로핑기 252 Ma ~ 259.8 Ma영어 | 고방산 | 송상 | |||||||
과달루프기 259.8 Ma ~ 272.3 Ma영어 | 카피타니안 | 고한 | 운별리 | 옥갑산 | 고한 | |||||
워디안 | 도사곡 | 망덕산 | 도사곡 | |||||||
로아디안 | ||||||||||
시수랄리안 272.3 Ma ~ 298 Ma영어 | 시수랄리안 | 함백산 | 함백산 | 함백산 | 함백산 | 계룡산 | ||||
아르틴스키안 | 장성 | 장성 | 장성 | 미탄 | 장성 | 장성 | 사동 | |||
삭마리안 | 밤치 | 밤치 | 밤치 | 암기 | ||||||
아셀리안 | 이석 | |||||||||
고생대 석탄기 252 Ma ~ 298 Ma영어 | 펜실베이니아기 298 Ma ~ 323.2 Ma영어 | 모스코비안 | 금천 | 금천 | 금천 | 판교 | 금천 | 홍점 | rowspan=3 | | |
만항 | 만항 | 만항 | 요봉 | 만항 | 만항 | |||||
바시키리안 |
3. 4. 백운산 향사대
백운산 향사대는 태백시에서 영월군을 거쳐 단양군에 이르는 지역에 분포하는 평안 누층군의 향사 구조이다.[49][50] 평안 누층군은 고생대 후기 석탄기에서 중생대 초 트라이아스기에 이르기까지 형성되었으며,[41] 대한민국에서는 최대 1,400m의 두께를 가진다.평안 누층군은 하부로부터 만항층, 금천층, 장성층, 함백산층, 도사곡층, 고한층, 동고층으로 분류된다.[47] 이중 만항층은 조선 누층군의 두위봉층을, 동고층은 고한층을 부정합으로 덮는다.[48]
평안 누층군의 지질 계통표와 층서는 다음과 같다.
지질 시대 | 지역 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
기 | 세 | 절 | 삼척탄전 | 강릉탄전 | 정선-평창탄전 | 영월탄전 | 단양탄전 | 보은탄전 | 평남분지 | 두만분지 |
중생대 삼첩기 201.3–252.17 Mya | 중세 237–247.2 Mya | 아니시안 | 동고층 | 박지산층 | 동고층 | 태자원통 | ||||
전세 247.2–252.17 Mya | 인두안 | 상원산층 | ||||||||
고생대 페름기 252.17–298.9 Mya | 로핑기아 252.17–259.8 Mya | 고방산통 | 송상통 | |||||||
과달루페 259.8–272.3 Mya | 카피탄 | 고한층 | (언별리층) | 옥갑산층 | 고한층 | |||||
워디안 | 도사곡층 | 망덕산층 | 도사곡층 | |||||||
로디안 | ||||||||||
시수랄리아 272.3–298.9 Mya | 쿤쿠리안 | 함백산층 | 함백산층 | 함백산층 | 함백산층 | 계룡산통 | ||||
아르틴스키안 | 장성층 | 장성층 | 장성층 | 미탄층 | 장성층 | 장성층 | 사동통 | |||
사크마리안 | 밤치층 | 밤치층 | 밤치층 | 암기통 | ||||||
아셀리안 | 입석통 | |||||||||
고생대 석탄기 252.17–298.9 Mya | 펜실베이니아 298.9–323.2 Mya | 모스크바 | 금천층 | 금천층 | 금천층 | 판교층 | 금천층 | 홍점통 | ||
만항층 | 만항층 | 만항층 | 요봉층 | 만항층 | 만항층 | |||||
바시키르 |
3. 5. 영월인편상구조대

강원도 영월군 신동읍에서 상동읍, 고한읍, 태백시에 이르는 지역은 지질도 상으로 바깥쪽부터 조선 누층군의 두무골층, 막골층, 평안 누층군의 홍점통, 사동통, 고방산통, 녹암(동고)층이 대칭적인 구조를 이루고 있다.[55] 이중 평안 누층군의 최상부층인 녹암(동고)층이 동-서 방향의 향사대(帶)의 축을 중심으로 분포하고 있다. 안쪽의 평안 누층군이 조선 누층군보다 나중의 지층이므로 향사 구조임을 알 수 있다.
3. 6. 고생대의 화석
고생대 초기 캄브리아기로부터 오르도비스기에 이르기까지 조선 누층군이 형성되었으며, 여기에는 다수의 삼엽충 화석이 포함되어 있다.; 삼엽충 화석에 근거한 태백층군, 영월층군 간 지층 대비표[21]
지질 시대 | 태백층군 | 영월층군 | |||||
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기 | 세 | 절 | 지층 | 화석 | 지층 | 화석 | |
style="border-style: none none none none;" | | 오르도비스기 443.8–485.4 Mya | 후세 443.8–458.4 Mya | Hirnantian | - | |||
style="border-style: none none none none;" | | Katian | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Sandbian | ||||||
style="border-style: none none none none;" rowspan = 2 | | 중세 458.4–470.0 Mya | Darriwilian | 두위봉층 | - | 영흥층 | - | |
직운산층 | Dolerobasilicus | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Daipingian | 막골층 | rowspan = 2 | | ||||
style="border-style: none none none none;" | | 전세 470.0–485.4 Mya | Floian | |||||
style="border-style: none none none none;" | | 두무동층 | Kayseraspis | Kayseraspis | ||||
style="border-style: none none none none;" | | Tremadocian | Protopiomerops | 문곡층 | Shumardia pellizzarii Kainella euryrachis Yosimuraspis vulgaris | |||
style="border-style: none none none none;" | | Asaphellus | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | 동점층 | Richardsonella | |||||
style="border-style: none none none none;" | | 캄브리아기 485.4–541.0 Mya | 푸룽세 485.4–497 Mya | 제10절 | 와곡층 | Fatocephalus hunjiangensis | ||
style="border-style: none none none none;" | | Pseudokoldinioidia | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Eosaukia | - | |||||
style="border-style: none none none none;" | | 화절층 | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Quadraticephalus | 마차리층 | |||||
style="border-style: none none none none;" | | Jiangshanian | Asioptychaspis subglobosa | |||||
style="border-style: none none none none;" | | 세송층 | Kaolishania | |||||
style="border-style: none none none none;" | | - | Pseudoyuepingia asaphoides Agnostotes orientalis Eochuangia hana Eugonocare longifrons Hancrania brevilimbata Proceratopyge tenuis Glyptagnostus reticulatus | |||||
style="border-style: none none none none;" | | Paibian | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Chuangia | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Prochuangia mansuyi | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Fenghuangella laevis | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | 제3세 497–509 Mya | Guzhangian | Liostracina simesi | Glyptagnostus stolidotus | |||
style="border-style: none none none none;" | | Neodrepanura | - | |||||
style="border-style: none none none none;" | | Jiulongshania | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | 풍촌 석회암층 (대기층) | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | - | ||||||
style="border-style: none none none none;" | | Drumian | Amphoton | Lejopyge armata | ||||
style="border-style: none none none none;" | | Crepicephalina | Ptychangnostus atavus | |||||
style="border-style: none none none none;" | | Wuliuan | - | Ptychangnostus sinicus Tonkinella | ||||
style="border-style: none none none none;" | | 묘봉층 | Beiliella | |||||
style="border-style: none none none none;" | | Mapania (?) | 삼방산층 | Megagraulos semicircularis | ||||
style="border-style: none none none none;" | | Elrathia | Metagraulos sampoensis | |||||
style="border-style: none none none none;" | | 제2세 509–521 Mya | 제4절 제3절 | Redilichia | - | |||
style="border-style: none none none none;" | | 장산층/면산층 | ||||||
; 지층 목록
4. 중생대
중생대에는 고생대에 이어 한반도에 여러 지질학적 변화와 사건이 일어났다.
트라이아스기에는 송림 조산 운동이 옥천-태백산대에 영향을 미쳤으나, 주요 지층에는 약간의 단층 작용과 곡률 변형만 발생했다. 지질학자들은 이 사건이 인도네시아 서부의 변형과 관련이 있다고 추론한다. 송림 조산 운동은 경기 지괴의 산간 분지에서 우수향 주향 이동 단층을 생성했으며, 그곳에서 대동계열의 육성 퇴적물이 축적되었다. 대동계열은 갑각류를 포함하여 광범위한 화석을 가지고 있다.
쥐라기에는 중국의 연산 조산 운동과 유사한 태백산맥 조산 운동이 일어났지만, 그 영향은 덜 극적이었다. 이 사건은 대한민국 국토의 30% 이상에 걸쳐 분포하는 태백산맥 화강암의 암맥 관입으로 끝을 맺었다.
