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상주시의 지질

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목차

1. 개요

상주시의 지질은 선캄브리아기, 고생대, 중생대의 다양한 암석으로 구성되어 있으며, 특히 지진 활동이 활발한 지역이다. 상주시 지질의 기반을 이루는 암석은 편마암류와 준편마암류이며, 고생대에는 조선 누층군 대석회암층군과 운암사층, 평안 누층군이, 중생대에는 경상 누층군 신동층군과 영동층군, 상소리층이 분포한다. 상주시에는 낙동 단층, 신령 단층, 안동 단층, 북장사 단층 등 다수의 단층이 존재하며, 이로 인해 지진이 자주 발생한다. 1978년 속리산 지진과 2019년 규모 3.9 지진 등 주요 지진이 있었으며, 지진은 주로 지하 단층의 활동과 관련되어 발생한다.

2. 선캄브리아기 암석

상주시는 지질 구조상 서쪽의 옥천 습곡대와 동쪽의 경상 분지 사이에 위치하며, 선캄브리아기 영남 지괴의 일부에 해당한다.[1] 이 지역 지질의 기반을 이루는 가장 오래된 암석은 선캄브리아기에 형성된 것들로, 주로 편암류와 이들이 화강암화 작용을 받아 생성된 준(準)편마암류로 구성된다.[2] 이 선캄브리아기 암석들은 상주시 지질의 근간을 형성하고 있으며, 이후 중생대의 퇴적암류에 의해 부정합으로 덮이거나, 불국사기의 화성암류에 의해 관입되기도 하였다.[2]

2. 1. 편암류

상주시 지질의 상당 부분을 차지하는 암석은 편암류와 이것이 화강암화(化)된 준(準)편마암류이다.[1][3] 이 암석들은 주로 사질암, 니질암, 석회질암과 같은 퇴적암이 변성되어 만들어진 것으로 추정된다.[1][3]

2. 1. 1. 대가산 편마암

'''대가산 편마암'''(Daegasan gneiss영어, 大佳山 片麻巖)은 이안면 흑암리에 위치한 대가산을 중심으로, 공검면 중소리에서 시작하여 이안면 양범리와 함창읍 북서부를 지나 문경시까지 이어지는 북동-남서 방향의 띠 모양으로 분포하는 편마암류이다.[4] 이 암석은 화강암질 편마암, 호상 편마암 및 이들에 협재되는 운모질 석영편암과 석회암층 등으로 구성된다.[4]

일반적으로 화강암질 편마암과 호상 편마암층이 분포하는 지역은 지형적으로 약간의 차이를 보이는데, 화강암질 편마암 지역은 주로 낮은 산등성이의 노년기 지형을 나타내는 반면, 호상 편마암 분포 지역은 상대적으로 땅의 높낮이 차이가 뚜렷한 장년기 지형을 보인다.[4]

대가산 편마암은 단층에 의해 잘려 이동된 모습을 보인다. 공검면 지평리와 예주리에서는 대현리 단층에 의해 약 1.5km 정도 이동되어 있으며, 함창읍 북서부의 점촌함창 나들목 부근에서는 막곡 단층에 의해 고생대의 조선 누층군 대석회암층군과 접하고 있다.[4] 대현리 단층 남쪽 지역에서는 대가산 편마암과 대석회암층군 사이의 접촉부가 중생대 중소리층에 의해 부정합으로 덮여 있어 직접 관찰되지 않으므로, 두 암석의 관계는 명확히 알 수 없다.[4]

한편, 공검면과 이안면 지역에서는 대가산 편마암과 중생대 알칼리 화강암 사이의 지질 경계선이 거의 직선 형태로 나타난다. 이 경계선은 막곡 단층의 남서쪽 연장선과 일치하는데, 이는 두 암석이 단층으로 접촉하고 있음을 시사한다. 이를 통해 알칼리 화강암이 막곡 단층이 만들어진 이후에 대가산 편마암을 관입한 것으로 추정할 수 있다.[4]

2. 1. 2. 금곡리 편암류

상주시 내에서 편암류와 이들이 화강암화(化)된 준(準)편마암류 암석은 상주시 지역의 대부분을 차지하며, 상주 지질도폭(1968)에서는 생성 시기를 정확히 알 수 없는 시대 미상의 암석으로 분류되었다.[1][3] 이들 준편마암류 암석은 내서면, 외서면, 외남면 등 낙동강 서쪽 지역 곳곳에 분포하며, 영남 지괴의 방향성을 따라 대체로 북북동 방향성을 갖는다.[1][3] 편암류와 준편마암류에 남아 있는 퇴적 기원 잔류물의 광물 조성을 통해, 이들의 원래 암석(원암, 原巖)은 사암(사질암), 이암(니질암)과 석회암(석회질암)이었을 것으로 추정된다.[1][3]

