모량 단층
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1. 개요
모량 단층은 울산광역시, 경주시, 양산시, 김해시를 지나는 총 길이 약 40km 이상의 단층으로, 양산 단층대에 속하며 활성단층일 가능성이 제기된다. 1960년대부터 연구가 시작되었으나 양산 단층 등에 비해 연구가 미흡했으며, 2000년대 이후 활발히 연구가 진행되었다. 주요 연구 결과는 단층의 위치, 주향, 경사, 폭, 운동 감각 등을 규명하는 데 기여했으며, 특히 울산-경주 지역에서 단층의 운동 성향 분석이 이루어졌다. 모량 단층은 월성원자력발전소와 인접해 있어 지진 안전성 확보를 위한 추가 연구가 필요하다.
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| 모량 단층 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 이름 | 모량 단층 |
| 다른 이름 | 모량 단층, Moryang Fault |
| 명칭 유래 | 건천읍 모량리 |
| 명명 | 모량 지질도폭 |
| 명명 연도 | 1971년 |
 | |
| 위치 | 경상 분지 경상남도 울산광역시 |
| 도시 | 경주시 울주군 양산시 김해시 |
| 일부 | 양산 단층대 |
| 길이 | 90 km |
| 폭 | ~20 m |
| 방향 | 북북동-남남서 |
| 경사 | 북서 또는 남동 |
| 경사 각도 | 47°~수직 |
| 판 | 유라시아판 또는 아무르판 |
| 상태 | 비활성단층 |
| 지진 | 없음 |
| 유형 | 주향 이동 단층 |
| 이동 | 좌수향 및 우수향 |
| 암석 단위 | 경상 누층군 유천층군 불국사 화강암 |
| 시대 | 중생대 백악기 |
2. 지질학적 연구사
양산 단층대의 주 단층인 양산 단층과, 부산광역시를 지나며 고리원자력발전소에 인접한 동래 단층 및 일광 단층에 비해 상대적으로 연구가 적게 진행되었다. 모량 단층에 대한 지질학적 연구는 지질도폭에서의 보고 외에 5개가 전부이다. 모량 단층은 1971년 모량 지질도폭, 1972년 언양 지질도폭, 1987년 양산 지질도폭, 1964년 김해 지질도폭에서 보고되었으나, 자세한 설명은 부족했다. 이후 2000년대부터 본격적인 연구가 시작되었다.[5][6][1][7]
2. 1. 초기 연구 (1960년대 ~ 1990년대)
모량 단층에 대한 초기 지질학적 연구는 주로 지질도 작성 과정에서 이루어졌으며, 단층의 존재와 대략적인 위치가 보고되었다. 1971년 모량 지질도폭, 1972년 언양 지질도폭, 1987년 양산 지질도폭, 1964년 김해 지질도폭에서 모량 단층이 언급되었으나, 자세한 설명은 부족했다.[5]- 최한우와 장태우(1999)는 경주시 건천읍-양산시 원동면 간 지역의 모량 단층 주변에 발달하는 절리들을 조사하였다. 양산시 원동면의 배태고개, 원동면 선리, 경주시 건천읍 화천리 등에서 모량 단층의 파쇄대가 발견되었으며 석남사 북부에서는 단층곡이 현저하지 않고 단층대의 폭도 줄어들어 단층의 발달이 미약한 것으로 추정된다. 모량 단층 주변에는 부수적인 소규모 단층들이 발달하며 이들의 주향은 모량 단층과 평행한 북동 10~30°방향이 가장 우세하나 북서 70~80°방향도 나타난다. 가장 우세한 방향의 절리는 북북동 및 동-서 방향이며 단층에서 멀어질수록 절리의 간격이 커지고, 단층에 가까워질수록 절리의 밀도가 높게 나타난다.[5]