백악기에는 유라시아판 아래로 이자나기판이 섭입하면서 한반도에는 공주 단층계와 광주 단층계 등을 따라 음성 분지, 공주 분지, 격포 분지, 부여 분지, 진안 분지, 함평 분지, 영동 분지 등의 퇴적 분지가 형성되었다.[70][71] 경상 분지는 백악기에 형성된 분지로, 영남 지역 대부분과 호남 지역 일부를 차지하며, 신동층군, 하양층군, 유천층군, 불국사 화강암으로 구성된 경상계로 이루어져 있다.
서해는 중생대 말기부터 군산 분지 등 대륙 지각의 리프팅(rifting)이 활발하게 발생하여 형성되었으며, 한반도에 비해 훨씬 발달된 퇴적 분지로 구성되어 있다.[72] 서해에는 남중국지괴(South China block)과 중한지괴(북중국지괴)(Sino-Korea block)가 고생대 페름기 후기와 중생대 트라이아스기에 충돌한 지구조적 경계가 존재하며, 이 경계는 북중국 강괴의 친링-다비-술루 충돌대(Qinling-Dabie-Sulu Belt)의 연장이라고 추정하고 있다.[73]
4. 1. 쥐라기 대보 화강암
중생대 쥐라기에는 북북동-남남서 방향의 이른바 대보 화강암(大寶花崗岩)[60]이 쥐라기 말에 관입했다. 이 대보 화강암은 경기 지괴 내 북한산, 관악산 일대[61], 충청남도 및 충청북도[62], 강원도 지역에 다수 분포한다.[63]쥐라기 시대의 태백산맥 조산 운동(Taebo Orogeny)은 중국의 연산 조산 운동(Yenshanian tectonism)과 대체로 유사하지만, 그 영향은 덜 극적이었던 것으로 여겨진다. 이 사건은 대한민국 국토의 30% 이상에 걸쳐 분포하는 태백산맥 화강암의 암맥 관입으로 끝을 맺었다.
4. 2. 쥐라기 대동 누층군
중생대 쥐라기의 대부분에 해당되는 대동 누층군은 평양을 중심으로 한 대동강 하류, 충청남도의 남포층군, 강원도 영월·단양의 반송층군, 김포의 김포층군, 문경탄전 등지에 소규모로 분포한다.[65][66][67] 이 지층은 평안계와 같이 심한 습곡과 단층운동을 받았으며, 역암·사암·셰일층으로 구성되어 있다.[68]중생대 초기인 트라이아스기 동안 평안계열(P'yŏngan Supergroup)에서 퇴적 작용이 계속되는 동안, 송림 조산 운동(Sŏngnim tectonic event)이 옥천-태백산대(Okch'on-T'aebaeksan Zone)에 영향을 미쳤지만, 주요 계열 지층에는 약간의 단층 작용과 곡률 변형만 일으켰다. 지질학자들은 이 사건이 인도네시아 서부의 변형과 관련이 있다고 추론한다.
이 사건은 경기 지괴(Kyonggi Massif)의 산간 분지에서 우수향 주향 이동 단층을 생성했으며, 그곳에서 대동계열(Taedong Supergroup)의 육성 퇴적물이 축적되었다. 분지 내 암석에는 역암에서 사암, 이암 및 탄층으로 변하는 두 개의 층서가 포함되어 있다. 대동계열은 특히 갑각류를 포함하여 광범위한 화석을 가지고 있다.
4. 3. 백악기 경상 누층군
경상 분지는 백악기에 형성된 분지로, 영남 지역 대부분과 호남 지역 일부를 차지한다. 경상 분지는 신동층군, 하양층군, 유천층군, 불국사 화강암으로 구성된 경상계로 이루어져 있다.대구-경주-광주 지역 타테이와(1929)[69] | 경상 분지 장기홍(1975) | ||||
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경상계 | 불국사통 | 불국사 화강암 | 관입암 복합체 | 불국사 관입암군 | 경상 누층군 |
신라통 | 주사산 빈암층 | 화산암 복합체 | 유천층군 | ||
건천리층 | 진동층 | 하양층군 | |||
채약산 빈암층 | |||||
대구층 | |||||
학봉 현무암 | 함안층 | ||||
신라 역암층 | 신라 역암층 | ||||
칠곡층 | 칠곡층 | ||||
진주층 | 진주층 | 신동층군 | |||
하산동층 | 하산동층 | ||||
낙동층 | 낙동층 |
경상 누층군의 지층은 다음과 같다.
신동층군은 백악기 경상 분지에서 가장 아래쪽 지층이며, 위로 올라가는 순서대로 낙동층, 하산동층, 진주층으로 구성된다.[18] 하양층군은 경상계의 중간 층군이다.[19] 유천층군은 경상계의 최상위 층군이다.[20]
경상계 암석은 후기 백악기의 미정질암, 섬록암, 화강섬록암에 의해 관입되었다.
4. 4. 백악기의 분지
경상 분지는 백악기에 형성된 분지로, 영남 지역 대부분과 호남 지역 일부를 차지한다. 백악기에 유라시아판 아래로 이자나기판이 섭입하면서 한반도에는 공주 단층계와 광주 단층계 등을 따라 퇴적 분지가 형성되었는데, 음성 분지, 공주 분지, 격포 분지, 부여 분지, 진안 분지, 함평 분지, 영동 분지 등이 이에 해당한다.[70][71]경상 분지는 신동층군, 하양층군, 유천층군, 불국사 화강암으로 구성된 경상계로 이루어져 있다. 신동층군은 백악기 경상 분지에서 가장 아래쪽 지층이며, 상승 순으로 낙동층, 하산동층, 진주층의 세 지층으로 구성된다.[18] 하양층군은 경상계의 중간 층군이며,[19] 유천층군은 경상계의 최상위 층군이다.[20] 경상계 암석은 후기 백악기의 미정질암, 섬록암, 화강섬록암에 의해 관입되었다.
대구-경주-광주 지역 타테이와(1929)[69] | 경상 분지 장기홍(1975) | ||||
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경상계 | 불국사통 | 불국사 화강암 | 관입암 복합체 | 불국사 관입암군 | 경상 누층군 |
신라통 | 주사산 빈암층 | 화산암 복합체 | 유천층군 | ||
건천리층 | 진동층 | 하양층군 | |||
채약산 빈암층 | |||||
대구층 | |||||
학봉 현무암 | 함안층 | ||||
신라 역암층 | 신라 역암층 | ||||
칠곡층 | 칠곡층 | ||||
진주층 | 진주층 | 신동층군 | |||
하산동층 | 하산동층 | ||||
낙동층 | 낙동층 |
; 지층 목록
경상 누층군의 지층은 다음과 같다.
4. 5. 서해의 형성
서해는 중생대 말기부터 군산 분지 등 대륙 지각의 리프팅(rifting)이 활발하게 발생하여 형성된 바다이며 한반도에 비해 훨씬 발달된 퇴적 분지로 구성되어 있으므로 지진활동은 한반도보다 더 활발할 것으로 해석된다.[72] 서해에는 남중국지괴(Soutii China block)과 중한지괴(북중국지괴)(Sino-Korea block)가 고생대 페름기 후기와 중생대 트라이아스기에 충돌한 지구조적 경계가 존재한다. 이 경계는 북중국 강괴의 친링-다비-술루 충돌대(Qinling-Dabie-Sulu Belt)의 연장이라고 추정하고 있다.[73] 한반도와 같이 순수한 대륙 지각의 모습을 보인다.[74]5. 신생대
한반도는 좁은 면적에 비해 지질이 다양하며, 선캄브리아기부터 고생대, 중생대, 신생대에 이르기까지 오랜 기간 동안 형성된 다양한 암석들이 분포하고 있다.[21]
화산 활동은 신생대까지 계속되어 약 5000만 년 전에 끝났다. 육상에서는 팔레오세 퇴적암이 발견되지 않았다. 중신세에는 양북층군 역암과 충적선상지 퇴적물이 작은 단층으로 경계 지어진 분지에 쌓였다.
한국지질자원연구원의 이윤수 박사는 한반도와 동아시아가 곤드와나 대륙이 분열되면서 만들어졌다고 설명한다. 고지자기 연구 결과에 따르면, 고생대 초 동아시아 땅덩어리들은 남반구에 위치한 곤드와나 대륙의 북쪽에 속해 있었으며, 이후 한반도를 이루게 될 땅조각들은 남반구 저위도와 적도 사이에서 서로 떨어져 있었다. 당시 이웃에는 인도, 호주, 인도차이나, 아프리카 대륙이 있었다.[22]
5. 1. 제3기
신생대 제3기층은 한반도 면적의 약 1.5%에 불과할 정도로 매우 좁게 분포한다. 대부분 동해안의 경성만, 통천, 포항 영일만 등에 흩어져 있으며, 황해안에는 안주와 봉산 부근, 제주도의 서귀포 지역에 조금 분포한다.[75][76]제3기의 분지는 동해안을 따라 분포하며, 북한의 길주-명천 분지, 삼척시의 북평 분지, 영덕군의 영해 분지, 포항시~경주시의 포항 분지, 어일 분지, 와읍 분지, 울산광역시의 울산 분지 등이 발달한다.[77] 이들 지층은 잘 굳지 않은 사암, 셰일, 역암 등으로 구성되어 있고, 용암류, 암상(岩床) 등이 함께 나타나기도 한다. 해성층과 육성층이 번갈아 나타나며, 다양한 화석과 갈탄이 발견된다.
