공주 단층
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1. 개요
공주 단층은 한반도를 가로지르는 단층대로, 음성 분지를 경계로 금왕 단층과 공주 단층으로 이어진다. 이 단층계는 풍암 분지, 음성 분지, 공주 분지, 부여 분지, 격포 분지를 포함하며, 공주 단층은 옥천 습곡대의 북서부 경계를 이루는 좌수향 주향이동 단층이다. 공주 단층은 공주시 우성면에서 청주시 오창읍까지 110km에 걸쳐 뻗어 있으며, 백악기 말에 단층 운동이 있었던 것으로 추정된다. 의당 단층은 공주 단층을 우수향으로 절단하는 북북동 방향의 단층으로, 공주 단층보다 늦게 형성되었으며, 계룡산 단층과 연결될 가능성이 있다. 공주 분지는 중생대 백악기 퇴적암층으로 구성된 인리형 분지이며, 음성 분지와 함께 주향 이동 단층계에 의해 형성되었다. 최근 충청 지역의 지진 발생 증가와 관련하여 공주 단층을 포함한 활성단층에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다.
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| 공주 단층 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 위치 | 충청남도 공주시 |
| 지질학적 위치 | 경기 육괴 남서부 |
| 단층 종류 | 주향 이동 단층 |
| 구조 및 특징 | |
| 단층 방향 | 북동-남서 방향 |
| 길이 | 약 40km |
| 연장 | 금왕 단층까지 이어짐 |
| 주요 지질 | 선캄브리아기 변성암류 쥐라기 화강암류 백악기 퇴적암류 |
| 단층 내부 구조 | 파쇄대 단층핵 손상대 |
| 활동 시기 | 백악기 후기 제4기 |
| 변위 | 우수향 주향 이동 변위 |
| 단층 운동 | 백악기 후기: 서북서 방향의 압축력 제4기: 동북동 방향의 인장력 |
| 인접 지역 | 공주 분지 |
| 연구 | |
| 연구 방법 | 지질 조사 지구물리학적 탐사 (중력, 지전기) |
| 관련 연구 | 단층 내부 구조 분석 단층 발달사 연구 지진 위험도 평가 |
| 추가 정보 | 한국지질자원연구원에서 활성단층 지도 제작에 포함 |
| 관련 정보 | |
| 관련 단층 | 금왕 단층 |
| 관련 지질 구조 | 공주 분지 |
2. 공주 단층대의 구조
공주 단층대는 한반도를 북동-남서 방향으로 가로지르는 단층계로, 음성 분지를 경계로 북동쪽은 금왕 단층, 남서쪽은 공주 단층으로 이어진다. 이 단층계를 따라 북동쪽에서 남서쪽으로 가면 풍암 분지, 음성 분지, 공주 분지, 부여 분지, 격포 분지가 차례로 나타난다.[6][1]
2. 1. 공주 단층
'''공주 단층'''은 옥천 습곡대의 북서부 경계를 이루고 있으며 충청남도 공주시 우성면과 청주시 오창읍 등을 지나 금왕 단층과 접하는 음성 분지까지 이어져 있는 연장 110 km의 단층이다. 단층의 북부에는 선캄브리아기 변성암 지대가, 남부에는 중생대 대보 화강암이 분포하고 있어, 두 암석의 지질 경계선을 이루고 있다. 이중 남부의 화강암 지대는 차별 침식으로 저지대를 형성하고 북부의 변성암 지대는 산지를 형성하고 있어, 두 암석의 경계면인 단층을 따라 선형구조가 형성되어 있다.[1]공주 단층은 좌수향 주향이동 단층으로[7][8][9] 단층대는 석영맥과 단층파쇄대로 구성되며, 단층 운동 시기는 대략 백악기 말로 추정된다.[10] 송무영 외(1991)에 의하면 공주 분지와 접하고 있는 공주 단층의 양쪽 경계부의 기반암에는 약 500 m 폭의 연성 전단대가 2조 발달하고 있으며, 기반암 내 엽리면의 전단방향이 좌수향 운동을 지시한다고 보고하였다.[1] 또한 공주 분지의 퇴적상 발달 방향과 단층경면을 통해 공주 단층이 좌수향 주향이동 단층임이 제시되었다.[1]
