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왕숙천 단층

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목차

1. 개요

왕숙천 단층은 철원군에서 남양주시를 잇는 단층으로, 지질도폭 연구를 통해 그 존재가 확인되었다. 이 단층은 좌수향 주향 이동 단층으로, 중생대 화강암 관입 이후 활동했으며, 포천 단층과 망상결합 형태로 발달한다. 왕숙천 단층 주변에는 다양한 종류의 화강암이 분포하며, 단층의 연대 측정 결과 백악기 이후에 최초 활동이 시작된 것으로 밝혀졌다. ESR 연대측정 결과 제4기에도 여러 차례 단층 운동이 있었음이 확인되었으며, 활성단층으로 분류되어 지진 발생 위험이 존재한다.

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왕숙천 단층
지질학적 정보
개요
위치포천-남양주 지역
구조적 특징북동-남서 방향의 주향
우수향 주향 이동 단층
추가령 단층대의 일부
활동 시기백악기 이후 재활동
20만 년 전에도 활동했을 가능성
지질학적 특징
구성 암석경기육괴의 변성암 복합체
단층 유형주향 이동 단층
연장왕숙천을 따라 발달
활동 패턴
재활동 시기백악기 이후
최근 활동20만 년 전 활동 가능성 (확인 필요)
관련 연구
연구 기관한국지질자원연구원, 대한지질학회, 대한자원환경지질학회
주요 연구 내용활성 단층 지도 제작
단층 구조 및 활동 패턴 분석
재활동 연대 연구
기타
위험 평가지진 위험도 평가에 활용되는 단층 중 하나
참고 자료활성단층지도 및 지진위험지도 제작

2. 지질학적 특징

추가령 단층대의 일부인 왕숙천 단층은 강원도 철원군 서면 와수리에서 경기도 남양주시 진접읍 진별리 인근까지 약 60 km 연장된다. 왕숙천 단층은 서쪽의 포천 단층과 함께 한반도 중부 추가령 단층대 내에서 망상결합(anastomosing) 형태로 발달한다.[1][6]

2. 1. 기존 지질도폭에서의 보고

추가령 단층대의 일부인 왕숙천 단층은 북북동-남남서 내지 남-북 방향의 우수향 주향이동 단층으로 김옥준(1973)이 처음으로 정의하였으며, 이후 김화 단층으로 명명되기도 하였다.[1][6]

  • 김화 지질도폭(2006)에 의하면 왕숙천 단층은 철원군 서면 자등리 북부에서 남-북 및 북북동 주향의 2개 단층으로 분기된다. 쌍송동 일대의 하천가에서 주향 북동 1~10°, 경사 북서 80~88°의 전단절리면과 우수향 주향이동을 지시하는 단층경면이 관찰된다.[7]
  • 기산 지질도폭(2005)에 의하면 우수향 주향 이동 단층인 포천 단층과 왕숙천 단층은 거시적으로 보아 추가령 단층대 내에서 망상결합(anastomosing) 형태로 발달한다.[1]
  • 의정부 지질도폭(2005)에 의하면 왕숙천을 따라 남양주시 진접읍 진별리, 대별리, 내곡리를 연결하는 뚜렷한 선구조(lineament)가 존재하며 진접읍 봉대리와 금곡리 사이 고개마루에서 주향 북동 34°, 경사 남동 61°, 좌수향의 운동감각을 지시하는 단층의 노두가 발견되었다. 이 지역에서 왕숙천 단층은 단일 단층이 아니라 3개의 단층이 분절되는 좌수향 계단상(left lateral step)의 형태를 보이며 각각의 단층 사이 지역에는 남-북 방향의 산성맥이나 석영맥이 분포한다.[8]

2. 2. 운동 감각 및 생성 시기

왕숙천 단층은 북북동-남남서 내지 남-북 방향의 주향이동 단층으로, 김옥준(1973)이 처음 정의하였으며,[1] 이후 김화 단층으로 명명되기도 하였다. 1:5만 지포리 지질도폭(2007) 조사 당시 도폭 북부에서 반상 흑운모 화강암이 왕숙천 단층에 의해 약 500 m 우수향으로 변위된 것이 확인되었다.[9] 그러나 단층 운동감각 관찰이 가능한 노두에서 관찰되는 증거들과 북북동-남남서 방향의 단층들이 남-북 방향의 단층들에 의하여 연결되는 현상들은 왕숙천 단층이 계단상의 좌수향 주향 이동 단층임을 지시한다.[1]