화산 활동은 신생대까지 이어져 약 5000만 년 전에 끝났다. 육지에서는 팔레오세 퇴적암이 발견되지 않았다. 양북층군 역암과 충적선상지 퇴적물은 중신세에 작은 단층으로 경계 지어진 분지에 쌓였다. 지난 250만 년 동안의 제4기에는 제주도와 다른 해안 섬들이 화산 활동으로 만들어졌다.
5. 2. 포항 분지
'''포항 분지'''는 한반도 남동부에 분포하는 신생대 제3기 마이오세에 형성된 해성(海成) 퇴적분지이다.[78] 하부에서부터 마이오세에 퇴적된 장기층군, 범곡리층군, 연일층군으로 구성되며[79] 경상 누층군의 최상부층을 기반암으로 하여 제3기의 연일층군이 부정합으로 덮고 있다.[80][81][82] 지리적으로는 경상북도 영덕군 남정면에서 포항시 오천읍에 이르는 지역을 포함한다.[83]5. 3. 어일 분지
어일 분지는 한반도 남동부 경주시에 위치한 신생대 제3기 마이오세에 형성된 퇴적분지이다. 어일 분지는 전체적으로 북동 방향으로 연장된 함몰지로서 길이는 약 12km, 폭은 5km이다. 어일 분지는 주향이동단층과 정단층들을 분지경계단층으로 하는 지구(graben)와 반지구(half-graben)의 형태를 보이며, 퇴적암은 밑에서부터 마이오세의 감포 역암층과 어일층 그리고 이를 부정합으로 덮는 송전층으로 구성된다.[84][85] 어일 분지는 북북서 방향의 우수향 주향 이동 단층에 의해 북동 소분지와 남서 소분지로 나누어진다. 북동 소분지는 분지 내부 정단층에 의해 두 개의 단층지괴로 나뉘며 감포층과 어일층으로 구성된다. 남서 소분지는 비화산성 송전층이 분포한다.[21] 분지 북서부 경계 단층과 분지 내부의 단층들은 퇴적동시성 단층으로 해석되었다.[21] 분지 내부에 발달한 습곡구조, 암맥의 방향성과 관련한 연구 결과들은 서북서-동남동 방향의 분지 확장을 지시한다. 어일 분지는 북북서 방향의 우수향 전단운동 시 유도된 서북서-동남동 방향의 확장으로 형성된 전형적인 인리형 분지(pull-apart basin)로 해석된다.[21][86]5. 4. 제4기
제4기층은 홍적층(洪積層)과 충적층(沖積層)으로 구분된다. 홍적층은 각 하천 상류와 동해안에 분포하는 단구(段丘) 등의 퇴적물이고, 철원-평강, 신계, 백두산, 제주도, 울릉도 등에서 화산암 분출로 화산지형이 형성되었다. 함경북도 관모봉에는 빙식지형(카르)과 빙퇴석이 발견되어 이 부근에 플라이스토세(世)의 빙하가 존재하였음이 밝혀졌다. 충적층은 하천 유역의 충적평야, 하안 등에 퇴적된 점토, 사구 등과 현무암이 있다.[21][84][85][86]제4기 동안 제주도와 다른 해안 섬들이 화산 활동으로 형성되었다.
5. 5. 제주도
제4기층은 홍적층(洪積層)과 충적층(沖積層)으로 구분된다. 홍적층은 각 하천 상류와 동해안에 분포하는 단구(段丘) 등의 퇴적물이고, 철원-평강, 신계, 백두산, 제주도, 울릉도 등에서 화산암의 분출로 화산 지형을 형성하였다. 충적층으로는 하천 유역의 충적평야, 하안 등에 퇴적된 점토, 사구 등과 현무암이 있다.제주도의 제4기 지층은 서귀포 지역의 서귀포층과 성산포 신양리 일대의 신양리층으로 구성된다. 둘의 지질시대는 플라이스토세(약 258만 년 전부터 1만 년 전까지)이다.[87] 지난 250만 년 동안의 제4기 동안 제주도와 다른 해안 섬들이 화산 활동으로 형성되었다.
5. 6. 동해의 형성
동해는 유라시아 판으로부터 일본이 분리되면서 열린 해양지각으로, 신생대 고제3기 올리고세부터 신제3기 마이오세 중반에 형성되었다.[88] 후기 올리고세에서 마이오세까지 단층 운동에 의한 지각 신장(伸長)과 후열도 분지 형성을 통해 확장되었으며, 중기 마이오세 이후 닫히기 시작하여 한반도와 대륙 주변부에 융기를 일으켰고, 동시에 동해의 응력권이 신장에서 압축으로 바뀌었다.[89] 대륙 열개는 동해안에서 떨어진 울릉분지 내에서는 정단층을 발달시켰고, 분지 주변부에서는 판 경계로부터 유도되는 압축 응력에 의해 주향 이동 단층이나 역단층을 생성했다. 울릉분지 남부는 국부적인 압축력의 결과로 마이오세 후기 돌고래 구조를 따라 융기와 스러스트 단층이 발달한다.[90]동해 형성을 설명하기 위해 다양한 모델이 제시되었는데, 가장 많이 인용된 모델은 부채꼴 확장 모델과 당겨열림 모델이다. 부채꼴 확장 모델에서는 신생대 마이오세 초기부터 일본 열도가 회전하여 아시아 대륙으로부터 떨어져 나가면서 동해가 형성되었다고 주장한다. 반면 당겨열림 모델에서는 고제3기 올리고세 후기부터 신제3기 마이오세 중기까지 일본열도가 동해의 좌우에 있는 우수주향단층을 따라 남쪽으로 이동하여 동해가 열렸다고 설명한다.[91]
최근 한국해양과학기술원의 연구 결과에 따르면, 남서일본열도가 올리고세 말기부터 한반도 북쪽 주변부에서 떨어져 나간 후 올리고세 최후기 내지 마이오세 초기에 시계방향으로 회전하면서 떨어져 나감으로써 동해가 형성되었다고 한다.[91] 현재 동해에서 발생하는 지진들은 후포 단층과 같이 신생대에 일어난 후배호(back-arc) 리프팅(rifting) 당시 형성된 단층 혹은 지각분리선을 따라 발생한다.[91]
6. 지각변동
한반도는 좁은 면적에 비해 지질이 다양하며, 선캄브리아기부터 고생대, 중생대, 신생대 제4기에 이르기까지 오랜 기간 동안 형성된 다양한 암석들이 분포하고 있다.[21]
한국지질자원연구원 이윤수 박사에 따르면, 고지자기 연구 결과 고생대 초 동아시아 땅덩어리들은 남반구에 위치한 곤드와나 대륙의 북쪽에 속해 있었으며, 후에 한반도를 이루게 될 땅조각들은 남반구 저위도와 적도 사이에서 서로 떨어져 있었다. 이웃엔 인도, 호주, 인도차이나, 아프리카 대륙이 있었다고 한다.[22]
백악기에 유라시아판 아래로 섭입하는 이자나기판의 영향으로, 한반도에는 공주 단층계와 광주 단층계 등을 따라 음성 분지, 공주 분지, 격포 분지, 부여 분지, 진안 분지, 함평 분지, 영동 분지 등의 퇴적 분지가 형성되었다.[70][71]
서해는 중생대 말기부터 군산분지 등 대륙지각의 리프팅(rifting)이 활발하게 발생하여 형성되었으며, 한반도에 비해 퇴적분지가 발달되어 지진활동이 더 활발할 것으로 해석된다.[72] 서해에는 남중국지괴(Soutii China block)과 중한지괴(북중국지괴)(Sino-Korea block)가 고생대 페름기 후기와 중생대 트라이아스기에 충돌한 지구조적 경계가 존재한다. 이 경계는 북중국 강괴의 친링-다비-술루 충돌대(Qinling-Dabie-Sulu Belt)의 연장이라고 추정하고 있다.[73] 한반도와 같이 순수한 대륙 지각의 모습을 보인다.[74]
한반도는 시생대에서 원생대, 고생대에 이르기까지 지반의 침강과 퇴적, 융기와 침식이 반복되었으나, 큰 지각변동은 없었다. 그러다가 중생대 들어 수차례의 지각 변동을 겪게 된다. 이들 지각 변동으로, 한반도 내부의 지각이 파열되고 다수의 단층이 생성되었으며, 이 중 일부가 오늘날 지진을 발생시키고 있다.[93]
6. 1. 송림 변동
고생대 페름기 말에서 중생대 트라이아스기 초기에 일어난 지각 변동이다.[94] 이 변동으로 북한 지역의 평남 분지가 습곡 작용을 받아 육지화되었고, 동북동~서남서 방향의 랴오뚱(遼東) 방향 구조선이 발달하였다.[95]중생대 초기 트라이아스기 동안 평안계열(P'yŏngan Supergroup)에서 퇴적 작용이 계속되는 동안, 송림 조산 운동(Sŏngnim tectonic event)이 옥천-태백산대(Okch'on-T'aebaeksan Zone)에 영향을 미쳤지만, 주요 지층에는 약간의 단층 작용과 곡률 변형만 일으켰다. 지질학자들은 이 사건이 인도네시아 서부의 변형과 관련이 있다고 추론한다.
