울산단층 중부에서 새로이 발견된 신계3단층의 제4기 운동특성

국문 초록 (Abstract)

한반도 남동부에 위치한 울산단층은 우리나라에 분포하는 대규모 단층대 중의 하나로, 북북서-남남동 방향의 주향을 갖고 역이동성이 우세한 단층으로 알려져 있다. 이번에 새롭게 발견된 신계3단층은 경북 경주시 외동읍 신계리에 위치하며, 약 50 km의 연장을 가지는 울산단층의 중부에 해당한다. 본 지역은 동측의 토함산 산지를 따라 남북 방향으로 선상지가 선상배열하고 경사급변점과 삼각말단면 등 제4기 지형인자들이 이에 평행하게 인지되어 신기구조운동의 높은 가능성을 보인다. 본 지역의 지질은 백악기 말-신생대 제3기 초의 불국사 화강암류가 기저를 이루며, 제4기 퇴적층이 이를 부정합으로 피복하고 있다. 제4기 퇴적층은 동측의 토함산 산지에서 공급된 선상지성 퇴적물이 주를 이루며, 역층이 우세하고 일부 사질 내지 실트가 역층 내 렌즈상 또는 얇은 호층으로 협재한다. 지표지질조사 결과, 신계리 공정골을 따라 동-서 방향으로 발달한 계곡 사면에서 기반암 단층의 단층핵과 단층손상대가 연속적으로 분포하며, 계곡 하상에서 1~2 m 내외의 연속적인 수직낙차를 확인하였다. 기반암과 미고결 퇴적층의 단층접촉부에서 정밀분석을 위한 굴착조사를 수행하여 기반암인 화강암이 미고결 하성 퇴적층을 충상하는 양상을 확인하였다. 이 단층의 운동특성은 울산단층을 따라 보고된 제4기 단층들과 유사하여 동측의 기반암이 서측의 제4기 퇴적층을 충상하는 상반서향의 역이동성 단층운동이 우세하며, 일부 주향이동성 운동을 포함하는 사교이동단층의 특성을 보이기도 한다. 퇴적층 내에 건층이나 부정합면이 부재하여 정확한 변위는 산정할 수 없지만 제4기 이후 최소 약 5 m 이상의 누적 수직변위량을 보인다. 특히, 굴착단면에서 단층면의 경사가 하부에서 상부로 갈수록 30°→71°→12°로 큰 변화를 보이는 것이 특징이다. 이는 이 단층을 따른 복잡한 물성변화, 운동특성 그리고 단층기하를 반영하는 것으로 보인다. 굴착지점의 단층면에서 관찰되는 주향이동성 운동을 지시하는 단층조선과 단층면의 경사가 급변하는 변곡점에 위치한 거력의 존재는 이러한 해석을 뒷받침하는 증거가 된다. 현재, 미고결 단위퇴적층에 대한 OSL 연대분석이 진행중이며, 연대가 확인되면 본 지점의 정확한 단층발달사를 정립할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 주변에서 보고된 다른 제4기 단층들의 특성과 상호 연관성을 확인하면 울산단층 중부 지역에서 보이는 복잡한 단층특성을 규명하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.