양산단층곡 중부의 제4기 하천 지형 분석을 통한 단층 변위율 산출 = Estimating Fault Slip Rates through Quaternary Fluvial Geomorphologic Analysis in the Central Yangsan Fault Valley

국문 초록 (Abstract)

양산단층은 한반도 동남부 지역을 관통하는 대표적인 활성단층으로 중부 분절 일대에 는 제4기 동안의 단층 활동을 기록한 하천 및 선상지 단구가 잘 보존되어 있다. 본 연 구는 두서–언양–삼남 지역의 주요 하천 단구를 대상으로 고해상도 DEM·항공사진 DSM 을 통한 지형 분석, 변위 측정 및 현장 검증을 통해서 단층에 의해 누적된 수평·수직 변위를 정량화하였다. 그리고 OSL 연대를 통해 장기 변위율을 산정하는 것을 목적으로 양산단층 중부 구간의 활동 특성과 공간적 변동성을 종합적으로 해석하였다. 두서 구역에서 구량천 GR1 단구는 단층선을 따라 약 22m의 우수향 수평 변위와 2.3~2.7m의 수직 단구면 비고차를 보이며 동일 하천계에서 연대가 확인된 단구면 (BG1)의 OSL 연대 117±7ka를 적용할 때 수평 변위율은 약 0.18~0.19m/ka, 수직 변 위율은 0.02~0.023m/ka로 산정된다. GR3 단구는 보다 고위 단구면으로 단층선을 따 라 약 37m 규모의 우수향 수평 변위와 3.7~4.2m의 수직 변위를 기록하며 동일 하천 계에서 연대가 확인된 단구면(JO3)의 OSL 연대 155±9ka를 적용할 때 수평 변위율은 약 0.23~0.29m/ka, 수직 변위율은 0.023~0.027m/ka 범위로 계산된다. 언양 구역의 반곡천 BG1 단구는 21m의 우수향 수평 변위와 2.4~3.7m의 수직 변위가 계측되었다. 해당 단구의 OSL 연대 117±7ka를 적용한 결과 수평 변위율은 0.18m/ka, 수직 변위율 은 0.02~0.03m/ka로 두서 지역의 구량천 단구와 비슷한 양상이 나타난다. 삼남 구역에서 작괘천 JG2 단구(2면)는 단층선 부근에서 약 2.5m의 수직 단구면 비고 차이를 보이며 OSL 연대 114±8ka를 적용할 때 수직 변위율은 0.021m/ka로 산정된 다. 고위면에 해당하는 JG3–JG4 단구(3면)는 41m 이상의 우수향 수평 변위와 6.5m의 수직 변위가 나타나며 동일 하천계에서 연대가 확인된 단구면(JO3)의 OSL 연대 155±9ka를 적용할 때 수평 변위율은 ≥0.26m/ka, 수직 변위율은 0.04m/ka로 계산된 다. 공암천 GA1 단구는 좌·우안 모두 단구면의 하상비고 차이가 뚜렷하게 인지되며 단 층선을 기준으로 2.4~3.5m 규모의 수직 변위가 계측된다. 공암천 단구 퇴적층의 OSL 연대 30±2ka를 적용하면 수직 변위율은 0.08~0.11m/ka로 연구 지역 중 가장 높은 수 준의 수직 변위율을 보이는 것으로 나타난다. 이와 같이 두서–언양–삼남 지역에서 산출된 변위량과 변위율을 비교하면 양산단층 중 부 분절 북부(두서·언양)에서는 수평 변위율 0.18~0.29m/ka, 수직 변위율 0.02~0.031m/ka 수준의 주향이동 우세–약한 역단층성 복합 운동이 지속된 반면, 남부 (삼남)로 갈수록 수평 변위율 ≥0.26m/ka와 더불어 수직 변위율 0.021~0.11m/ka로 역 단층 성분도 강화되는 경향이 뚜렷하게 나타난다. 이 결과는 선행 연구에서 제시된 변 위율 범위와도 대체로 부합한다. 양산단층 중부 분절이 전반적으로 우수향 주향이동 성 분이 우세하나 약한 역단층성 수직 변위가 동반되는 복합 변위 운동이 지속되어 왔음을 보여준다. 특히 북쪽에서 남쪽으로 갈수록 수평·수직 변위율이 점진적으로 증가하는 경 향이 나타난다. 나아가 본 연구에서 산정된 변위율 자료는 양산단층계의 장·주기적 단 층운동 특성 규명과 지역 지진위험도 평가를 위한 핵심 기초 자료로 활용될 수 있다.

주요어: 양산단층, 선상지 하안단구, 지형 변위, 수직·수평 변위율, OSL 연대측정

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구 배경 및 목적 1
• 2. 연구 동향 2
• 2.1. 활성단층 연구 2
• 2.2. 양산단층의 지형운동학적 연구 4
• 2.3. 해외 단층 변위율 연구 5
• 3. 연구 지역 7
• 3.1. 위치와 범위 7
• 3.2. 지질 개관 10
• 3.3. 지형 개관 12
• 4. 연구 방법 14
• 4.1. 연구 자료 수집 및 처리 14
• 4.2. 지형 분석 및 현장 조사 19
• 4.3. 단층 변위율 산출 20
• Ⅱ. 하천 퇴적 지형의 분포와 형성 시기 22
• 1. 선상지 단구 지형의 분포 22
• 2. 선상지 단구 지형의 형성 22
• 2.1. 형성 시기 23
• 2.2. 형성 과정 23
• Ⅲ. 구역별 하천 지형의 단층 변위 분석 28
• 1. 두서 구역 28
• 1.1. 대곡천 – 신우 선상지 단구 변위 30
• 1.2. 인보천마병천 – 변위 하도와 풍극 형성 34
• 1.3. 구량천 – 선상지 단구 수평수직 변위와 종단면 분석 37
• 2. 언양 구역 43
• 2.1. 반곡천 – 선상지 단구 수평수직 변위와 종단면 분석 44
• 3. 삼남 구역 49
• 3.1. 삼동천 – 변위 하도와 풍극 형성 50
• 3.2. 작괘천 – 선상지 단구 수평수직 변위와 종단면 분석 54
• 3.3. 가천천 – 선상지 단구 수직 변위와 종단면 분석 58
• 3.4. 공암천 – 선상지 단구 수직 변위와 종단면 분석 62
• 3.5. 상천천 – 선상지 단구 수직 변위와 종단면 분석 66
• 3.6. 조일단층 68
• Ⅳ. 고찰 70
• 1. 선행 연구와 단층 변위율의 비교 70
• 2. 구역별 단층 변위율 분석 73
• Ⅴ. 결론 75
• 참고문헌 77
• Abstract 83