송림 변동은 경기 지괴(Kyonggi Massif)의 산간 분지에서 우수향 주향 이동 단층을 생성했으며, 그곳에서 대동계열(Taedong Supergroup)의 육성 퇴적물이 쌓였다. 분지 내 암석에는 역암에서 사암, 이암 및 탄층으로 변하는 두 개의 층서가 있다. 대동계열은 특히 갑각류를 포함하여 다양한 화석을 가지고 있다.
6. 2. 대보 조산 운동
중생대 쥐라기에 한반도 전역에 걸쳐 대규모 습곡 작용과 이에 수반된 역단층 작용이 일어났고, 북동~남서, 즉 중국 방향의 구조선이 형성되었다. 이 운동을 후대동기 조산운동[96]이라고 한다. 이때 대보 화강암이 관입하여 오늘날의 화강암 지대를 이루고 있다. 또한 그 결과 공주단층-금왕단층대를 따라 음성분지, 공주분지, 진안분지 등 소규모 백악기 퇴적 분지가 다수 형성된 것으로 추정된다.쥐라기 시대의 태백산맥 조산 운동(Taebo Orogeny)은 중국의 연산 조산 운동(Yenshanian tectonism)과 대체로 유사하지만, 그 영향은 덜 극적이었던 것으로 여겨진다. 이 사건은 대한민국 국토의 30% 이상에 걸쳐 분포하는 태백산맥 화강암의 암맥 관입으로 끝을 맺었다.
6. 3. 불국사 조산 운동
불국사 조산운동 혹은 불국사 변동은 중생대 백악기부터 신생대 제3기(기원전 9,700만 년에서 기원전 5,700만 년 사이)까지 한반도에서 일어난 조산 운동이다.[93] 이 결과 불국사 화강암이 생성되었으며, 주로 경상 분지에 분포한다.6. 4. 경동성 요곡 운동
신생대 고제3기 올리고세부터 신제3기 마이오세 중반, 동해는 유라시아 판으로부터 일본이 분리되면서 열린 해양 지각으로 형성되었다.[88] 후기 올리고세에서 마이오세까지 단층 운동으로 지각이 늘어나고(신장) 후열도 분지가 형성되며 확장되었으며, 중기 마이오세 이후 닫히기 시작하여 한반도와 대륙 주변부에 융기를 일으켰다. 동시에 동해의 응력권(應力圈)이 신장에서 압축으로 바뀌었다.[89] 대륙 열개는 동해안에서 떨어진 울릉분지 내에서는 정단층을 발달시켰고, 분지 주변부에서는 판 경계로부터 유도되는 압축 응력에 의해 주향 이동 단층이나 역단층을 생성했다. 울릉 분지 남부는 국부적인 압축력의 결과로 마이오세 후기 돌고래 구조를 따라 융기와 스러스트 단층이 발달한다.[90]동해의 형성을 설명하기 위한 다양한 모델이 제시되었는데, 가장 많이 인용된 모델은 부채꼴 확장 모델 (fan-shaped opening model)과 당겨열림 모델 (pull-apart opening model)이다. 부채꼴 확장 모델에서는 신생대 마이오세 초기부터 북동 및 남서 일본 열도가 각각 반시계 방향 및 시계 방향으로 회전하여 아시아 대륙으로부터 떨어져 나감으로써 동해가 형성되었다고 제시한다. 반면 당겨열림 모델에서는 고제3기 올리고세 후기부터 신제3기 마이오세 중기까지 일본열도가 동해의 오른쪽과 왼쪽에 있는 우수 주향 단층을 따라 남쪽으로 병진하여 동해가 열렸다고 제시한다.[91]
최근 한국해양과학기술원의 연구에 따르면, 남서 일본 열도가 올리고세 말기부터 한반도의 북쪽 주변부에서 떨어져 나간 후 올리고세 최후기 내지 마이오세 초기에 시계 방향으로 회전하면서 떨어져 나감으로써 동해가 형성되었다.[91]
7. 지체구조
한반도는 좁은 면적에도 불구하고 선캄브리아기부터 신생대 제4기에 이르기까지 오랜 시간 동안 형성된 다양한 암석들이 분포하여 지질이 다양하다.[21] 한국지질자원연구원의 이윤수 박사에 따르면, 한반도와 동아시아는 곤드와나 대륙이 분열되면서 만들어졌으며, 고지자기 연구 결과 고생대 초기 동아시아 땅덩어리들은 남반구의 곤드와나 대륙 북쪽에 위치했고, 한반도를 이루게 될 땅조각들은 남반구 저위도와 적도 사이에서 서로 떨어져 있었다고 한다.[22]
중생대 쥐라기에는 대보 조산운동으로 북북동-남남서 방향의 대보 화강암이 경기 지괴 내 북한산, 관악산 일대[61], 충청남도 및 충청북도[62], 강원도 지역에 다수 관입했다.[63]
신생대 고제3기 올리고세부터 신제3기 마이오세 중반, 동해는 유라시아 판으로부터 일본이 분리되면서 열린 해양지각으로 형성되었다.[88] 후기 올리고세에서 마이오세까지 단층 운동으로 지각이 늘어나고(신장, 伸長) 후열도 분지가 형성되며 확장되었으며, 중기 마이오세 이후 닫히기 시작하여 한반도와 대륙 주변부에 융기를 일으켰고, 동시에 동해의 응력권이 신장에서 압축으로 바뀌었다.[89] 대륙 열개는 동해안에서 떨어진 울릉분지 내에서는 정단층을, 분지 주변부에서는 판경계로부터 유도되는 압축응력에 의해 주향 이동 단층이나 역단층을 생성했다. 울릉분지 남부는 국부적인 압축력으로 마이오세 후기 돌고래 구조를 따라 융기와 스러스트 단층이 발달한다.[90]
한반도는 시생대에서 원생대, 고생대에 이르기까지 여러 차례 지반의 침강과 퇴적, 융기와 침식이 반복되었으나 큰 지각변동은 없었다. 그러다 중생대에 들어 여러 차례의 지각 변동을 겪으며 한반도 내부 지각이 파열되고 다수의 단층이 생성되었으며, 이때 생성된 단층 중 일부가 오늘날 지진을 발생시키고 있다.[93] 중생대 백악기부터 신생대 제3기까지 한반도에서 일어난 불국사 조산운동(불국사 변동)으로 불국사 화강암이 생성되었다. 불국사 화강암은 주로 경상 분지에 분포한다.
7. 1. 평북·개마 지괴
한반도 북부의 평북·개마 지괴는 주로 결정편마암, 화강편마암, 화강암 등으로 구성되어 있다. 이 지괴는 시생대 이후 바닷물의 침입(해침, 海浸)을 크게 받지 않은 안정된 땅덩어리(안정지괴, 安定地塊)로, 퇴적암의 분포는 매우 좁다. 평북·개마 지괴는 남만주의 라오-개마 육괴와 연결된다.[100]7. 2. 경기 지괴
한반도 중심부에 위치한 경기 지괴는 한반도의 기저를 이루고 있는 땅덩어리이며, 시생대~고원생대에 형성되었다.[101] 지리적으로 경기도, 강원도 전 지역, 충청남도 북서부지역을 포함한다. 기반암은 대개 경기편마암복합체[102]라 명명되는 (화강)편마암 또는 변성 퇴적암 등으로 이루어져 있으며 이들을 중생대 대보 화강암이 관입하고 있다. 경기 지괴의 변성퇴적암 중 충청남도 서산시 지역의 변성암류를 서산층군, 경기도 가평군에서 춘천시 일대에 분포하는 변성암류를 춘천층군, 연천군 지역에 분포하는 변성퇴적암류를 연천층군이라 명명한다.[103][104][105] 경기육괴는 고원생대에 변성 작용을 받았는데, 콜롬비아 초대륙 형성 시 일어난 대륙충돌에 의해 발생하였음이 확인되었다.[106] 경기 지괴는 중국의 산둥 육괴와 연결되어 있다.[21]경기 지괴 내부에는 추가령 단층, 왕숙천 단층, 신갈 단층, 인제 단층, 금왕 단층, 공주 단층, 당진 단층, 의당 단층 등 다수의 단층이 분포한다.