지포리 지질도폭 조사 당시 노두에서 단층면이 재활성된 증거가 보고되지 않았지만, 단층 양측의 암상 경계가 정확히 일치하지 않아 왕숙천 단층은 단순한 우수향 주향이동 단층이 아니며 좌수향 운동 후 우수향으로 재활성되었을 가능성이 제기되었다.[1] 포천시 일동면 일대에서는 왕숙천 단층이 두 갈래로 분기되는데, 남동쪽 단층은 경기변성암복합체 흑운모 화강암과 대보 화강암의 관입 경계부가 약 1.3 km, 북서쪽 단층에서는 관입 경계부가 약 1 km 어긋나 있어, 왕숙천 단층 전체는 약 2.3 km 우수향 주향이동 운동이 발생한 것으로 보고되었다.[10]

왕숙천 단층 주변에는 중생대에 관입한 대보 화강암의 일종인 흑운모 화강암, 복운모 화강암, 명성산 화강암과 같은 다양한 종류의 화강암이 분포하고 있다. 왕숙천 단층이 이들 화강암을 절단하고 있기 때문에 단층작용은 중생대 화강암의 관입 이후에 일어난 것으로 해석되었다.[1]

왕숙천 단층의 연장선상에 분포하고 있는 화강암체들의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대 또는 K-Ar 전암 연대는 184.0±1.5 Ma, 170.5±2.3 Ma, 164.5±2.4 Ma로 대부분 쥐라기 관입암임이 밝혀졌다.[11][1][12] 또한 왕숙천 단층의 북쪽에 분포하는 명성산 화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대는 112±2 Ma로 백악기 화강암으로 보고되었다.[1] 따라서 왕숙천 단층이 최초로 활동한 시기는 최소한 중생대 백악기 이후(<112 Ma)이다. 정동훈 외(2014)는 왕숙천 단층에서 약 7500만 년 전(75.4±0.8 Ma)의 단층 재활동 연대를 보고하였다.[1]

3. 제4기 활동 및 ESR 연대측정

왕숙천 단층은 ESR 연대측정 결과 제4기에도 활동한 활성단층으로 확인되었다. 여러 연구에서 단층의 활동 시기와 주기, 이동 양상 등이 밝혀졌다. 특히, 배한경과 이희권(2016)은 왕숙천 단층이 약 63만 년 전 이후 약 10만 년 주기로 재활동했으며,[15][16] 단층 운동이 남서쪽에서 북동쪽으로 이동하는 경향을 보인다고 보고하였다. 한종원과 이희권(2019)은 왕숙천 단층이 제4기에도 약 6~12만 년의 장주기를 가지고 계속해서 활동하였음을 제시하였다.[1] 이러한 사실은 왕숙천 단층이 언제든지 다시 재활성화될 수 있음을 암시한다.

3. 1. ESR 연대측정 결과

활성단층 보고서(2012)에서는 ESR 연대측정 결과 철원군 근남면 육단리 지점에서 260±30 ka, 철원군 서면 지점에서 160±20 ka, 포천시 내촌면 진목리 지점에서 440±100 ka의 값이 산출된 것에 근거하여 제4기 동안 적어도 3회의 단층운동이 발생한 것으로 보고하였다.[1]

배한경과 이희권(2016)은 ESR 연대 측정을 통하여 왕숙천 단층의 제4기 활동 형태를 연구하였고, 제4기에 적어도 6회의 단층운동이 일어났을 것으로 해석하였다. 포천시와 남양주시 일대의 4개 지점에 드러난 왕숙천 단층의 노두와 여기에서 측정된 ESR 연대측정값에 근거하여[15][16] 왕숙천 단층은 약 63만 년 전 이후에 약 10만 년 주기로 재활동하였으며, 38만 년 전 이전에는 남서쪽에서, 29만 년 이후에는 북동쪽에서 재활동하여 단층의 주향 방향을 따라 남서쪽에서 북동쪽으로 단층 운동이 이동하였다.