- 방기문과 우상우(2000)는 국도 제24호선의 가지산터널 공사와 관련하여 울산광역시 울주군 상북면 덕현리 덕현천 일대에 발달하는 모량 단층의 특성을 규명하기 위해 선구조 분석, 지표 지질조사, 전기 비저항 탐사, 시추조사 및 칼륨-아르곤 연대 측정 등을 수행하였다. 그 결과 이 지역의 모량 단층은 주향이 북동 20~30°, 경사는 북서 70°~수직이며 전기 비저항 탐사 결과 저비저항대가 확인되었고 단층폭은 20~80 m, 깊이는 50 m 이상인 것으로 규명되었다. 단층점토의 K-Ar 절대연령은 (고제3기) 및 (신제3기)로 측정되었다.[6]
2. 2. 상세 연구 (1999년 ~ 현재)
최한우와 장태우(1999)는 경주시 건천읍-양산시 원동면 간 지역의 모량 단층 주변에 발달하는 절리들을 조사하여, 양산시 원동면의 배태고개, 원동면 선리, 경주시 건천읍 화천리 등에서 모량 단층의 파쇄대를 발견하였다. 석남사 북부에서는 단층곡이 현저하지 않고 단층대의 폭도 줄어들어 단층의 발달이 미약한 것으로 추정하였다. 모량 단층 주변에는 부수적인 소규모 단층들이 발달하며 이들의 주향은 모량 단층과 평행한 북동 10~30°방향이 가장 우세하나 북서 70~80°방향도 나타난다. 가장 우세한 방향의 절리는 북북동 및 동-서 방향이며 단층에서 멀어질수록 절리의 간격이 커지고, 단층에 가까워질수록 절리의 밀도가 높게 나타난다.[5]방기문과 우상우(2000)는 국도 제24호선의 가지산터널 공사와 관련하여 울산광역시 울주군 상북면 덕현리 덕현천 일대에 발달하는 모량 단층의 특성을 규명하기 위해 선구조 분석, 지표 지질조사, 전기 비저항 탐사, 시추조사 및 칼륨-아르곤 연대 측정 등을 수행하였다. 그 결과 이 지역의 모량 단층은 주향이 북동 20~30°, 경사는 북서 70°~수직이며 전기 비저항 탐사 결과 저비저항대가 확인되었고 단층폭은 20m~80m, 깊이는 50m 이상인 것으로 규명되었다. 단층점토의 K-Ar 절대연령은 5700±1.129 (고제3기) 및 1900±0.380 (신제3기)만년으로 측정되었다.[6]
활성단층지도 및 지진위험지도 제작 보고서(2012)에서는 울주군 상북면 덕현리 행정마을과 양산시 원동면 지역에서 5개의 단층 노두를 보고하였다.[1]
신재열 외(2019)는 양산 단층대 남부 지역의 단층지형 분석을 통해 활성단층의 추적을 연구하여, 김해시 주촌면 원지리에서 단층애와 굴절 하도 그리고 선상지 지형이 확인되었으며 전기 비저항 탐사 결과 추정 단층선의 존재를 지시하는 저비저항 이상대가 확인되었다고 보고하였다.[7]
최성자 외(2021)는 동래 단층이나 일광 단층에 비해 모량 단층에 대한 구체적인 정보가 거의 없는 점을 지적하며 울산-경주 지역에서 야외 조사를 실시하고 모량 단층의 운동 성향을 분석했다. 이 연구에서 경주-울산 간 9개 지점의 노두가 확인되었고 기반암의 단층 내에서 좌수향 성분을 갖는 역단층 운동과 좌수향 및 우수향 주향이동 운동이 관찰되었으며, 미고결 퇴적층이 형성된 이후에는 단층의 서측이 동쪽으로 상승하는 우수향성 역단층 운동을 하였던 것으로 드러났다.[1]
3. 모량 단층의 위치와 특징
모량 단층은 양산 단층대의 주 단층인 양산 단층과, 부산광역시를 지나며 고리원자력발전소에 인접한 동래 단층 및 일광 단층에 비해 상대적으로 연구가 덜 진행되었다. 모량 단층은 모량(1971), 언양(1972), 양산(1987) 및 김해 지질도폭(1964)에서 보고되었으나 자세한 설명은 부족하다.[1][5][6][7]
모량 단층은 안강, 모량, 덕현, 원동, 김해를 잇는 단층곡을 따라 발달한다. 단층곡의 폭은 100~300 m 내외로 양산 단층(400 m~1 km)에 비해 좁다. 단층곡의 선상구조는 김해시에서 울산광역시 울주군 상북면 소호리까지는 뚜렷하나 그 이북에서는 선상구조가 분절되어 뚜렷하지 않다.[1]