중생대 쥐라기에는 북북동-남남서 방향의 이른바 대보 화강암(大寶花崗岩)[60]이라 불리는 화강암이 쥐라기 말에 관입했다. 이 대보 화강암은 경기 지괴 내 북한산, 관악산 일대[61], 충청남도 및 충청북도[62], 강원도 지역에 다수 분포한다.[63]
7. 3. 영남 지괴
영남 지괴(영남 육괴)는 옥천 습곡대와 경상 분지 사이에 위치하며, 이들 퇴적암의 기반을 형성한다.[107] 영남 지괴는 북동부의 소백산 편마암복합체와 남서부의 지리산 편마암복합체로 구성되며, 선캄브리아기의 변성암과 이들을 관입하는 화성암 등으로 이루어져 있다.[108][109][110][111][112] 영남 지괴 내부에는 예천전단대, 영동 단층, 단양-황간 스러스트 단층 등 다수의 단층이 존재한다.[113] 또한, 영남 지괴는 일본의 후켄 육괴와 연결된다.[21]7. 3. 1. 예천전단대
예천전단대(醴泉剪斷帶, Yecheon Shear Zone)는 영남 지괴 내에 존재하는 연장 100km, 너비 3.5km[114]의 연성 전단대이다. 점촌에서 순창전단대에서 분리된 후 (동)북동-(서)남서 주향을 갖고 예천군과 영주시 평은면, 봉화군 상운면, 장군봉 지역 등을 지나 울진군까지 연장된다.[115] 영주시 남동쪽 북후면-평은면 지역에서 북북동-남남서 방향 단층에 의해 절단된다.[116][117]7. 3. 2. 지진
한반도는 지질구조상 북쪽에서부터 평북 개마 지괴, 평남 지향사, 경기 지괴, 옥천 지향사(옥천 습곡대), 영남 지괴, 경상 분지로 크게 나뉜다.[98] 이 중 평북·개마 지괴, 경기 지괴, 영남 지괴는 한반도에서 생성 시기가 가장 오래된 안정 지괴에 속한다.[99]
영남 지괴(영남 육괴)는 옥천 습곡대와 경상 분지 사이에 있으며 이들 퇴적암의 기반을 형성한다.[107] 영남 육괴의 중부 지역과 그 남부인 경상 분지와의 경계 지역은 지괴 내에서 지진 활동이 높으며, 이는 영남 육괴 내에 존재하는 다수의 단층 및 높은 지체구조선(lineament)의 밀도와 연관된다.[120] 1세기부터 1984년까지, 영남 지괴와 그 주변 지역에서 진도 V 이상의 파괴적인 지진을 포함한 240회의 지진이 발생한 것으로 보고되었으며, 그 원인은 한반도에 작용하는 동-서 방향의 응력으로 인해 중생대에 형성된 영남 지괴 내부의 단층이 지진을 일으키면서 파열되며 발생하는 것으로 보인다.[120] 지진은 특히 경상북도 상주시와 안동시 일대에 존재하는, 경상 분지가 영남 지괴 쪽으로 튀어나온 돌출부(protrusion)에서 높은 빈도를 보이는데, 이 돌출부의 북쪽 경계가 안동 단층이다.[120]
실제로 이 일대는 지진이 활발한 편이며 상주시에서 1978년 규모 5.0의 속리산 지진이, 2019년 규모 3.9의 지진이, 안동시에서 2009년 규모 4.0의 지진이 발생했다. 기상청은 2019년의 상주 지진이 응력이 작용함에 따라 지하의 단층이 움직여 발생한 지진이라고 설명했다.[121] 지질학적으로, 상주시 일대는 지질 구조가 복잡한 편이다. 영남 육괴 위에 놓인 상주시청을 기준으로 서부에 옥천 습곡대와의 경계 및 영동 단층이, 낙동면 동부에 경상 분지의 돌출부 및 낙동 단층이, 북부에 안동 단층가 위치한다.[122] 그 외에 용유리 단층, 밤원 단층, 막곡 단층 등 다수의 소규모 단층이 상주시 일대에 분포하며, 상주시 일부 지역에서 단층선 부근에서 소규모 지진이 집중적으로 발생하는 곳이 존재한다. 이 지역 내에서 2012년부터 2020년 3월까지 기상청에서 발표한 지진의 발생 횟수는 총 112회이다.[123]
7. 4. 평남 분지
한반도는 지질구조상 북쪽에서부터 평북 개마 지괴, 평남 지향사, 경기 지괴, 옥천 지향사(옥천 습곡대), 영남 지괴, 경상 분지로 크게 나뉜다.[98] 이 중 평남 분지는 평북·개마 지괴와 경기 지괴 사이에 형성되었으며, 평안도 일대를 포함한다.[127]평남 분지는 원생대에 상원계가 퇴적된 이후 고생대의 조선 누층군과 평안 누층군이 퇴적되어 형성되었다. 고생대에 형성된 이 분지는 이후 송림 변동, 대보 조산운동[126] 등 지각 변동을 받으면서 내부에 수많은 단층들이 형성되었고, 그 영향으로 오늘날까지 지진 활동이 활발하다.[128]
석탄기부터 트라이아스기까지 평안계가 형성되었으며, 평남분지와 옥천습곡대에 분포하였다.[13][14] 평남 분지의 평안계 지질 및 지층 구조는 아래 표와 같다.[15]
시대 | 세 | 절 | 평남분지 |
---|---|---|---|
중생대 트라이아스기 2억 1백만 년 전 ~ 2억 5천 2백만 년 전 | 중 2억 3천 7백만 년 전 ~ 2억 4천 7백만 년 전 | 아니시안 | |
하 2억 4천 7백만 년 전 ~ 2억 5천 2백만 년 전 | 인두안 | ||
고생대 페름기 2억 5천 2백만 년 전 ~ 2억 9천 8백만 년 전 | 로핑기 2억 5천 2백만 년 전 ~ 2억 5천 9백 8십만 년 전 | 고방산 | |
과달루프기 2억 5천 9백 8십만 년 전 ~ 2억 7천 2백 3십만 년 전 | 카피타니안 | ||
워디안 | |||
로아디안 | |||
시수랄리안 2억 7천 2백 3십만 년 전 ~ 2억 9천 8백만 년 전 | 시수랄리안 | ||
아르틴스키안 | 사동 | ||
삭마리안 | |||
아셀리안 | |||
고생대 석탄기 2억 9천 8백만 년 전 ~ 3억 2천 3백 2십만 년 전 | 펜실베이니아기 | 모스코비안 | 홍점 |
바시키리안 |
7. 5. 옥천 습곡대
옥천대(沃川帶) 또는 옥천 습곡대(Okcheon folded zone)는 한반도 중남부 지역에 북동-남서 방향으로 발달하고 경기 지괴와 영남 지괴 사이에 자리 잡고 있으며, 고생대 이후 조선 누층군과 평안 누층군, 옥천 누층군이 퇴적되어 형성된 지괴이다. 지리적으로 강원도 평창군에서 단양군, 옥천군 등을 지나 전라남도 남서부 지역까지 이어지며 그 폭은 약 70~80 km이다.[129]문경-충주 지역을 잇는 선 북동부 지역에는 조선 누층군과 평안 누층군이 분포하며 이 부분을 '''태백산 분지''' 또는 옥천 비변성대라 부른다. 문경-충주선 남서부 지역에는 변성 퇴적암류인 '''옥천 누층군'''이 분포하며 이 부분을 옥천 변성대라 부른다. 옥천 습곡대 내의 단층과 습곡의 주 방향은 북동-남서 방향이며 이러한 방향은 주로 대보 조산운동에 의해 생성되었다고 본다.[130] 이기화 등은 1993년 논문에서 옥천대의 지진 데이터를 분석한 결과 옥천대와 영남 육괴와의 경계부를 북위 36도 및 37.2도를 기준으로 북부, 중부, 남부로 나누고, 남부 구역의 이동률은 1.112mm/yr인데 이는 판 경계 부위에 위치한 판 내부(intraplate) 활성단층에 해당하고, 중부와 북부의 이동률은 각각 0.021mm/yr과 0.042mm/yr인데 이는 판 중앙부에 위치한 판내부 활성단층에 속한다고 보았다.[131]
옥천대는 중기 캄브리아기 때 단층 작용으로 형성된 것으로 보이며, 이는 오리스톨리스 석회암 각력암으로부터 해석된다. 춘천층군과는 달리, 옥천층군은 중앙 옥천-태백산대에 분포하며, 두꺼운 변성퇴적암 및 변성화산암층으로 구성된다. 일부 지질학자들은 이 층군을 캄브리아기 대륙판 내 분지에서 형성된 일련의 나페 구조로 해석한다. 층군 중간 부분의 화산암 및 퇴적암층 위에는 열곡 작용 동안 해저 사면 붕괴로 형성된 혼합암이 있으며, 화강암, 편마암, 사암, 석회암, 이암 및 기저성 화산암 조각을 포함한다.