공주 단층을 경계단층으로 하는 공주 분지 지역에서 중력 이상 탐사와 전기 비저항 탐사 결과 경사는 공주 단층의 남동측에서 완만하고 북서측에서 급격하며, 전기 비저항 탐사 결과로는 단층 동남쪽 경계부는 지질경계면의 풍화대일 가능성이 높고 북서부 경계부는 수직 단층의 파쇄면일 가능성이 높다.[1] 권병두 외(1994)에 의하면 전기 비저항 탐사 결과 공주 분지를 형성한 주요 단층 가운데 남동측 경계를 이루는 단층의 파쇄대는 넓게 분포하고 지하 1 km 이상의 깊이까지 연장되어 있는 것으로 나타나는 반면 북서측 경계의 파쇄대는 비교적 미약하게 나타났다. 이로부터 분지의 남동측 경계 단층을 따라 진행된 조구조운동이 더 강했을 것으로 추정된다.[11] 공주 분지의 퇴적작용이 끝나 분지가 형성된 후에도 이 지역에는 동-서 내지 서북서 방향의 주 응력이 작용하여 북동 방향의 단층은 우수향으로, 북서 방향의 단층은 좌수향으로 재활성된 것으로 보고되어 있다.[1]
다음은 활성단층 보고서(2012)에 제시된 공주 단층의 노두 위치이다. 단층의 ESR 연대측정값은 제4기에 단층이 활동했음을 지시한다.[1]
| 위치 | 좌표 | 지질 | 주향[12] | 경사 | 성향 | ESR 연대측정값 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 공주시 우성면 귀산리 | 공주 분지 퇴적암 | 북동 75° | 남동 80° | 좌수향 주향이동 | >2,000 ka | 제4기에 활동안함 | |
| 청원군 오창읍 구룡리 | 쥐라기 반상화강암 | 북동 48° | 북서 81° | 좌수향 주향이동 | 530±100 ka |
2. 2. 의당 단층
의당 단층은 공주시에서 동용천을 따라 북북동 방향으로 연장되며, 공주시 의당면에서 전의면을 지나 천안시 목천읍 부근까지 이어지는 북북동 방향, 연장 22 km의 단층이다. 공주 단층보다 나중에 형성되었으며, 공주시에서 공주 단층을 우수향으로 간섭 절단한다. 의당 단층은 공주 단층 남쪽에 있는 남-북 방향의 매우 뚜렷한 계룡산 단층과 연결될 것으로 판단된다.[1] 두 구조선의 연결 지점에서 지층의 변위가 모호하고 연장 방향도 약간 다르나, 광역적으로 볼 때 두 구조선은 계단형 구조를 보이는 동일 단층으로 간주된다. 의당 단층 중부인 의당면 덕학리 지역에는 계곡 사이에 단구가 확인되나 단층에 의한 변위 흔적은 없다. 단층의 북부는 조전천을 따라 연장되며 하안단구 퇴적층이 발달하고 있으나 변위는 없다.[1]의당 단층 서쪽의 정안면 지역에는 남-북 방향의 선상구조가 존재한다. 의당 단층과 연관이 있는 것으로 보이는 이 선상구조는 기존 지질도폭에는 추정 단층으로 표기되어 있으며 공주시에서 정안천을 따라서 의당면과 정안면을 지나, 무학천을 따라서 천안시 광덕면과 풍세면에 이른다.[1]
다음은 활성단층 보고서(2012)에 제시된 의당 단층의 노두 위치이다.[1]
| 위치 | 좌표 | 지질 | 주향[13] | 경사 | 성향 | ESR 연대측정값 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 공주시 의당면 황룡동 | 선캄브리아기 흑운모 편마암, 염기성 암맥 | 북서 12° | 북동 82° | 좌수향 주향이동, 정단층 | - | 의당 단층과 사교하는 부수단층으로 판단됨 | |
| 공주시 의당면 덕학리 | 선캄브리아기 화강편마암 | 북동 5° 북동 8° | 북서 80° 북서 70° | 870±210 ka | |||
2. 3. 금왕 단층
금왕 단층은 음성 분지에서 공주 단층과 만난다.