모량 단층 주변에는 부수적인 소규모 단층들이 발달하며, 이들 단층의 주향(단층면과 수평면이 교차하는 선의 방향)은 모량 단층과 평행한 북동 10~30° 방향이 가장 우세하나 북서 70~80° 방향도 나타난다. 가장 우세한 방향의 절리(암석 내에 발달하는 틈)는 북북동 및 동-서 방향이며, 단층에서 멀어질수록 절리의 간격이 커지고 단층에 가까워질수록 절리의 밀도가 높게 나타난다.[5]
3. 1. 경주시
최성자 외(2021)는 경주시 산내면 대현리(북위 35° 38′ 52.54″, 동경 129° 3′ 55.69″)에 새로 지은 펜션 옆 계곡에서 단층 노두(암석이나 지층이 지표에 드러나 있는 곳)를 발견했다. 이곳에는 알갱이가 굵은 언양 화강암이 분포하며, 계곡을 따라 발달한 단층 파쇄대(암석이 부서진 영역) 내 단층의 주향(단층면과 수평면이 교차하는 선의 방향)은 북동 5~10°, 경사는 북서 80°이다. 제4기층(지질 시대 중 가장 최근 시기의 지층)의 변형은 없다.[1]3. 2. 울산광역시
울산광역시 울주군 상북면 덕현리 일대에는 여러 개의 모량 단층 노두(암석이나 지층이 지표면에 드러나 있는 곳)가 발견되었으며, 이들은 백악기 언양 화강암, 경상 누층군 유천층군 주산안산암질암 및 유문암질 화산암 등에 발달한다.[8] 이 지역의 모량 단층은 주향(단층면이 지표면과 만나 이루는 선의 방향)이 북동 20~30°, 경사는 북서 70°~수직이며, 전기 비저항 탐사 결과 저비저항대가 확인되었고 단층폭은 20~80 m, 깊이는 50 m 이상인 것으로 밝혀졌다. 단층 점토의 칼륨-아르곤 연대 측정(K-Ar) 절대연령은 5700±1.129 (고제3기) 및 1900±0.380 (신제3기)만년으로 측정되었다.[6]최성자 외(2021)는 울산-경주 지역에서 야외 조사를 실시하여 덕현리 북부, 중부, 남부 및 상북면과 양등리의 경계에 위치한 배내고개 등에서 단층의 주향, 경사, 운동 감각 등을 조사하였다.[1]
| 위치 | 좌표 | 암석 | 주향 | 경사 | 특징 및 설명 |
|---|---|---|---|---|---|
| 덕현리 북부 (구 덕현삼거리 북동쪽 800 m 지점) | N 35°3724.20", E 129°038.87" | 화강암 | 지형적으로 낮은 구릉지의 고개, 북동-남서 방향 협곡, 단층대의 폭이 매우 좁은 화강암 파쇄대 | ||
| 덕현리 중부 (구 덕현삼거리 하천변) | N 35°370.99", E 129°0249.14" | 언양 화강암, 중성암맥 | 북동 38° | 북서 80° | 하천 사방공사로 노두 소멸, 폭 1.4 m의 주 단층대, 역단층(서측 상승), 우수향 및 좌수향 주향이동 |
| 덕현리 남부 (살티마을 내) | N 35°3634.12", E 129°0225.82" | 유문암질 화산암 | 북동 30° | 북서 47° | 폭 1 m의 암맥 관입, 단층경면의 단층조선은 정단층 운동 |
| 덕현리 남부 (청수골 입구) | N 35°3547.17", E 129°023.79" | 화강암 | 북동 8°, 북동 86° | 북서 74°, 북서 81° | 폭 20 m의 단층 파쇄대, 절리와 암맥은 좌수향 주향이동 |
| 덕현리 남부 배내골입구삼거리 (구 석리삼거리) 동측 사면 | N 35°3544.04", E 129°0157.35" | 언양 화강암 | 북동 10° | 북서 85° | 폭 2 m의 단층대 |
| 덕현리 남부 (청수골 계곡) | N 35°3538.42", E 129°0158.64" | 언양 화강암 | 북동 15° | 하천 바닥, 우수향 주향이동 | |