2. 2. 준편마암류

준편마암류는 기존의 편암류가 심한 화강암화 작용을 받아 생성된 변성암이다.[1] 상주 지질도폭(1969)에서는 이를 흑운모화강암질편마암, 담홍색가리장석화강암, 각섬석화강암질편마암, 복운모화강암질편마암, 애풀라이트질편마암, 미그마타이트질편마암, 흑운모호상편마암, 각섬성호상편마암 등으로 분류하였다.[1]

이 암석들의 분포는 북장사 단층을 경계로 다른 양상을 보인다. 단층 동부에서는 동쪽(상주시청 방면)으로 갈수록 화강암화 정도가 높은 화강암질 편마암으로 점차 변하며 비교적 규칙적으로 분포한다. 반면, 단층 서부에서는 동부에서 잘 나타나지 않는 복운모 화강암질 편마암이 넓고 불규칙하게 분포하는 특징이 있다. 이들 편마암류 사이의 경계는 뚜렷하지 않고 점이적인 경우가 많다.[1]

2. 2. 1. 흑운모 화강암질 편마암

'''흑운모 화강암질 편마암'''(bggn; Biotite granitic gneisseng)은 가장 고도의 화강암화 작용을 보이는 화강암질 편마암이다. 북장사 단층 서부에서는 내서면 고곡리에서 낙서리, 화동면 어산리까지 소규모로 분포하며, 복운모 화강암질 편마암(tggn)에 둘러싸여 있다. 반면, 북장사 단층 동부에서는 외서면 개곡리와 봉강리, 사벌국면 묵상리와 용담리, 연원동 북동부와 남적동, 부원동, 낙동면 일대에 걸쳐 광범위하게 분포하고 있다. 특히 낙동면 비룡리, 승곡리, 화산리와 신상리 지역의 암석은 화강암과 거의 유사한 외관을 보여주며, 이는 화강암화 작용을 가장 심하게 받았음을 나타낸다.[1]

2. 2. 2. 복운모 화강암질 편마암

복운모 화강암질 편마암(tggn; Two mica granitic gneisseng)은 흑운모 화강암질 편마암과 비슷하지만, 백운모를 많이 포함하고 있다는 점이 다르다. 이 암석은 북장사 단층 서쪽인 내서면 서부 지역에만 분포한다. 북쪽 지역에서는 중생대 알칼리 화강암(Kagr)과 석영 반암(Kqp)이 이 암석을 뚫고 들어와 있다(관입). 서쪽에서는 경상계 영동층군 회동리층(Kgh)과 단층으로 만나고 있다. 복운모 화강암질 편마암은 흑운모 화강암질 편마암을 둘러싸고 있으며, 남쪽 지역에서는 엽리가 북동 방향을 보이지만, 북쪽인 내서면 서만리-고곡리 일대에서는 동-서 방향의 주향을 가지며, 이 방향은 흑운모 화강암질 편마암(bggn)과 접하는 방향과 나란하다.[1]

2. 2. 3. 담홍색 가리봉장석 화강암질 편마암

담홍색 가리봉장석 화강암질 편마암(fggn; Pink feldspar granitic gneiss)은 공검면 양정리에서 시작하여 외서면 이천리, 백전리 동부, 연원동 남서부, 남장동 북동부, 낙양동, 개운동 동부를 거쳐 가장동에 이르기까지 띠 모양으로 분포한다. 이 암석 분포대는 중간에 연원동 부근에서 인평리 단층에 의해 일부 잘려 있다. 외서면 봉강리 등지에서는 흑운모 화강암질 편마암과 점이적인 관계를 나타낸다. 다른 화강암질 편마암과 비교했을 때 화강암화된 정도는 상대적으로 약한 편이다.[1]

2. 2. 4. 애풀라이트질편마암

애풀라이트질편마암(agn; Aplitic gneisseng)은 남장동 서부와 내서면 능암리 동부에만 소규모로 분포한다. 다른 편마암류들과 접하는 부분에서는 매우 점이적인 양상을 보인다. 유색 광물을 거의 함유하지 않고, 애풀라이트질이며 우백질인 점이 다른 편마암과 구별되는 특징이다.

2. 2. 5. 흑운모 호상 편마암

흑운모 호상 편마암(bbgn; Biotite banded gneiss)은 모서면, 모동면, 공성면의 경계에 위치한 백학산 일대에서 북동 방향으로 오태리에 이르기까지 분포한다. 북장리에서는 남북 방향으로 발달하는 석영반암맥(Kqp)이 이 암석을 대각선으로 횡단하고 있다. 이 암석은 부분적으로 화강암화된 곳도 있으나 대체로 편암류들이 미그마타이트화 작용을 받아 생성된 것 중 하나이다.[1]

3. 고생대 암석

상주시에 분포하는 대표적인 고생대 암석으로는 조선 누층군의 대석회암층군과 평안 누층군 관련 지층으로 추정되는 운암사층이 있다.