2. 4. 계룡산 단층
계룡산 단층은 공주시에서 계룡산 서쪽을 지나 논산시까지 이어지는 단층으로 표기되어 있으나 금강 이남에서는 뚜렷하게 관찰되지 않는다. 다만 단층과 같이 남-북 방향의 뚜렷한 선구조가 발달하고 있고, 부분적으로 암석 분포가 이 선구조를 경계로 연속적이지 않다는 점 등이 단층의 존재 가능성을 보여주고 있다.[1]3. 관련 분지
공주 단층대를 따라 풍암 분지, 음성 분지, 공주 분지, 부여 분지, 격포 분지 등 여러 퇴적 분지가 발달해 있다. 공주 단층대는 한반도를 북동-남서 방향으로 절단하며, 음성 분지를 경계로 북동쪽은 금왕 단층, 남서쪽은 공주 단층으로 이어진다.[6][1]
3. 1. 공주 분지
충청남도 공주시와 청양군 일대에 분포하는 소규모의 육성 퇴적 분지로, 중생대 백악기 퇴적암층으로 구성되어 있고 경기 지괴와 옥천 습곡대의 경계부에 위치한다. 음성 분지와 같이 주향 이동 단층계에 의해 형성된 인리형 분지(pull-apart basin)이다.[14][1] 분지의 발달 과정은 다음과 같다; 중생대 대보 조산운동 시기에 연성(延性;ductile) 전단대로 생성되다가 취성(脆性;brittle) 전단대로 바뀌었다. 전단대는 표면에서 주향 이동 단층이 되고 인장력에 의해 공주 분지를 형성하였고, 분지에는 백악기의 퇴적물이 쌓였다.[15]3. 2. 음성 분지
음성 분지는 공주 단층계의 연장을 따라 형성되었으며 금왕 단층과 공주 단층 사이에 형성된 인리형 분지이다.[16]
4. 지진과의 관련성
최근 충청 지역에서 지진 발생 빈도가 증가하면서, 공주 단층을 비롯한 활성단층에 대한 연구 필요성이 커지고 있다. 언론 보도에 따르면, 공주 단층, 의당 단층 등 충청 지역의 활성단층이 지진 발생과 관련 있을 가능성이 제기되고 있다.[1]
공주 단층은 좌수향 주향이동 단층으로[7][8][9] 단층대는 석영맥과 단층파쇄대로 구성되며, 단층 운동 시기는 대략 백악기 말로 추정된다.[10] 공주 분지를 형성하는 주요 단층 중 남동측 경계를 이루는 단층의 파쇄대는 지하 1km 이상 깊이까지 넓게 분포하는 반면, 북서측 경계의 파쇄대는 비교적 미약하게 나타나 남동측 경계 단층을 따라 더 강한 조구조운동이 있었을 것으로 추정된다.[11]
의당 단층은 공주시에서 동용천을 따라 북북동 방향으로 연장되며, 공주시 의당면에서 전의면을 지나 천안시 목천읍 부근까지 이어지는 연장 22km의 단층이다.
