일광 단층

3. 일광 단층의 자취

일광 단층은 울산광역시 온양읍에서 시작하여 단층의 이름이 유래된 부산광역시 기장군 일광읍을 지나 해운대구 송정동 송정해수욕장에서 바다로 이어지는 것으로 추정된다. 이 단층의 선형(선상구조, lineament)은 국도 제14호선 및 동해고속도로 부산-울산 구간의 경로와 거의 일치한다.

여러 연구를 통해 일광 단층의 특성이 밝혀지고 있다. 김지수 외(2003)는 지구물리탐사와 트렌치 조사를 통해 단층대의 폭이 150m~180m이며 단층핵이 단층비지, 단층각력, 단층파쇄암으로 구성된다고 보고하였다.^[2] 하상민 등(2016)은 트렌치 조사 결과를 바탕으로 일광 단층이 백악기 암석과 고신생기초 암맥들을 약 1.2km의 우수향 수평변위로 절단하였으며, 신생대에 좌수향 및 우수향의 주향 이동 운동을 겪었다고 분석했다.^[3][1]

ESR 연대측정 결과 등을 바탕으로, 일광 단층과 그 주변 단층들의 마지막 활동 시기는 약 2~3백만 년 전 이후로 추정되며, 그 이후에도 약 50~60만 년의 주기로 여러 차례 단층 활동이 발생했을 가능성이 제기되었다.^[4][5] 또한 동해고속도로 건설 과정에서 드러난 단층의 노두를 분석한 결과, 과거 6회의 구조 운동을 겪었으며 변형대(deformation zone)의 폭이 화산암에서 200m, 퇴적암에서 1km에 달하는 등 암석의 종류에 따라 변형 양상이 다름이 밝혀지기도 했다.^[6]

그러나 울산과 부산 지역의 도시화가 진행되면서 일광 단층의 주 단층대를 노두로서 직접 관찰하기는 어려워졌다. 대신 주변 지역에서는 일광 단층의 주 운동과 관련된 다양한 규모의 부차(subsidiary) 단층들이 확인되고 있다.^[3][1]

3. 1. 울산광역시

3. 2. 부산광역시

• 기장군 장안읍 명례리 (도야 단층) (N 35°22'27.4", E 129°15'45.1"): 남-북 방향의 침식곡과 부분적인 단층애 지형이 관찰된다. 단층애 동쪽이 약 2.3m 융기했다. 동쪽 단층(주향 북동 14°, 경사 남동 62°)의 ESR 연대측정 값은 1180±16 ka, 서쪽 단층(주향 북동 18°, 경사 남동 75°)의 ESR 연대측정 값은 1260±110 ka 및 3000 ka 이상이다.^[1][1]
• 기장군 정관읍 병산리 병산마을 (N 35°21'03.72", E 129°11'34.06"): 주향 북동 3°, 경사 남동 25°의 단층이 안산암질 응회암을 절단한다.^[1]
• 기장군 장안읍 반룡리 반룡마을 (N 35°20'28.07", E 129°15'35.10"): 남-북 방향의 단층이 약 50m 이상 연장되어 있으며, 단층조선은 우수향 주향이동 운동을 지시한다.^[1]
• 기장군 장안읍 좌동리 (N 35°19′41.2", E 129°14'42.7"): 김지수 등(2003)의 트렌치 조사 지역. 150m에서 180m 범위에 약 25조의 북북동 주향, 고각 경사의 단층면과 단층비지띠가 발달한다. 단층핵은 주향 북동 24°, 경사 남동 72°이며, 우수향 주향이동 운동 감각과 1.2km의 변위를 보인다. 단층비지의 ESR 연령은 540±60 ka이다.^[1][1]
• 기장군 장안읍 월내리 장안산업단지 (N 35°19'29.8", E 129°15'48.20"): 데사이트질 응회암을 관입한 암맥들과 단층이 확인된다. 여러 단층들이 서로 절단하는 관계를 보이며, 마지막 단층(주향 북동 11°, 경사 북서 46°)은 우수향 운동을 보인다. 단층들은 1cm 이내의 단층비지를 가지며 단층각력암은 없다.^[1]
• 기장군 장안읍 좌천리 프리미엄아울렛 주차장 (N 35°19'26.98", E 129°13'47.76"): 주향 북서 4°, 경사 북동 82°의 단층이 경상 누층군 이천리층을 절단한다. 두께 20cm의 단층핵은 3cm 정도의 변질된 단층점토대와 단층각력으로 구성된다.^[1]
• 기장군 장안읍 좌천리 (좌천 단층) (N 35°19'15.9", E 129°14'0.9"): 장안고등학교 북서쪽 약 400m 지점. 북동 15° 주향, 북서 38° 경사를 보이며, 수직의 단층대가 역경사이동으로 절단되어 있다. 겉보기 변위는 0.5m이며 제4기 퇴적층이 변형되어 있다.^[1]
• 기장군 일광읍 삼성리 부산기장경찰서 북쪽 사면 (N 35°15'25.6", E 129°13'31.1"): 주향 북동 8°, 경사 남동 72°의 단층이 미사암을 절단한다. 단층경면의 단층조선은 미세한 역이동성 감각을 포함한 우수향 주향이동 감각을 지시한다.^[1]
• 기장군 기장읍 청강리 연화터널 인근 (N 35°13'12.47", E 129°12'48.16"): 주향 북동 45°, 경사 남동 70°의 단층. 단층경면의 단층조선은 미세한 역이동 감각을 포함한 우수향 주향이동 감각을 지시한다. 인접한 경상 누층군 이천리층 퇴적암 지층은 단층 영향으로 거의 수직에 가깝게 기울어 있다.^[1]
• 해운대구 송정동 송정터널 부근 (해운대터널): 사암과 셰일 등의 퇴적암으로 구성되며 습곡, 단층, 변질대가 관찰된다. 주향 북동 10~20°의 퇴적암은 서쪽으로 20~30° 경사한다. 동-서 주향의 역단층이 우세하며 남쪽으로 경사한다.^[1]