초기에는 태백 조산 운동이 습곡, 역단층 및 변성 작용의 원인으로 여겨졌지만, Cluzel, Jolivet, Cadet(1991)은 옥천 조산 운동을 실루리아기와 데본기의 변형을 설명하기 위해 명명했다. 한국에는 실루리아기 또는 데본기 퇴적암이 없지만, 석탄기부터 시작하여 형성되기 시작한 원시 일본 열도의 내륙 쪽에 가라앉는 연안 대지에서 퇴적이 다시 시작되었다. 평안 누층군은 옥천대의 북동쪽에 분포하며, 홍점층(회색 이암, 석회암 및 이암), 사동층(사암, 이암 및 석탄층), 고방산층(거친 육성 사암 및 이암), 노감층(녹색 사암 및 이암)으로 세분된다.
7. 5. 1. 지체 구조 경계
한반도는 지질구조상 북쪽에서 시작해 평북 개마 지괴, 평남 지향사, 경기 지괴, 옥천 지향사(옥천 습곡대), 영남 지괴, 경상 분지로 크게 나뉜다.[98] 이중 평북·개마 지괴, 경기 지괴, 영남 지괴는 한반도에서 생성 시기가 가장 오래된 안정 지괴에 속한다.[99]옥천대(옥천 습곡대)는 한반도 중남부 지역에 북동-남서 방향으로 발달하고 경기 지괴와 영남 지괴 사이에 자리잡고 있으며 고생대 이후 조선 누층군과 평안 누층군, 옥천 누층군이 퇴적되어 형성된 지괴이다. 옥천 습곡대는 인접하는 경기 육괴 및 영남 육괴와 부정합적인 경계를 가지고 접촉하고 있다고 알려져 왔으나 최근 연구에 의하면 이들 경계부가 부분적으로는 구조적인 접촉 관계임이 밝혀졌다.
- 북서쪽은 경기 지괴와 접하고 있으며 서천군, 부여군, 공주 분지, 청주시, 음성 분지를 거쳐 강원도를 잇는 선을 경계로 하며 그 일부가 공주 단층 및 금왕 단층이다.
- 남동쪽은 영남 지괴와 접하고 있으며 강진군, 화순군, 임실군, 무주군[132], 영동 분지, 문경시, 소백산, 태백산, 울진군을 잇는 선을 경계로 한다.[133]
김정환 등(1989)은 옥동-점촌 사이 북동-남서 방향의 약 100 km에 걸친 옥천대-영남 육괴의 경계부가 단층 접촉임을 처음으로 밝혔으며, 이를 옥동 단층으로 정의하였다.[134]
7. 5. 2. 퇴적분지
백악기에 유라시아판 아래로 이자나기판이 섭입하면서 한반도에는 공주 단층계와 광주 단층계 등을 따라 퇴적 분지가 형성되었다.[70] 백악기에 형성된 육성 분지로는 음성 분지, 공주 분지, 격포 분지, 부여 분지, 진안 분지, 함평 분지, 영동 분지 등이 있다.[71]한반도는 지질구조상 북쪽에서 시작해 평북 개마 지괴, 평남 지향사, 경기 지괴, 옥천 지향사(옥천 습곡대), 영남 지괴, 경상 분지로 크게 나뉜다.[98] 이 중 평북·개마 지괴, 경기 지괴, 영남 지괴는 한반도에서 생성 시기가 가장 오래된 안정 지괴에 속한다.[99]
경기 지괴와 옥천 습곡대의 경계를 따라 발달하는 공주 단층을 따라 북에서부터 풍암, 음성, 공주, 부여, 격포 분지가 분포하며, 영남 지괴와의 경계부 부근에는 북에서부터 영동, 무주, 진안, 능주, 해남 분지가 분포한다. 이들 분지는 중생대 백악기에 형성된 소규모의 육성(陸成) 퇴적 분지이다.[135]
7. 6. 경상 분지

경상 분지는 백악기에 형성된 분지이다.[17] 경상 분지는 영남 지역 대부분과 호남 지역 일부를 차지한다.
경상 분지는 신동층군, 하양층군, 유천층군, 불국사 화강암으로 구성된 경상계로 이루어져 있다. 신동층군은 백악기 경상 분지에서 가장 아래쪽 지층이며, 낙동층, 하산동층, 진주층의 세 개 지층 단위로 구성된다.[18] 하양층군은 경상계의 중간 층군이다.[19] 유천층군은 경상계의 최상위 층군이다.[20]
경상계 암석은 후기 백악기의 미정질암, 섬록암, 화강섬록암에 의해 관입되었다.
8. 지역별 지질
태백, 영월, 정선, 단양, 문경 등지에 넓게 분포하는 고생대 지층에는 많은 화석이 산출된다. 대표적인 예는 다음과 같다.
- 삼엽충: 과거 바다였던 태백과 영월의 조선 누층군에서는 많은 삼엽충 화석이 산출되며, 태백의 오르도비스기 직운산층에서 가장 많이 나온다.
- 방추충: 방추충(푸줄리나)은 석탄기 지층의 표준 화석으로 태백과 단양의 만항층, 금천층과 영월의 밤치층에서 산출된다.
- 무척추동물: 태백의 직운산층과 영월의 마차리층에서는 보존 상태가 양호한 무척추동물 화석이 많이 산출된다.
- 두족류: 태백과 영월의 조선 누층군 막골층, 직운산층, 두위봉층에서는 두족류 화석이 발견된다. 고바야시(1966)는 이 화석들에 근거하여 막골층 중부로부터 Manchuroceras, Polydesmia, Sigmorthoceras, 직운산층의 Orthoceroid, 두위봉층의 Actinoceroids의 생층서 분대를 설정했다.
- 완족류: 태백의 조선 누층군 직운산층과 상부 고생대의 만항층에서 보존 상태가 양호한 화석이 다량 산출되고 있으며, 대개 군집상으로 나타난다. 가장 잘 알려진 화석은 직운산층의 ''Rafinequina chosenensis''와 ''Orthis nipponica'' 두 종이다.
- 복족류: 태백의 조선 누층군 막골층, 직운산층, 두위봉층 등에서 자주 관찰되며, 직운산층의 Lophospira pagoda와 두위봉층의 Raphistoma katoi가 대표적이다.
- 필석류: 태백의 직운산층 흑색 셰일에서 시라키(1922)에 의해 처음으로 알려졌으며, 영월의 문곡층에서도 후카자와(1943)가 필석류의 산출을 보고하였다. 필석류는 종의 생존 기간이 짧고, 진화 경향도 뚜렷하여 세계적으로 오르도비스기와 실루리아기의 표준 화석으로 널리 사용된다.
- 스트로마톨라이트: 태백의 동점, 장성, 소로골과 영월 지역에서 발견된다. 조선 누층군 풍촌 석회암층 하부에서는 온코이드가 발견되고, 막골층에서는 돔상의 스트로마톨라이트가 매우 특징적인데 그 넓이가 20cm 이상인 큰 것도 발견되며 주로 조간대 하부의 환경에서 퇴적된 석회암층에서 발견된다. 영월의 문곡층과 영흥층에서는 돔상의 스트로마톨라이트가 발견되는데, 이 지역에서는 평행 층리를 보이는 것도 나타난다. 영월 지역에서 스트로마톨라이트가 발견되는 곳은 마차리, 갈치재, 오만동 등이다. 영월의 오만동 지역에서 발견되는 스트로마톨라이트는 2000년 천연기념물 제413호 영월 문곡리 건열구조 및 스트로마톨라이트 라는 명칭으로, 태백 구문소 지역의 것은 천연기념물 제417호 "태백 구문소의 고환경과 침식 지형"이라는 명칭으로 지정되었다.
- 코노돈트: 코노돈트는 부분 화석으로, 정선 지역의 회동리층에서 실루리아기의 코노돈트 화석이 발견되어 그 때까지 결층으로 인식되었던 한국의 실루리아기 지층이 확인되었다.
- 식물 화석: 한반도에서 평안 누층군이 분포하는 영월, 태백, 삼척탄전 지역의 탄층으로부터 산출되는 대표적인 식물 화석으로는 Lepidodendron, Gigantopteris, Annularia, Lobatannularia, Calamites, Sigillaria 등을 들 수 있다.[59]
쥐라기의 대부분에 해당되는 대동 누층군은[64] 평양을 중심으로 한 대동강 하류, 충청남도의 남포층군, 강원도 영월·단양의 반송층군 그리고 김포의 김포층군, 문경탄전 등지에 소분포를 보인다.[65][66][67] 이는 평안계와 같이 심한 습곡과 단층운동을 받고 있으며, 역암·사암·셰일층으로 구성되어 있다.[68]

백악기에 해당되는 경상계 지층은 경상남·북도의 '''경상 분지'''에 넓게 분포되어 있고, 기타 지방에서는 소면적으로 고립분포되고 있다. 경상계 지층의 명칭은 최초에 하부의 '낙동통'(洛東統), 중부의 '신라통'(新羅統), 상부의 '불국사통'(佛國寺統)으로 명명되었으나, 신라통은 이후 하양층군과 유천층군으로 나누어졌다. 현재 학술 논문에서는 경상 누층군을 '신동층군', '하양층군', '유천층군' 3개 지층으로 구분하여 명명하고 있다.