| 덕현리-양등리 경계 (배내고개) | N 35°3450.17", E 129°0137.84" | 미고결 퇴적층 (동측), 경상 누층군 유천층군 화산암 (서측) | 북동 14~18° | 북서 78°~수직 | 최소 수 m 이상의 수직 낙차, 주향 이동 및 우수향의 역단층 운동 |
활성단층 보고서(2012)에서는 울주군 상북면 덕현리 행정마을의 신축 주택 공사 현장(N 35°36'59.66", E 129°02'33.92")에서 백악기 언양 화강암과 제4기 충적층 사이에 발달하는 우수향 횡인장성 사교 단층을 발견했다. 이 단층은 언양 화강암을 덮는 제4기 충적층의 부정합면이 단층에 의해 잘려 있으나 제4기층은 절단하지 못하며, 북동 65/56°의 주향과 남동 85/84°의 경사를 가지는 2조의 단층은 부정합면을 절단한다. 단층파쇄대의 폭은 1 m, 단층의 변위량은 0.5~1 m이다.[1]
3. 3. 양산시
양산시 원동면 영포리 일대에서 모량 단층의 노두(암석이나 지층이 지표면에 드러나 있는 곳)가 발견되었으며, 백악기 불국사 화강암 및 경상 누층군 유천층군 유문암질 응회암 내에 발달한다.[1]| 위치 | 암석 | 주향 | 경사 | 특징 |
|---|---|---|---|---|
| 영포리 배태마을 옆 영포천 | 백악기 불국사 화강암 | - | - | 2조의 단층이 관찰되며 좌수향 주향이동성 운동 감각을 보인다. |
| 영포리 배태마을 옆 영포천 | 백악기 불국사 화강암 | 북동 86° | 남동 86° | 주변 전단 단열들의 기하학적 특징으로 보아 좌수향 주향이동으로 판단된다. |
| 영포리 배태마을 옆 영포천 | 백악기 불국사 화강암 | 북동 15° | 남동 77° | 주변 단열들의 기하학적 특징을 고려할 때 우수향 주향 이동 단층으로 추정된다. |
| 영포리 산내들가든(양산시 원동면 어영길 58-1) 남쪽 50 m 지점 | 백악기 경상 누층군 유천층군 유문암질 응회암 | 북동 59° | 북서 88° | 폭 30 cm의 단층파쇄대가 발달하며, 단층비지의 운동 감각은 우수향 주향이동이다. |
밀양 지질도폭(1987)에 따르면, 흑운모 화강암은 원동면 영포리 지역에서 우수향으로 1 km 정도 변위되어 있다. 또한 원동면 내포리 지역에서는 원동면 영포리에서 화제리를 지나 물금읍 범어리로 이어지는 북서 50° 주향의 어영 단층이 모량 단층에 의해 우수향으로 절단되어 있다.[9][1]
3. 4. 김해시
김해시 주촌면 원지리 일대에는 북동-남서 주향의 단층곡과 추정 단층선이 지나고 있으며, 모량 단층의 주단층대가 지날 것으로 추정되는 곳이다. 단층곡 서측 산지는 급경사의 단애 형태를 보이며 일부 산록부는 삼각말단면이 형성되어 있고 산지의 계곡이 원지천에 유입하는 합류부는 약 1.5m 내외의 수직 단차를 보이는 폭포의 형태로 나타난다. 이는 단층곡 서측 산지가 단층 운동에 의해 융기했음을 지시한다. 대리큰소류지에서 남서로 흐르는 원지천은 계곡 합류부 지점에서 유로가 변경되었다. 전기 비저항 탐사 결과 추정 단층선의 존재를 지시하는 저비저항 이상대가 확인되었다.[1] 신재열 외(2019)는 양산 단층대 남부 지역의 단층 지형 분석을 통해 활성단층 추적을 연구하였는데, 이 연구로 김해시 주촌면 원지리에서 단층애, 굴절 하도, 선상지 지형이 확인되었다. 그리고 전기 비저항 탐사 결과 추정 단층선의 존재를 지시하는 저비저항 이상대가 확인되었다.[7]4. 모량 단층의 활동성과 지진 위험성
모량 단층은 양산 단층대의 주요 단층 중 하나이지만, 부산광역시를 지나 고리원자력발전소에 인접한 동래 단층이나 일광 단층에 비해 상대적으로 연구가 부족하다. 기존 지질도폭에서 모량 단층에 대한 간략한 언급은 있었으나, 구체적인 지질학적 연구는 많지 않다.