조선 누층군 대석회암층군(Op)은 함창읍 북서부 등에 분포하는 석회암 지층이다.[1][1] 자세한 내용은 아래 문단에서 다룬다.

운암사층(w)은 이안면, 은척면 등지에 분포하며, 무연탄층을 포함하고 있어 평안 누층군과 관련이 있을 것으로 추정되나 정확한 형성 시기는 불명확하다.[1] 자세한 내용은 아래 문단에서 설명한다.

3. 1. 조선 누층군

(내용 없음)

3. 1. 1. 대석회암층군

'''조선 누층군 대석회암층군'''(Op)은 함창읍 북서부에 가장 넓게 분포하며, 이안면 아천리, 공검면 지평리, 은척면 하흘리 지역에도 대략 북동-남서 방향으로 조금씩 분포한다. 함창읍 북서부에서는 막곡 단층에 의해 대가산 편마암과 접촉하고, 은척면-이안면 지역에서는 상부층인 운암사층에 의해 덮여 있다. 이 암석은 결정질 및 호상 석회암으로 구성된다.[1][1]

3. 2. 평안 누층군

(내용 없음)

3. 2. 1. 운암사층

'''운암사층'''(w; wunamsa formation, 雲巖寺層)은 이안면에서 은척면까지 발달하는 조선 누층군 대석회암층군 분포지역 서쪽의 이안면 양범리, 아천리, 대현리, 공검면 지평리, 은척면 하흘리 등지에 조금씩 분포하는 시대 미상의 지층이다. 형성 시기를 정확히 알 수 없으나 무연탄층이 나오고 조선 누층군 상위의 지층인 것으로 보아 최소한 고생대 혹은 그 이후의 지층으로 추정된다. 이 지층은 1935년 일본인 기사 素本卓二에 의해 평안 누층군 사동통으로 분류되었으나, 지층의 세부적인 층서가 사동층과 달라 1968년 함창 지질도폭에서 '운암사층'으로 새로 명명되어 평안 누층군과는 별개로 기술되었다. 지질도 상에 나타난 본 지층의 주향은 북동이며 경사는 북서로 40~80° 정도이다.[1][1]

이안면 아천리 이남 지역에서는 아천리에서부터 남서 방향으로 길게 연장되며 은척면 하흘리에서는 알칼리 화강암에 의해 절단된다. 지질도 상으로 대현리에서는 대현리 단층에 의해 절단되어 수평으로 약 1km의 변위를 보인다. 석영 편암 혹은 규암, 운모편암, 점판암, 사암 등이 교호(交互)되는데, 석영 편암층이 우세한 하부, 운모편암층이 우세하며 2 내지 3매의 흑연질 '''무연탄'''층을 협재하는 중부, 그리고 석영 편암층이 우세한 상부로 구분된다.

이안면 아천리 이북에서 안용리 북동부 수정봉에 이르는 지역에서는 알칼리 화강암 내에 포획암 형태로 분포하며, 이는 아천리 이남 지역에 분포하는 암석의 연장부로서 구성 암석도 동일하다.

3. 2. 2. 보은탄전 (평안 누층군)

(내용 없음 - 주어진 원본 소스는 '운암사층'에 대한 설명으로, '보은탄전 (평안 누층군)' 섹션 내용과 직접적인 관련성이 없어 해당 섹션 내용을 작성할 수 없습니다.)

4. 중생대 암석

상주시에 존재하는 중생대의 퇴적층은 상주시 동부 경상 분지에 분포하는 경상 누층군 신동층군의 낙동층(삼덕리층)과 상주시 서부 영동 분지의 영동층군, 그리고 공검면 상소리의 상소리층으로 나눌 수 있다. 각 지층에 대한 자세한 내용은 하위 문단에서 설명한다.

4. 1. 경상 누층군 신동층군

상주시에 존재하는 중생대의 퇴적층은 상주시 동부 경상 분지에 분포하는 경상 누층군 신동층군의 낙동층(삼덕리층)과 상주시 서부 영동 분지의 영동층군 그리고 공검면 상소리의 상소리층이 있다.

4. 1. 1. 삼덕리층 (낙동층)

상주 경천대에 드러난 경상 누층군 신동층군 낙동층의 역암


상주 경천대에 드러난 경상 누층군 신동층군 낙동층의 역암


'''삼덕리층'''(三德里層, Samdeokri formation)은 상주시 사벌국면 덕담리 동부, 묵하리, 화달리, 삼덕리 일대에 분포하는 지층이다. 이 지층은 경상 누층군의 층서가 설정되기 전인 1969년 상주 지질도폭에서 처음 명명되었으며, 현재는 낙동층의 최하부에 해당하는 것으로 여겨진다. 암석의 특징에 따라 최하부의 기저역암층인 백담층원, 중부의 삼덕리층원, 상부의 묵하리층원으로 구분된다.[6][1]