대구-경주-광주 지역 타테이와(1929)[69] | 경상 분지 장기홍(1975) | ||||
---|---|---|---|---|---|
경상계 | 불국사통 | 불국사 화강암 | 관입암 복합체 | 불국사 관입암군 | 경상 누층군 |
신라통 | 주사산 빈암층 | 화산암 복합체 | 유천층군 | ||
건천리층 | 진동층 | 하양층군 | |||
채약산 빈암층 | |||||
대구층 | |||||
학봉 현무암 | 함안층 | ||||
신라 역암층 | 신라 역암층 | ||||
칠곡층 | 칠곡층 | ||||
진주층 | 진주층 | 신동층군 | |||
하산동층 | 하산동층 | ||||
낙동층 | 낙동층 |
경상 누층군의 지층 목록은 다음과 같다.
백악기에 유라시아판 아래로 섭입하는 이자나기판의 영향으로, 한반도에는 공주 단층계와 광주 단층계 등을 따라 퇴적 분지가 형성되었다.[70] 백악기에 형성된 육성 분지로는 음성 분지, 공주 분지, 격포 분지, 부여 분지, 진안 분지, 함평 분지, 영동 분지 등이 있다.[71]
어일 분지는 한반도 남동부 경주시에 위치한 신생대 제3기 마이오세에 형성된 퇴적분지이다. 어일 분지는 전체적으로 북동 방향으로 연장된 함몰지로서 길이는 약 12km, 폭은 5km이다. 어일 분지는 주향이동단층과 정단층들을 분지경계단층으로 하는 지구와 반지구의 형태를 보이고 어일 분지의 퇴적암은 밑에서부터 마이오세의 감포 역암층과 어일층 그리고 이를 부정합으로 피복하는 송전층으로 구성된다.[84][85] 어일 분지는 북북서 방향의 우수향 주향 이동 단층에 의해 북동 소분지와 남서 소분지로 나누어진다. 북동 소분지는 분지 내부 정단층에 의해 두 개의 단층지괴로 나뉘어지며 감포층과 어일층으로 구성된다. 남서 소분지는 비화산성 송전층이 분포한다.[21] 분지 북서부 경계 단층과 분지 내부의 단층들은 퇴적동시성 단층으로 해석되었다.[21] 분지 내부에 발달한 습곡구조, 암맥의 방향성과 관련한 연구 결과들은 서북서-동남동 방향의 분지 확장을 지시한다. 어일 분지는 북북서 방향의 우수향 전단운동 시 유도된 서북서-동남동 방향의 확장으로 형성된 전형적인 인리형 분지로 해석된다.[21][86]
한반도는 지질구조상 북쪽에서 시작해 평북 개마 지괴, 평남 지향사, 경기 지괴, 옥천 지향사(옥천 습곡대), 영남 지괴, 경상 분지로 크게 나뉜다.[98] 이중 평북·개마 지괴, 경기 지괴, 영남 지괴는 한반도에서 생성 시기가 가장 오래된 안정 지괴에 속한다.[99]
한반도 중심부에 위치한 경기 지괴(육괴)는 한반도의 기저를 이루고 있는 지괴이며, 시생대~고원생대에 형성되었고,[101] 지리적으로 경기도, 강원도 전 지역, 충청남도 북서부지역을 포함한다. 기반암은 대개 경기편마암복합체[102]라 명명되는 (화강)편마암 또는 변성 퇴적암 등으로 이루어져 있으며 이들을 중생대 대보 화강암이 관입하고 있다. 경기 지괴의 변성퇴적암 중 충청남도 서산시 지역의 변성암류를 서산층군, 경기도 가평군에서 춘천시 일대에 분포하는 변성암류를 춘천층군, 연천군 지역에 분포하는 변성퇴적암류를 연천층군이라 명명한다.[103][104][105] 경기 육괴는 고원생대에 변성 작용을 받았는데, 콜롬비아 초대륙 형성시 일어난 대륙충돌에 의해 발생하였음이 확인되었다.[106] 경기 지괴는 중국의 산둥 육괴와 연결되어 있다.[21] 경기 지괴 내부에는 추가령 단층, 왕숙천 단층, 신갈 단층, 인제 단층, 금왕 단층, 공주 단층, 당진 단층, 의당 단층 등 다수의 단층이 분포한다.
영남 지괴(영남 육괴)는 옥천 습곡대와 경상 분지 사이에 있으며 이들 퇴적암의 기반을 형성한다.[107]북동부의 소백산 편마암복합체와 남서부의 지리산 편마암복합체로 이루어졌으며 선캄브리아기의 변성암과 이들을 관입하는 화성암 등으로 구성되어 있다.[108][109][110][111][112] 예천전단대와 영동 단층, 단양-황간 스러스트 단층 등 내부에 다수의 단층이 존재한다.[113] 일본의 후켄 육괴로 연결된다.[21]
옥천대(Okcheon belt) 또는 옥천 습곡대는 한반도 중남부지역에 북동-남서 방향으로 발달하고 경기 지괴와 영남 지괴 사이에 자리잡고 있으며 고생대 이후 조선 누층군과 평안 누층군, 옥천 누층군이 퇴적되어 형성된 지괴이다. 지리적으로 강원도 평창군에서 단양군, 옥천군 등을 지나 전라남도 남서부 지역까지 이어지며 그 폭은 약 70km~80km이다.[129] 문경-충주 지역을 잇는 선 북동부 지역에는 조선 누층군과 평안 누층군이 분포하며 이 부분을 '''태백산 분지''' 또는 옥천 비변성대라 부른다. 문경-충주선 남서부 지역에는 변성 퇴적암류인 '''옥천 누층군'''이 분포하며 이 부분을 옥천 변성대라 부른다. 옥천 습곡대 내의 단층과 습곡의 주 방향은 북동-남서 방향이며 이러한 방향은 주로 대보 조산운동에 의해 생성되었다고 본다.[130] 이기화 등은 1993년 논문에서 옥천대의 지진 데이터를 분석한 결과 옥천대와 영남 육괴와의 경계부를 북위 36도 및 37.2도를 기준으로 북부, 중부, 남부로 나누고, 남부 구역의 이동률은 1.112mm/yr인데 이는 판 경계 부위에 위치한 판 내부 활성단층에 해당하고, 중부와 북부의 이동률은 각각 0.021mm/yr과 0.042mm/yr인데 이는 판 중앙부에 위치한 판내부 활성단층에 속한다고 보았다.[131]
북서쪽은 경기 지괴와 접하고 있으며 서천군, 부여군, 공주 분지, 청주시, 음성 분지를 거쳐 강원도를 잇는 선을 경계로 하며 그 일부가 공주 단층 및 금왕 단층이다. 남동쪽은 영남 지괴와 접하고 있으며 강진군, 화순군, 임실군, 무주군[132], 영동 분지, 문경시, 소백산, 태백산, 울진군을 잇는 선을 경계로 한다.[133] 옥천 습곡대는 인접하는 경기 육괴 및 영남 육괴와 부정합적인 경계를 가지고 접촉하고 있다고 알려져 왔으나 최근 연구에 의하면 이들 경계부가 부분적으로는 구조적인 접촉 관계임이 밝혀졌다. 김정환 등(1989)은 옥동-점촌 사이 북동-남서 방향의 약 100km에 걸친 옥천대-영남 육괴의 경계부가 단층 접촉임을 처음으로 밝혔으며, 이를 옥동 단층으로 정의하였다.[134]
경기 지괴와 옥천 습곡대의 경계를 따라 발달하는 공주 단층을 따라 북에서부터 풍암, 음성, 공주, 부여, 격포 분지가 분포하며, 영남 지괴와의 경계부 부근에는 북에서부터 영동, 무주, 진안, 능주, 해남 분지가 분포한다. 이들 분지는 중생대 백악기에 형성된 소규모의 육성 퇴적분지이다.[135]
9. 한국의 지진
이기화 외(1989)는 영남 육괴의 중부 지역과 그 남부인 경상 분지와의 경계 지역에서 지진 활동이 높으며, 이는 영남 육괴 내에 존재하는 다수의 단층 및 높은 지체구조선(lineament)의 밀도와 연관된다고 설명했다. 1세기부터 1984년까지, 영남 육괴와 그 주변 지역에서 진도 V 이상의 파괴적인 지진을 포함한 240회의 지진이 발생한 것으로 보고되었으며, 그 원인은 한반도에 작용하는 동-서 방향의 응력으로 인해 중생대에 형성된 영남 육괴 내부의 단층이 파열되며 발생하는 것으로 보인다. 지진은 특히 경상북도 상주시와 안동시 일대에 존재하는, 경상 분지가 영남 육괴 쪽으로 튀어나온 돌출부(protrusion)에서 높은 빈도를 보인다. 이 돌출부의 북쪽 경계가 안동 단층이다.[120]
실제로 이 일대는 지진이 활발한 편이며 상주시에서 1978년 규모 5.0의 속리산 지진이, 2019년 규모 3.9의 지진이, 안동시에서 2009년 규모 4.0의 지진이 발생했다. 기상청은 2019년의 상주 지진이 응력이 작용함에 따라 지하의 단층이 움직여 발생한 지진이라고 설명했다.[121] 지질학적으로, 상주시 일대는 지질 구조가 복잡한 편이다. 영남 육괴 위에 놓인 상주시청을 기준으로 서부에 옥천 습곡대와의 경계 및 영동 단층이, 낙동면 동부에 낙동 단층이, 북부에 안동 단층이 위치한다.[122] 그 외에 용유리 단층, 밤원 단층, 막곡 단층 등 다수의 소규모 단층이 상주시 일대에 분포하며, 상주시 일부 지역에서 단층선 부근에서 소규모 지진이 집중적으로 발생하는 곳이 존재한다. 이 지역 내에서 2012년부터 2020년 3월까지 기상청에서 발표한 지진의 발생 횟수는 총 112회이다.[123]
10. 한국의 단층
한반도는 시생대에서 원생대, 고생대에 이르기까지 지반의 침강과 퇴적, 융기와 침식이 반복되었으나 큰 지각변동은 없었다. 그러다가 중생대 들어 수차례의 지각 변동을 겪게 된다. 이들 지각 변동의 영향으로, 한반도 내부의 지각이 파열되고 다수의 단층이 생성되었으며 이때 생성된 단층 중 일부가 오늘날 지진을 발생시키고 있다.[93]