4. 1. 관련 연구 및 조사
한국지질자원연구원은 2012년 활성단층 지도 및 지진위험 지도 제작 보고서를 통해 공주 단층대를 비롯한 한반도 내 활성단층 연구 결과를 발표하였다.[1] 이 보고서에 따르면 옥천 습곡대와 공주 단층 등 세종시와 대전·충청권에서도 대규모 활성단층이 존재하고 있으나, 연구는 미비한 상태이다.보고서에 제시된 공주 단층의 노두 위치는 다음과 같다. 단층의 ESR 연대측정값은 제4기에 단층이 활동했음을 지시한다.[1]
| 위치 | 좌표 | 지질 | 주향[12] | 경사 | 성향 | ESR 연대측정값 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 공주시 우성면 귀산리 공주 나들목 진입로 양 사면 | 공주 분지 퇴적암 녹회색 사암과 이암 | 북동 75° 북서 60° | 남동 80° 북동 50° | 좌수향 주향이동 | >2,000 ka | 제4기에 활동안함 | |
| 청원군 오창읍 구룡리 | 쥐라기 반상화강암 | 북동 48° 북동 15° | 북서 81° 남동 74° | 좌수향 주향이동 | 530±100 ka 510±90 ka |
4. 2. 제4기 단층 활동
활성단층 보고서(2012)에 따르면, 공주시 우성면 귀산리 공주 나들목 진입로 양 사면과 청주시 오창읍 구룡리, 공주시 의당면 덕학리에서 ESR 연대측정 결과 제4기 단층 활동의 증거가 확인되었다.[1]공주 단층의 노두에 대한 ESR 연대측정값은 다음과 같다.
| 위치 | 지질 | 주향 | 경사 | 성향 | ESR 연대측정값 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 공주시 우성면 귀산리 공주 나들목 진입로 양 사면 | 공주 분지 퇴적암 녹회색 사암과 이암 | 북동 75° 북서 60° | 남동 80° 북동 50° | 좌수향 주향이동 | >2,000 ka | 제4기에 활동안함 |
| 청주시 오창읍 구룡리 | 쥐라기 반상화강암 | 북동 48° 북동 15° | 북서 81° 남동 74° | 좌수향 주향이동 | 530±100 ka 510±90 ka | |
의당 단층의 노두에 대한 ESR 연대측정값은 다음과 같다.
| 위치 | 지질 | 주향 | 경사 | 성향 | ESR 연대측정값 | 비고 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 공주시 의당면 황룡동 | 선캄브리아기 흑운모 편마암, 염기성 암맥 | 북서 12° | 북동 82° | 좌수향 주향이동, 정단층 | - | 의당 단층과 사교하는 부수단층으로 판단됨 |
| 공주시 의당면 덕학리 | 선캄브리아기 화강편마암 | 북동 5° 북동 8° | 북서 80° 북서 70° | 870±210 ka | ||
참조
[1]
간행물
국내지진 목록
대한민국 기상청
[2]
웹인용
한반도 지체구조도
https://data.kigam.r[...]
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[3]
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금왕단층의 내부구조 및 단층발달사 (Internal Structure and Movement History of the Keumwang Fault)
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경기육괴내 주요 단층대의 지구물리학적 연구: 공주분지의 중력 및 지전기 탐사 (Geophysical Studies on Major Faults in the Gyeonggi Massif : Gravity and Electrical Surveys In the Gongju Basin)
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한반도 지구조 진화연구 - 후기 중생대-신생대 지구조 진화사(2)
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경기육괴내 주요 단층대의 지구물리학적 연구: 공주분지의 중력 및 지전기 탐사 (Geophysical Studies on Major Faults in the Gyeonggi Massif : Gravity and Electrical Surveys In the Gongju Basin)
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[12]
일반
진북을 기준으로 단층의 방향이 향하는 곳의 방위
[13]
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진북을 기준으로 단층의 방향이 향하는 곳의 방위
[14]
논문
주향이동 분지 형성, 퇴적층 충전의 특징과 한반도 백악기 소분지
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Geoelectric Studies in Gongju and Imsil Areas : Geophysical Studies on Major Faults in the Ogcheon Belt
https://www.dbpia.co[...]
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한반도 지각변형 연구 [1], 제 2 절 음성분지
https://data.kigam.r[...]
한국지질자원연구원
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