시기위치
약 96만 년 전포천시 내촌면 일대
약 63만 년 전남양주시 진접읍 일대
약 49~53만 년 전포천시 내촌면~남양주시 진접읍 일대
약 38~43만 년 전포천시 일동면~남양주시 진접읍 일대
약 28~29만 년 전포천시 일동면 일대
약 21~22만 년 전포천시 일동면 일대



한종원과 이희권(2018)은 왕숙천 단층이 북동-남서 방향의 압축력에 영향을 받은 것으로 해석하였으며 포천시 내촌면 음현리 지점의 단층비지 시료 1개에 대하여 약 59만 년의 최대 ESR 연대를 결정하였다.[17]

한종원과 이희권(2019)은 기존의 연구 결과와 이들의 연구에서 보고된 ESR 연대를 종합하여, 왕숙천 단층의 제4기 단층운동은 활동기와 비활동기로 나누어지며, 총 6회의 활동기(약 62만, 52만, 40만, 28만, 22만, 16만 년 전)로 구분하였다. 이는 왕숙천 단층이 제4기에도 약 6~12만 년의 장주기를 가지고 계속해서 활동하였음을 지시한다.[1]

3. 2. 왕숙천 단층의 위험성

ESR 연대측정 결과 왕숙천 단층은 제4기 동안 여러 차례 활동한 것으로 나타났다.[1] 배한경과 이희권(2016)의 연구에 따르면, 약 63만 년 전 이후 약 10만 년 주기로 단층이 재활동하였으며, 38만 년 전 이전에는 남서쪽에서, 29만 년 이후에는 북동쪽에서 재활동하여 단층 운동이 남서쪽에서 북동쪽으로 이동하였다.[15][16] 이는 왕숙천 단층이 언제든지 다시 재활성화될 수 있음을 의미한다.

한종원과 이희권(2019)은 기존 연구 결과와 자체 연구에서 보고된 ESR 연대를 종합하여, 왕숙천 단층의 제4기 단층 운동을 활동기와 비활동기로 구분하고, 총 6회의 활동기(약 62만, 52만, 40만, 28만, 22만, 16만 년 전)를 제시하였다. 이는 왕숙천 단층이 제4기에도 약 6~12만 년의 주기로 계속 활동했음을 보여준다.[1]

이처럼 여러 연구를 통해 왕숙천 단층이 제4기에도 활동했음이 입증되었으므로, 인구 밀집 지역을 통과하는 왕숙천 단층은 재활동 가능성이 있으며, 활성단층이 재활동하면 지진 재해가 발생할 수 있다.[1]

4. 왕숙천 단층 노두

다음은 활성단층 보고서(2012)와 현재까지의 연구를 통해 보고된 왕숙천 단층의 노두 위치와 ESR 연대측정값이다. 단층의 ESR 연대는 제4기에 단층이 활동했음을 지시한다.[1]

위치좌표지질주향[18]경사성향ESR 연대측정값비고
철원군 근남면 육단리경기변성암복합체 흑운모 편마암북서 10°북동 80°주향이동단층점토 : 260±30 ka군인아파트 북쪽 능선
암회색 단층각력암 발달
철원군 서면 자등리대보 화강암 흑운모 화강암주 단층 : 남-북
F1 : 동-서
F2 : 북동 57°
북동 67°		남 70-80°
남동 79°
남동 70°		사교 정단층단층점토 : 160±20 ka서면초등학교 동쪽 도로공사 절개면
철원군 서면 자등리대보 화강암 흑운모 화강암북동 50°북서 85°주향이동-조막동 도로공사 사면에 노출
포천시 일동면 수입리대보 화강암 흑운모 화강암북서 41°북동 67°판정불가-국도 제47호선 휴게소 뒤쪽 공사장 사면
포천시 일동면 기산리대보 화강암 함석류석 흑운모화강암북서 80°북동 75°--기산지 남남서 방향 도로변
포천시 일동면 기산리대보 화강암 함석류석 흑운모화강암북동 34-44°남동 78°--일동자원 남쪽 능선
포천시 화현면 화현리쥐라기 흑운모화강암북동 23°북동 85°판정불가단층비지 : 270±20 ka부수 단층
포천시고원생대 흑운모편마암북동 19°남동 61°판정불가단층비지 : 290±30 ka부수 단층
포천시 내촌면 진목리흑운모 편마암북서 39°북동 63°사교단층440±100 ka국도 제87호선 서쪽 절개사면
포천시 내촌면 음현리고원생대 흑운모편마암우수향 주향이동단층비지 : 530±130 ka
고원생대 흑운모편마암북동우수향 주향이동포화
고원생대 흑운모편마암우수향 주향이동단층비지 : 590±70 ka
남양주시 오남읍 오남리경기변성암복합체 흑운모 편마암북동 78°북서 77°판정불가-오남초등학교 북서쪽 동양ENG 인근 공사현장