이기화 외(1989)는 영남 지괴 중부 지역과 그 남부인 경상 분지와의 경계 지역이 지괴 내에서 지진 활동이 높으며, 지진 활동이 영남 지괴 내에 존재하는 다수의 단층 및 높은 지체구조선(lineament)의 밀도와 연관된다고 설명했다. 1세기부터 1984년까지, 영남 지괴와 그 주변 지역에서 진도 V 이상의 파괴적인 지진을 포함한 240회의 지진이 발생한 것으로 보고되었으며, 그 원인은 한반도에 작용하는 동-서 방향의 응력으로 인해 중생대에 형성된 영남 지괴 내부의 단층이 지진을 일으키면서 파열되며 발생하는 것으로 보인다. 지진은 특히 경상북도 상주시와 안동시 일대에 존재하는, 경상 분지가 영남 지괴 쪽으로 튀어나온 돌출부(protrusion)―이 돌출부의 북쪽 경계가 안동 단층이다―에서 높은 빈도를 보인다.[120]
실제로 이 일대는 지진이 활발한 편이며 상주시에서 1978년 규모 5.0의 속리산 지진이, 2019년 규모 3.9의 지진이, 안동시에서 2009년 규모 4.0의 지진이 발생했다. 기상청은 2019년의 상주 지진이 응력이 작용함에 따라 지하의 단층이 움직여 발생한 지진이라고 설명했다.[121] 지질학적으로, 상주시 일대는 지질 구조가 복잡한 편이다. 영남 육괴 위에 놓인 상주시청을 기준으로 서부에 옥천 습곡대와의 경계 및 영동 단층이, 낙동면 동부에 경상 분지의 돌출부 및 낙동 단층이, 북부에 안동 단층가 위치한다.[122] 그 외에 용유리 단층, 밤원 단층, 막곡 단층 등 다수의 소규모 단층이 상주시 일대에 분포하며, 상주시 일부 지역에서 단층선 부근에서 소규모 지진이 집중적으로 발생하는 곳이 존재한다. 이 지역 내에서 2012년부터 2020년 3월까지 기상청에서 발표한 지진의 발생 횟수는 총 112회이다.[123]
옥천대 내의 단층과 습곡의 주 방향은 북동-남서 방향이며 이러한 방향은 주로 대보 조산운동에 의해 생성되었다고 본다.[130]
오래전에 형성된 한반도에는 수많은 단층[136]들이 분포하며 그 수는 약 450개로 추정된다.[137] 한반도는 중생대 이전까지 안정된 지각이었으나, 중생대에 발생한 격렬한 지각 운동과 불국사 조산운동으로 다수의 단층들이 생성되었다.[138] 대표적인 예로 양산 단층계, 추가령 단층계, 공주 단층계, 광주 단층계 등이 있으며 이외에도 전국 곳곳에 길이 100km 내외의 단층들이 흩어져 있다. 그 밀도가 가장 높은 곳은 삼척시, 평창군 일대이다.
11. 지형의 일반적 특색
한반도는 좁은 면적에 비해 지질이 다양하며, 선캄브리아기부터 고생대, 중생대, 신생대 제4기에 이르기까지 오랜 기간 동안 형성된 다양한 암석들이 분포하고 있다.[21]
;저산성의 산지국(低山性-山地國)
국토 면적의 약 70% 이상이 산지인 산악국으로 험한 산지는 동쪽과 북쪽에 편중되어 있다. 그러나 대부분의 산지는 미약한 융기와 침식의 진전으로 저기복(低起伏)의 산지를 이루어 1,500m 이상의 지역은 전국토의 약 4% 정도이고, 1,000∼1,500m의 산지는 약 10%, 500∼1,000m의 산지는 약 20%, 200∼500m의 산지는 전국의 40% 이상을 차지하여, 대부분 저산성의 산지를 이루고 있다.
;경동 지형(傾動地形)
동·서의 비대칭적인 융기, 침강 작용과 한반도의 등줄(脊梁)인 태백산맥과 함경산맥이 동쪽에 치우쳐 있기 때문에 동해안 쪽은 높고 급사면을 이루며 서쪽은 완만하여 큰 하천과 평야는 모두 서쪽과 남쪽에 치우쳐 분포하는 일종의 경동 지형을 이루고 있다.
;노년기 지형
오랜 침식에 의하여 산지는 낮고 경사는 완만하며 곡(谷)은 넓고 얕다. 높은 산지에 발달한 이른바 고위 평탄면(高位平坦面) 등은 융기 이전의 침식 지형을 잘 나타내고 있다. 한편 서부에는 낮은 산지나 경사가 완만한 파랑상(波浪狀)의 구릉지가 넓고 곳곳에 잔구(殘丘)가 남아 있다. 이는 이른바 노년기 지형에 해당되는데, 이들은 높은 산지가 오랫동안의 침식으로 낮아진 것이 아니라, 원래 융기량이 극히 적은 저기복의 지형으로부터 비롯된 지형이다.
;복잡한 구조선
지각변동에 의하여 생긴, 전술한 3방향의 구조선에 따라 산맥·하천이 발달되고 있다. 구조선이 이룬 구조곡은 주요한 교통로로 이용되고, 구조선이 교차하는 지역에는 온천이 많이 분포하고 있다.
;단층
한반도에는 수많은 단층이 존재하고 있으며 일부는 서울이나 부산 같은 대도시를 지나고 있다. 대표적인 예로 양산 단층[139], 신갈 단층[140], 추가령 단층 및 왕숙천 단층 등이 있다. 이외에 총 연장이 100km를 넘어가는 금왕 단층, 광주 단층 및 전주 단층, 경상 분지 내 독자적으로 단층계를 형성하고 있는 가음 단층과 안동 단층 등이 있다.
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경주 어일분지 내 변형띠: 산상과 구조적 특성
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고해상 탄성파 탐사를 이용한 동해연안의 신기 지진활동 분석
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동해 지진 발생 해역 내 단층 분포 해석 시스템 구축
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한반도 주변해역 해저단층분포도 제작을 위한 기획연구
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고원생대에서 백악기까지의 한반도의 지구조 진화와 한중 대비
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경기육괴와 영남육괴의 고원생대 화성 및 변성작용에 대비 및 이들의 지체구조적 의미
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경상북도 북후면-평은면 지역에 발달된 예천전단대의 구조적 특성
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한반도 평남분지 남서부 지역의 지진활동
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국내지진 발생추이 진앙분포도
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남한 중부지역의 미소지진관측에 의한 지진활동 분석
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옥천 지향사내 주요단층대의 구역화 및 지구물리학적 연구
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무주-설천 지역 변성암류의 지질구조-옥천벨트와 영남육괴의 경계부 고찰
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한반도 지체구조도 (100만분의 1)
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단양 천동리 지역 옥천대/영남육괴의 접촉관계와 소위 화강암질 편마암의 Pb-Pb 연대
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한반도 지각변형 연구 (1), 제 7 장 백악기 육성 소규모 퇴적분지의 형성 및 진화와 관련한 지질구조
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1998-01-01
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웹사이트
지질도의 검고 선명한 선이 모두 단층이다.
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뉴스
국내 활성단층 450개 넘어…한반도는 '단층의 나라'
https://www.news1.kr[...]
News1
2016-09-23
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웹인용
우리나라 지진발생 현황과 내진설계를 위한 지반조사 - 한반도 지진환경과 지진재해도 이해 및 현장 전단파속도 결정 ->
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한국지반공학회
2020-09-01
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위키
양산 단층
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위키
신갈 단층
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