'''삼덕리층 삼덕리층원'''(Kgsd; Kyeongsang supergroup nakdong group Samdeokri formation middle Samdeokri member, 三德里層員)은 흑색 셰일과 사암이 번갈아 쌓인 호층대로 이루어져 있다. 사벌국면 삼덕리에서 가장 두껍게 나타나지만, 북쪽으로 갈수록 두께가 얇아져 사라진다. 흑색 셰일은 얇은 층으로 사암 사이에 여러 겹 끼어 있으며, 사암은 중립질 내지 세립질로 담갈색이나 담황회색을 띤다. 일부 사암층에서는 작은 역(礫)을 함유하는 경우도 있다. 이 층원의 아래쪽 경계는 기저 역암층(백담층원)이 끝나고 흑색 셰일이 시작되는 지점이며, 위쪽 경계는 흑색 셰일과 사암의 호층이 끝나는 지점이다.

'''삼덕리층 묵하리층원'''(Kgm; Kyeongsang supergroup nakdong group Samdeokri formation upper Mukhari member, 墨下里層員)은 주로 역암과 모래가 섞인 역암(사질역암)이 번갈아 쌓인 호층으로 구성된다. 중간에 2개의 흑색 셰일 층과 1개의 자색 셰일 층이 끼어 있기도 하다. 역암과 역질사암은 담갈색이나 담회색을 띠며, 장석 성분이 많은 알코스질의 특징을 보인다. 역암을 이루는 자갈은 주로 규암, 편마암류, 흑색 셰일, 사암 등이며, 직경이 50cm에 달하는 큰 것도 있지만 보통은 7cm 내외의 것이 많다.

상주시 사벌국면 삼덕리 산 12-3에 위치한 경천대 주변에는 삼덕리층 묵하리층원이 분포한다. 이곳의 지층은 주로 담회색 역암과 사질역암이 번갈아 쌓인 형태이며, 흑색 셰일과 적색 셰일층이 함께 나타나는 곳도 있다.[7] 경천대에서는 사진에서 볼 수 있듯이 낙동층의 역암을 잘 관찰할 수 있다.

또한, 상주시 중동면 죽암리 1398-2 (북위 36° 24′ 48.28″, 동경 128° 14′ 39.43″)에 위치한 강변공원에서는 낙동강 건너편 절벽에 드러난 낙동층의 노두를 볼 수 있다. 이 절벽에는 퇴적암 지층의 특징인 층리가 잘 발달해 있다.[1]

4. 2. 영동 분지 영동층군

영동 분지(永同 盆地, Yeongdong Basin)는 충청북도 영동군과 경상북도 상주시 일대에 걸쳐 있으며, 옥천 습곡대와 영남 지괴의 경계에 위치한 북동-남서 방향의 퇴적 분지이다. 이 분지는 중생대 백악기에 형성된 퇴적암 지층인 영동층군으로 구성되어 있다.

상주시 내에서는 서부 지역인 화동면과 모서면에 영동층군이 분포하며, 구체적으로는 동정리층, 선유동층, 명륜동층이 나타난다.

4. 2. 1. 동정리층

동정리층(桐井里層)은 영동군 영동읍 동정리에서 이름이 유래되었으며, 영동층군 중에서 분포 범위가 가장 넓다. 상주시에서는 모서면 화현리, 화서면 상곡리, 화동면 판곡리, 선교리, 이소리, 신촌리, 반곡리, 모서면 석산리, 가막리, 지산리 일대에 분포한다. 이 외에 화남면 평온리와 보은군 장안면 장재리에도 소규모로 분포한다.

이 지층은 중생대 쥐라기의 반상 화강암과 복운모 화강암을 부정합으로 덮고 있으며, 이후 장석반암에 의해 관입당했다. 주로 역암으로 구성되며, 부분적으로 사암과 담자색, 회녹색, 그리고 화석이 발견되는 흑색 셰일이 함께 나타난다. 수직적으로는 아래쪽(하부)에는 셰일이, 위쪽(상부)에는 역암이 더 많이 분포하는 경향을 보인다. 지층의 주향은 대체로 남-북 또는 북동 10~30° 방향이며, 남동쪽으로 30~60° 기울어져 있다.

상주시 화동면 어산리 어산로 도로변에서 동정리층의 노두를 관찰할 수 있다.

상주시 화동면 어산리 어산로 도로변 동정리층 노두


상주시 화동면 어산리 어산로 도로변 동정리층 노두


상주시 화동면 어산리 어산로 도로변 동정리층 노두


상주시 화동면 어산리 어산로 도로변 동정리층 노두

4. 2. 2. 선유동층

선유동층(仙遊洞層)은 상주시 모서면에 분포하는 지층으로, 이름은 모서면 석산리의 선유동 마을에서 유래되었다.