- 최한우와 장태우(1999)는 경주시 건천읍-양산시 원동면 간 지역의 모량 단층 주변 절리를 조사하였다. 양산시 원동면과 경주시 건천읍 화천리 등에서 모량 단층 파쇄대가 발견되었으며, 석남사 북부에서는 단층의 발달이 미약한 것으로 추정된다. 모량 단층 주변에는 소규모 단층들이 발달하며, 주향은 북동 10~30° 방향이 우세하다.[5]
- 방기문과 우상우(2000)는 국도 제24호선 가지산터널 공사와 관련하여 울산광역시 울주군 상북면 덕현리 일대의 모량 단층 특성을 조사하였다. 이 지역 모량 단층은 주향 북동 20~30°, 경사 북서 70°~수직이며, 단층폭 20~80 m, 깊이 50 m 이상으로 확인되었다. 단층점토의 칼륨-아르곤 연대 측정 결과는 5700±1.129 (고제3기) 및 1900±0.380 (신제3기)만 년으로 측정되었다.[6]
- 활성단층지도 및 지진위험지도 제작 보고서(2012)에서는 울주군 상북면 덕현리 행정마을과 양산시 원동면 지역에서 5개의 단층 노두를 보고하였다.[1]
- 신재열 외(2019)는 양산 단층대 남부 지역의 단층지형 분석을 통해 활성단층 추적 연구를 수행하였다. 김해시 주촌면 원지리에서 단층애와 굴절 하도, 선상지 지형이 확인되었으며, 전기 비저항 탐사 결과 추정 단층선의 존재를 지시하는 저비저항 이상대가 확인되었다.[7]
- 최성자 외(2021)는 울산-경주 지역에서 야외 조사를 실시하고 모량 단층의 운동 성향을 분석했다. 경주-울산 간 9개 지점의 노두가 확인되었고, 기반암의 단층 내에서 좌수향 성분을 갖는 역단층 운동과 좌수향 및 우수향 주향이동 운동이 관찰되었으며, 미고결 퇴적층 형성 이후에는 단층의 서측이 동쪽으로 상승하는 우수향성 역단층 운동을 한 것으로 나타났다.[1]
최근 연구들은 모량 단층이 제4기 동안 활동했을 가능성을 제시하고 있으며, 일부 연구에서는 활성단층으로 분류하기도 한다. 그러나 단층의 활동 시기, 빈도, 최대 지진 규모 등에 대한 추가적인 연구가 필요하며, 특히 월성원자력발전소와의 인접성을 고려할 때 지진 안전성 확보를 위한 노력이 필요하다.
5. 결론 및 향후 연구 과제
양산 단층대의 주 단층인 양산 단층과, 부산광역시를 지나며 고리원자력발전소에 인접한 동래 단층 및 일광 단층에 비해 상대적으로 연구가 부족했던 모량 단층은, 지진 활동과 관련하여 한반도 동남부 지역에서 중요한 연구 대상이다. 현재까지의 지질학적 연구는 주로 지질도폭에서의 보고와 일부 논문에 한정되어 있으며, 모량 단층에 대한 자세한 설명은 부족한 상황이다.[5][6][1][7]
모량 단층의 기하학적 특성, 운동학적 특성, 활동 시기 등에 대한 추가적인 연구가 필요하며, 이를 통해 지진 위험성을 평가하고 대비책을 마련해야 한다. 특히, 원자력 발전소 등 주요 시설물의 안전성 확보를 위한 노력이 지속되어야 한다.
참조
[1]
웹인용
모량 지질도폭설명서
https://data.kigam.r[...]
한국지질자원연구원
1971-00-00
[2]
웹인용
활성단층지도 및 지진위험지도 제작 (Active Fault Map and Seismic Harzard Map)
http://www.ndmi.go.k[...]
한국지질자원연구원
2012-10-00
[3]
저널
모량단층의 분포와 특성 (Tracking of the Moryang Fault and It’s Characteristics)
https://scholar.kyob[...]
2021-00-00
[4]
웹인용
MGEO 지질정보시스템 1:5만 지질도
https://data.kigam.r[...]
한국지질자원연구원
[5]
저널
모량단층 주변 절리의 분포 특성과 프랙탈 해석 (Properties and Fractal Analysis of Joints around the Moryang Fault)
https://kiss.kstudy.[...]
1999-08-00
[6]
저널
터널설계를 위한 모량단층의 지질공학적 연구 (An Engineering Geological Study of Moryang Fault for Tunnel Design)
https://kiss.kstudy.[...]
2000-12-00
[7]
저널
지형 분석을 통한 활성 단층 추적 연구 (Tracing of Active Fault Using Geomorphic Markers)
https://kiss.kstudy.[...]
2019-12-00
[8]
웹인용
언양 지질도폭설명서
https://data.kigam.r[...]
한국지질자원연구원
1972-00-00
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웹인용
밀양도폭 지질보고서
https://data.kigam.r[...]
한국지질자원연구원
1987-00-00
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웹인용
김해 지질도폭설명서
https://data.kigam.r[...]
한국지질자원연구원
1964-00-00
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