5. 관련 기사

참조

[1] 웹인용 활성단층지도 및 지진위험지도 제작 http://www.ndmi.go.k[...] 한국지질자원연구원
[2] 저널 Structural features and Activity patterns of The Wangsukcheon Fault in the Pocheon-Namyangju area, Gyeonggi-do https://www.dbpia.co[...] 대한지질학회 2018-10
[3] 저널 경기육괴서북부(京畿陸塊西北部)의 변성암복합체(變成岩複合體)의 층서(層序)와 지질구조(地質構造) The Stratigraphy and Geologic Structure of the Metamorphic Complex in the Northwestern Area of the Kyonggi Massif https://www.dbpia.co[...] 1973-01
[4] 뉴스 수도권은 지진 안전지대?…20만년 전 활동한 '활성단층' 발견 http://news.khan.co.[...] 경향신문 2016-10-23
[5] 저널 추가령단층대 주요 단층의 백악기 이후 재활동 연대 (Reactivated Timings of Some Major Faults in the Chugaryeong Fault Zone since the Cretaceous Period) https://scienceon.ki[...] 2014
[6] 웹인용 기산도폭 지질조사보고서 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 2006
[7] 웹인용 김화도폭 지질조사보고서 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 2007
[8] 웹인용 의정부도폭 지질조사보고서 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 2005
[9] 웹인용 지포리도폭 지질조사보고서 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 2007
[10] 저널 포천-남양주시 일대에 발달한 왕숙천단층의 제4기 활동 형태 (Quaternary period activity type of the Wangsukcheon fault zone at Pocheon-Namyangju-si, Korea) https://www.dbpia.co[...] 2015-10
[11] 저널 포천-의정부 일대에 분포하는 화강암류의 산상과 암석화학 (Occurrence and petrochemistry of the granites in the Pocheon-Euijeongbu area) https://www.dbpia.co[...] 1995-12
[12] 웹인용 포천도폭 지질조사보고서 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 2005
[13] 웹인용 MGEO 지질정보시스템 1:5만 지질도 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원
[14] 저널 Structural behavior and ESR age of the Wangsukcheon Fault developed in Naechon-myeon and Hwahyeon-myeon area, Pocheon, Gyeonggi, Korea (경기도 포천시 내촌면~화현면 일대에 발달한 왕숙천단층의 지질구조 특성 및 ESR 연대) https://www.dbpia.co[...] 2019-08
[15] 저널 포천-남양주시 일대에 발달한 왕숙천단층의 제4기 활동형태 (Quaternary activity patterns of the Wangsukcheon Fault in the Pocheon-Namyangju area, Korea) https://www.dbpia.co[...] 2016-04
[16] 웹인용 왕숙천 단층의 특성 및 ESR 연대 Structural features and ESR dating of the Wangsukcheon Fault https://scienceon.ki[...] 미래창조과학부, 강원대학교 2016
[17] 저널 경기도 포천-남양주시 일대에 발달한 왕숙천단층의 지질구조적 특성 및 활동 특성 (Structural features and Activity patterns of The Wangsukcheon Fault in the Pocheon-Namyangju area, Gyeonggi-do) https://www.dbpia.co[...] 2018-10
[18] 문서 진북을 기준으로 단층의 방향이 향하는 곳의 방위


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