영동 지질도폭(1986)에 따르면, 상주시 모서면 도안리 대가산에 소규모로 분포한다. 이 지역의 선유동층은 주로 중간 입자 크기 또는 굵은 입자 크기의 담회녹색 사암으로 구성되며, 부분적으로 역을 포함한다. 지층의 주향은 북서 30°에서 북동 10° 사이이며, 경사는 북동쪽으로 20° 기울거나 남동쪽으로 10° 기울어져 있다.

청산 지질도폭(1986)에 따르면, 선유동층은 모서면 석산리와 대포리 일대에도 분포한다. 이 지역에서는 응회암, 이회암, 암회색 셰일 및 회색 사암이 번갈아 쌓인 호층 구조를 보인다. 특히 석산리 아랫갈밭과 지기재 마을에서는 탄질셰일이나 석탄층이 함께 발견되기도 한다. 또한, 선유동 지역에는 안산암이 분포하는데, 이것이 마그마가 기존 암석을 뚫고 들어온 관입에 의한 것인지, 아니면 화산 활동으로 분출된 것인지는 명확하지 않다.

4. 2. 3. 명륜동층

명륜동층은 영동군 영동읍 주곡리에서 상주시 모서면 소정리까지 분포하는 지질층이다. 지층의 이름은 영동군 황간면 서송원리의 명륜동 마을에서 유래되었다. 청산 지질도폭(1986)에 따르면, 상주시 모서면 소정리에 분포하는 명륜동층은 주로 역암, 역질사암 및 셰일로 구성되어 있다.

4. 3. 상소리층

하흘리, 관현리 일대에 발달하는 지층으로, 하부는 층리가 거의 없는 역질사암과 사암이 혼재되며 상부는 유문암으로 구성된다. 지층의 두께는 상한이 침식되어 전체는 알 수 없으나 80m 이상으로 추정된다.[1]

5. 중생대 화성암

중생대 백악기에 관입한 화성암은 외서면 서부에 넓게 분포하는 알칼리 화강암(Kagr)과 외서면에서 내서면, 외남면까지 대상(帶狀)으로 분포하는 석영반암(Kqp), 화북면에 분포하는 흑운모 화강암(Kbgr, 용유리도폭)으로 구성된다.[1][8][1]

5. 1. 알칼리 화강암

알칼리 화강암(Kagr)은 외서면의 이안천 서쪽 지역에서 은척면 남부 지역, 화남면 동관리까지 분포한다. 주요 구성 광물은 정장석, 석영, 사장암, 흑운모, 각섬암 등이다.[1]

5. 2. 각섬석 화강암

각섬석 화강암(Khgrj)은 은척면 우기리와 문암리, 봉상리 동부, 무릉리, 장암리, 두곡리, 이안면 아천리 북서부 일대에 넓게 분포한다. 이 암석은 시대 미상의 운암사층을 관입하였으며, 주요 구성 광물은 사장석, 정장석, 각섬석, 흑운모 등이다.[1]

6. 단층

상주시에는 지질도 상에서 '''다수의 단층이 확인된다.''' 상주시의 단층은 중생대에 형성된 것이다.[1]

6. 1. 주요 단층

상주시에는 지질도 상에서 '''다수의 단층이 확인된다.''' 상주시의 단층은 중생대에 형성된 것이다.[1][1]

  • '''낙동 단층'''은 경상북도 예천군 지보면에서 김천시 감문면까지 북북동 방향으로 약 45km 이상 연장되는 주향 이동성 단층이다.[9] 상주시 동부에서 낙동면 낙동리와 중동면 신암리, 덕지리를 지나며, 단층의 동쪽 부분이 아래로 내려간 것으로 보고되었다.
  • '''신령 단층'''은 팔공산 북쪽, 경상북도 영천시 신녕면에서 군위군을 거쳐 상주시 공성면까지 약 70km 이상의 연장을 보이는 대규모 서북서 방향 단층이다.[10][1]
  • '''안동 단층'''은 상주시 사벌국면에서 안동시 길안면을 거쳐 청송군으로 연결되는 동북동-동서-서남서 방향, 연장 70km 이상의 단층이다. 주로 선캄브리아기 기반암으로 이루어진 영남 지괴와 경상 분지의 경계 단층[11]으로 지질도에서 확인된다. 선캄브리아기 암석이 백악기 암석 위로 올라탄(스러스트) 고각의 역단층으로 보고되었으며,[12] 서쪽 끝 부분이 상주시 사벌국면 덕담리에 닿는다. 이 단층은 과거 지질도에서 공덕리 단층 또는 묵상리 단층으로 불리기도 했다.[1]
  • '''인평리 단층'''은 상주시청 남동쪽의 인평동에서 북서쪽의 연원동 부근까지 발달하는 것으로 추정된다. 상주시내를 북서-남동 주향으로 통과하는 것으로 생각된다. 한국지질자원연구원의 5만 지질도 상주도폭에서 정의되었으며, 당시 인평동은 인평리(里)였다.
  • '''우암 단층'''은 인평리 단층과 거의 평행하게 인평리 북쪽 우암리 부근에서 북서 40°의 주향으로 발달한다.[1][1]

6. 2. 상주시 서부의 단층

영남 육괴와 옥천 습곡대의 경계 지역에 해당하는 상주시 서부 지역에는 다수의 단층들이 존재한다.