4. 부산 남쪽 해역에서의 일광 단층

김한준 등(2015)은 고분해능 지진파 반사법(high-resolution single-channel seismic reflection profiles)을 통해 부산 앞바다에서 북북동-남남서 주향의 단층 5개를 발견하였다. 이 연구를 통해 일광 단층이 해운대구 송정동에서 남남서 방향으로 바다까지 연장되는 것을 확인하였다. 단층대가 발견된 곳은 부산광역시 영도 남동방 약 8km 해역이며, 이 단층들은 플라이스토세 후기의 지층을 절단하고 플라이스토세-홀로세 경계에서 끝나는 특징을 보인다.^[11]

5. 일광 단층 주변의 지진 위험성

ESR 연대측정 결과에 따르면, 일광 단층과 그 주변 단층들의 마지막 활동 시기는 약 200만 년에서 300만 년 전 이후로 추정된다. 그 이후에도 약 50만 년에서 60만 년의 주기로 여러 차례 단층 활동이 발생했던 것으로 분석되어^[4][5], 일광 단층이 과거 활동 이력이 있음을 시사한다.

진광민 등(2018)은 동해고속도로 부산-울산 구간 공사 현장에서 드러난 단층 노두를 분석하여, 과거 총 6회의 구조 운동이 있었던 것으로 해석했다. 이 연구는 일광 단층의 변형대(deformation zone) 폭이 화산암에서는 약 200m, 퇴적암에서는 약 1km에 달한다고 보고했는데, 이는 변형이 화산암에 더 집중되고 퇴적암에서는 상대적으로 넓게 분산되었음을 의미한다.^[6]

일광 단층은 울산광역시 온양읍에서 시작하여 부산광역시 기장군 일광읍을 거쳐 해운대구 송정해수욕장에서 바다로 이어지는 것으로 알려져 있으며, 단층의 경로는 국도 제14호선 및 동해고속도로 부산-울산 구간과 거의 나란히 달린다. 도시화로 인해 주 단층대를 노두로 직접 확인하기는 어렵지만, 주변 지역에서는 일광 단층 운동과 관련된 다양한 규모의 부차 단층들이 발견된다.^[3][1] 지구물리탐사 결과, 단층대의 폭은 약 150m에서 180m이며, 단층핵은 단층비지, 단층각력, 단층파쇄암 등으로 구성되어 있다.^[2] 또한 트렌치 조사 결과, 일광 단층은 백악기 암석과 고신생기 초기의 암맥들을 약 1.2km 정도 우수향 수평 변위로 절단했으며, 신생대에는 좌수향 및 우수향 주향 이동 운동을 겪은 것으로 보인다.^[3][1]

6. 추가 연구 및 과제

일광 단층에 대한 여러 연구^{[2][3][1][4][5][6]}가 진행되었지만, 단층의 정확한 활동 시기, 총 변위량, 그리고 지진 발생 주기 등에 대해서는 여전히 추가적인 연구가 필요한 상황이다. 특히 ESR 연대측정 등을 통해 최후기 단층 활동 시기^[4][5]가 추정되었으나, 보다 정밀한 데이터 확보가 요구된다.