  • '''유정 단층'''은 내서면 서원리(옛 골터)에서 낙서리와 노류리(옛 유정, 노루새터, 배골)를 거쳐 이어지는 북서 20° 주향의 단층이다. 연장 10km 정도의 비교적 큰 규모의 단층이다.[1][1]
  • '''밤원 단층'''은 지질도 상으로 은척면 황령리 또는 외서면 대전리, 예의리에서 내서면 서원리(밤원) 인근까지 이어지는 남-북 주향의 단층으로 백악기 알칼리화강암 내에 발달한다.[1][1]
  • '''북장사 단층'''은 내서면 낙서리에서 북장리의 북장사를 거쳐 외서면으로 이어지는 북동 20° 주향의 단층이다. 북장사 인근에서 백악기의 알칼리화강암과 석영반암을 절단한 것으로 보아 백악기의 단층으로 보인다. 이 단층을 경계로 양쪽의 지질은 뚜렷한 차이를 보여준다.[1][1]
  • '''용유리 단층'''은 화북면 용유리 일대에서 화강암체를 통과하는 북서 10° 주향의 단층이다. 화북면에서 선구조(lineament)를 이루고 있는 이 단층은 소규모 단층들의 집합체로 생각되며, 지질도 상으로 북쪽으로는 괴산군 청천면, 남쪽으로는 화남면 동관리 지역으로 연장되는 것으로 보인다.[1]
  • '''둔덕이 단층'''은 내서면 고곡리 둔덕이 마을에서 내서면 서만리까지 북서 50°의 주향으로 발달한다. 둔덕이 마을 계곡 바닥에서는 약 5m 내외의 압쇄대(shear zone)가 발견된다. 소머리산(442.2m) 북쪽에서는 단층 계곡이 형성되어 있고 석영반암 및 화강반암이 이 단층에 대각선으로 관입해 있다.[1]

6. 3. 상주시 동부의 단층


  • '''낙남 단층'''은 병성동과 증골(현재의 낙동면 화산리) 사이에 북서 15°의 주향으로 발달하며 파쇄대를 따라 수개소에서 금 광상이 발견된다.
  • '''성동 단층군'''(群)은 낙동면 성동리를 중심으로 발달하는 일련의 단층들의 집합이다.[1][1]
  • '''운평 단층'''은 낙동면 운평리에서 외답동 방향으로 북서 30°의 주향으로 발달하며 단층을 따라 금 광상이 발견된다.

6. 4. 상주시 북부의 단층

상주시 북부 지역에는 여러 단층이 발달해 있다. 대표적인 단층으로는 대현리 단층과 옥동 단층이 있다.

  • '''대현리 단층'''은 상주시 북부 이안면 대현리를 중심으로 발달하는 단층이다. 지질도 상으로는 서쪽의 문경시 농암면 사현리에서 시작하여 은척면 두곡리와 이안면 대현리를 거쳐 동쪽의 공검면 예주리까지 이어지는 것으로 나타난다. 이 단층은 북서 60° 방향으로 발달한 좌수향 주향이동단층으로, 대가산 편마암, 조선 누층군 대석회암층군, 각섬석 화강암 등을 자르고 있다. 단층 양쪽 지괴의 수평 이동 거리는 약 1km에 달하는 것으로 분석된다. 국지도 제32호선이 지나는 무운고개 부근에서는 단층의 영향으로 암석이 압쇄된 흔적(압쇄대)이 관찰되기도 한다. 대현리 단층은 중생대 백악기에 알칼리 화강암이 관입한 이후에 형성된 것으로 추정된다.[13] 위성 사진을 보면, 공검면 지평리-예주리-율곡리 일대에서 단층 운동으로 인해 산지와 평야의 경계가 왼쪽으로 어긋난(좌수향 변위) 지형적 특징이 희미하게 확인된다.

  • '''옥동 단층'''은 강원특별자치도 정선군 예미리에서 시작하여 영월군 김삿갓면 옥동리를 지나 경상북도 상주시 함창읍까지 이어지는 대규모 단층이다. 총 연장은 100km 이상이며, 북동-남서 방향으로 발달해 있다. 이 단층은 단단한 암석이 깨지기보다는 엿가락처럼 휘어 변형된 연성 전단대(ductile shear zone)의 형태를 띤다. 단층의 일부 구간(예미-옥동)은 단층 활동으로 파쇄된 암석 가루가 점토처럼 변한 단층 점토로 채워져 있으며, 단양-점촌 사이 구간에서는 단층선을 따라 불국사 화강암이 뚫고 들어온(관입) 모습이 관찰된다.[14] 상주시에서는 북서쪽 끝인 함창읍 지역이 옥동 단층의 영향을 받는다.

7. 상주시의 지진

선캄브리아기 암석으로 구성된 영남 지괴 내에서 상주시와 속리산 일대는 지진이 비교적 활발하게 발생하는 지역이다. 기상청의 국내지진 목록에 따르면, 1978년부터 2021년 10월까지 상주시에서 발생한 지진은 총 94회로, 이는 같은 기간 주변 지역보다 높은 빈도이다.[16][17][18]

상주시에서 발생한 지진은 모두 깊이 20km 이내의 얕은 곳에서 발생했다. 지질도 상으로 상주시 일대에는 여러 단층이 분포하며, 일부 지역에서는 지표면의 단층선 근처에서 지진이 집중적으로 발생하는 경향이 나타나는데, 이는 지표에 드러나지 않은 지하 단층의 존재 가능성을 시사한다.[19]

이기화 외(1989)는 영남 지괴 중부 지역(상주시와 김천시 일대)과 남부 경상 분지와의 경계 지역에서 지진 활동이 활발하며, 이는 한반도에 작용하는 동-서 방향의 응력으로 인해 중생대에 형성된 영남 지괴 내부의 단층들이 재활성화되어 파열되면서 발생하는 것으로 분석했다.[20] 즉, 상주시의 활발한 지진 활동은 이 지역에 분포하는 단층들과 밀접한 관련이 있는 것으로 보인다.

또한 강기훈(2021)의 연구에 따르면, 낙동, 상주, 옥산동 지질도폭 지역의 진앙 분포와 지질 분석 결과, 특정 방향의 단층 및 단열계가 지진 발생과 연관성이 높은 것으로 나타났다. 특히 낙동 지역의 북서~서북서 방향 단층은 진앙 분포의 선상 구조 방향과 일치하며, 북북동 및 북서 방향의 불연속면은 현재 한반도에 작용하는 동북동-서남서 방향의 압축 응력 하에서 활동할 가능성이 높은 것으로 추정되었다. 이러한 단층 방향은 한국의 지진에서 관측되는 일반적인 단층 면해의 방향과도 일치하는 경향을 보인다.[21][22]

7. 1. 주요 지진

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선캄브리아기 암석으로 구성된 영남 지괴 내에서 상주시와 속리산 일대는 지진이 비교적 활발하게 발생하는 지역이다. 기상청의 국내지진 목록에 따르면, 1978년부터 2021년 10월까지 상주시에서 발생한 지진은 총 94회로, 이는 같은 기간 주변 지역보다 높은 빈도이다. 대표적으로 1978년 규모 5.2의 '''속리산 지진'''이 발생했으며, 비교적 최근인 2019년 7월 21일 규모 3.9, 2020년 1월 30일 규모 3.2, 2020년 11월 8일 규모 2.9의 지진이 발생하는 등 지진 활동이 이어지고 있다.[16][17][18]

상주시에서 발생한 지진은 모두 깊이 20km 이내의 얕은 곳에서 발생했다. 지질도 상으로 상주시 일대에는 여러 단층이 분포하며, 일부 지역에서는 지표면의 단층선 근처에서 지진이 집중적으로 발생하는데, 이는 지표에 드러나지 않은 지하 단층의 존재 가능성을 시사한다.[19] 이기화 외(1989)는 영남 지괴 중부 지역(상주시와 김천시 일대)과 남부 경상 분지와의 경계 지역에서 지진 활동이 활발하며, 이는 한반도에 작용하는 동-서 방향의 응력으로 인해 중생대에 형성된 영남 지괴 내부의 단층들이 파열되며 발생하는 것으로 보인다고 분석했다.[20] 이러한 분석에 따르면, 상주시의 활발한 지진 활동은 이 지역에 분포하는 단층들과 관련이 깊다고 볼 수 있다.

'''속리산 지진'''

1978년 9월 16일 오전 2시 7분, 경상북도 상주시 화북면에서 릭터 규모 ML5.2의 지진이 발생했다. 진앙은 상주시청 북서쪽 32km 지점(북위 36.60도, 동경 127.90도)인 화북면으로 분석되었다.[23]

'''2019년 상주 지진'''

2019년 7월 21일 오전 11시 4분, 상주시청 북서쪽 11km 지역(북위 36.50도, 동경 128.10도, 외서면 관현리)에서 규모 3.9의 지진이 발생했다. 이 지진은 주향 이동 단층의 운동으로 인해 발생한 것으로 분석되었으며,[24][25] 비교적 큰 규모의 지진이었으나 별다른 피해는 보고되지 않았다.[26] 기상청은 이 지진이 지하의 단층에 응력이 작용하여 발생했으며, 지진 발생 전 약 2년 8개월 동안[27] 큰 규모의 지진이 없어 축적된 에너지가 방출된 것으로 추정했다.[28][29] 실제로 진앙지 남동쪽 약 2km 이내에 '''북장사 단층'''이 지나가며, 이 지역에서는 2016년 6월 3일(규모 3.0)과 12월 4일(규모 2.0) 지진 이후 2019년 7월 지진 발생 전까지 규모 1.5 이하의 미소지진만 관측되었다.[30]