또한, 일광 단층과 주변에 분포하는 다른 단층들 간의 상호 작용 및 응력 전이 메커니즘을 규명하는 연구는 향후 한반도 남동권의 지진 발생 가능성을 예측하고 위험도를 평가하는 데 중요한 정보를 제공할 수 있다. 이러한 연구 결과는 울산광역시와 부산광역시 등 단층 인근 대도시의 지진 재해 위험을 줄이기 위한 노력으로 이어져야 한다. 구체적으로는 단층 주변 지역의 지질 특성을 고려한 지진 취약성 평가, 건축물의 내진 설계 기준 강화, 그리고 신속한 대응을 위한 지진 조기 경보 시스템 구축 및 개선 등이 필요하다.

참조

_[1] 웹인용 활성단층지도 및 지진위험지도 제작 (Active Fault Map and Seismic Harzard Map) http://www.ndmi.go.k[...] 한국지질자원연구원 2012-10-01 #날짜 정보가 연도만 제공되어 1일로 가정
_[2] 저널 지구물리탐사와 트렌치조사에 의한 일광단층의 특성 2003-01-01 #날짜 정보가 연도만 제공되어 1일로 가정
_[3] 저널 한반도 남동부 일광단층 일원 부차단층들의 기하학적 및 운동학적 특성 (Geometry and kinematics of the subsidiary faults of the Ilgwang fault, SE Korea) https://www.dbpia.co[...] 2016-02-01 #날짜 정보가 연도와 월만 제공되어 1일로 가정
_[4] 저널 ESR dating of the Ilkwang fault (일광단층의 ESR 연대측정) https://www.dbpia.co[...] 2005-09-01 #날짜 정보가 연도와 월만 제공되어 1일로 가정
_[5] 웹인용 원전부지 인근지역의 신기단층조사연구 (최종보고서) http://theme.archive[...] 과학기술부 2006-01-01 #날짜 정보가 연도만 제공되어 1일로 가정
_[6] 저널 Deformation history and characteristics of the Ilgwang Fault in Southeast Korea https://link.springe[...] 2018-04-01 #날짜 정보가 연도와 월만 제공되어 1일로 가정
_[7] 웹인용 단층암에 대한 ESR 연대측정 연구 (ESR dating of fault rocks) https://inis.iaea.or[...] 강원대학교, 한국원자력안전기술원 2003-02-01 #날짜 정보가 연도와 월만 제공되어 1일로 가정
_[8] 저널 지형면 분류 및 트렌치 조사에 의한 일광단층의 단층활동시기 추정 (The Ages of Fault Activities of the Ilgwang Fault in Southeastern Korea, Inferred by Classification of Geomorphic Surfaces and Trench Survery) https://scienceon.ki[...] 2004-01-01 #날짜 정보가 연도만 제공되어 1일로 가정
_[9] 저널 일광단층 주변의 지질구조적 특성 : 부산-울산 간 고속도로 절개면을 중심으로 https://www.dbpia.co[...] 2008-10-01 #날짜 정보가 연도와 월만 제공되어 1일로 가정
_[10] 저널 일광단층 동편에서 관찰되는 지질구조를 이용한 고응력사 해석 (Interpretation of Paleostress using Geological Structures observed in the Eastern Part of the Ilgwang Fault) https://kiss.kstudy.[...] 2018-12-01 #날짜 정보가 연도와 월만 제공되어 1일로 가정
_[11] 저널 Seismic reflection imaging of Quaternary faulting offshore the southeastern Korean Peninsula https://link.springe[...] 2015-10-01 #날짜 정보가 연도와 월만 제공되어 1일로 가정
_[12] 기타 # 추가적인 정보가 없어 기타로 분류