참조

[1] 웹인용 한반도 지체구조도 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원
[2] 웹인용 尙州 地質圖幅說明書 (상주 지질도폭보고서) https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1969년
[3] 웹인용 MGEO 지질정보시스템 1:5만 지질도 https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원
[4] 웹인용 咸昌 地質圖幅說明書 (함창 지질도폭설명서) https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1968년
[5] 웹인용 靑山圖幅 地質報告書 (청산도폭 지질보고서) https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1986년
[6] 웹인용 尙州 地質圖幅說明書 (상주 지질도폭보고서) https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1969년
[7] 서적 경북권 지질유산 발굴 및 가치평가 대한지질학회 2017년 11월
[8] 웹인용 龍遊里 地質圖幅說明書 (용유리 지질도폭설명서) https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1973년
[9] 웹인용 진주, 대구, 의성지괴를 중심으로 한 백악기 경상분지의 지구조 진화사 연구 https://scienceon.ki[...] 부산대학교 2018년
[10] 웹인용 활성단층지도 및 지진위험지도 제작 http://www.ndmi.go.k[...] 한국지질자원연구원
[11] 웹인용 안동시 풍천면 안동단층계 주변의 지질구조 https://www.dbpia.co[...] 암석학회지 2008년 6월
[12] 웹인용 Seismicity of the Korean Peninsula: 5. Seismicity of the Ryeongnam Massif https://www.dbpia.co[...] 대한지질학회 1989년 12월
[13] 웹인용 咸昌 地質圖幅說明書 (함창 지질도폭설명서) https://data.kigam.r[...] 한국지질자원연구원 1968년
[14] 웹인용 옥동단층(玉洞斷層) https://www.dbpia.co[...] 대한자원환경지질학회 1989년
[15] 웹사이트 36.60 N 127.90 E 경북 상주시 북서쪽 32km 지역 https://www.weather.[...] 기상청
[16] 뉴스 '[속보] 경북 상주 북쪽서 규모 3.2 지진 발생' https://www.joongang[...] 중앙일보 2020년 1월 30일
[17] 웹인용 "덤프트럭 부딪힌 느낌"…경북 상주 동쪽서 규모 2.9 지진 https://www.seoul.co[...] 서울신문 2020년 11월 8일
[18] 웹사이트 국내지진 목록 대한민국, 기상청
[19] 웹인용 2012~2020년 속리산 일대에서 발생한 지진의 진원 요소 분석 http://www.riss.kr/s[...] 한국교원대학교 대학원 2021년
[20] 웹인용 Seismicity of the Korean Peninsula: 5. Seismicity of the Ryeongnam Massif https://www.dbpia.co[...] 대한지질학회 1989년 12월
[21] 간행물 낙동-상주-옥산동 지역에서 단층 및 단열계의 특성과 진앙분포 선상구조 사이의 상관관계 고찰 (Consideration on the correlation between characteristics of faults and fracture system and linear structure of epicenter distribution in the Nagdong-Sangju-Oksangdong area, Korea) https://www.dbpia.co[...] 2021년 10월
[22] 간행물 영남권 북부영역 단층과 단열계의 특성 : 상주, 영양, 낙동, 천지 지역을 중심으로 Characteristics of faults and fracture system in the northern region of Yeongnam province, Korea: Centering on the Sangju, Yeongyang, Nagdong, Cheonji areas https://www.dbpia.co[...] 2022년 6월
[23] 웹사이트 상주 검색 결과 https://www.weather.[...] 기상청
[24] 웹인용 2019년 7월 21일(일) 11시 04분 규모 3.9 지진 현황 https://www.kma.go.k[...] 대한민국 기상청 2019년 7월 21일
[25] 뉴스 경북 상주에서 규모 3.9 지진…올해 내륙 지진 가운데 가장 강해 https://www.youtube.[...] KBS 2019년 7월 21일
[26] 뉴스 "폭발 소리가 들렸어요"…경북 상주 3.9 지진에 놀란 시민들 https://www.yna.co.k[...] 연합뉴스 2019년 7월 21일
[27] 문서 2016년 12월 14일 규모 2.0의 지진이 발생하였으며, 그 이후 202
[28] 웹인용 3.9 지진은 왜 한반도 내륙 상주에서 발생했을까? https://www.nocutnew[...] 노컷뉴스 2019년 7월 21일
[29] 웹인용 상주, 올해 내륙서 가장 센 지진… "숨은 활성단층 가능성" 불안감 https://www.hankooki[...] 한국일보 2019년 7월 22일
[30] 웹사이트 상주 검색 결과 https://www.weather.[...] 기상청


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