어일 분지

어일 분지와 경주시의 지질, [[와읍 분지, 정자 분지, 양산 단층대와 울산 단층, 연일구조선 ]] **어일 분지**(魚日 盆地, Eoil Basin)는 대한민국 경상북도 경주시 문무대왕면 어일리를 중심으로 문무대왕면과 감포읍 일부에 걸쳐 분포하는 신생대 제3기 마이오세의 퇴적분지이자 주향이동 분지이다. 어일 분지는 북동-남서 방향으로 분포하는 함몰지로서 길이는 약 12 km, 폭은 5 km 이다. 어일 분지는 주향 이동 단층과 정단층을 분지 경계 단층으로 하는 지구(graben) 및 반지구(half-graben) 형태의 분지이다. 어일 분지 내에는 신생대의 퇴적암과 화산암이 분포한다.url=https://www.proquest.com/docview/657057357?parentSessionId=zh0lr89Ba1Zk6z%2BGeXnnpoKJyIXEnPdqHs9s3Q%2BzT1c%3D&pq-origsite;=summon&accountid;=11933&sourcetype;=Scholarly%20Journalsurl=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0037073811000406url=https://kiss.kstudy.com/Detail/Ar?key=2946636날짜=2011년
# 개요
연일구조선 어일 분지는 경주시~포항시 일대에 분포하는 신생대 마이오세 퇴적분지들 중의 하나이며 마이오세의 퇴적암 지층으로 구성된다. 어일 분지는 행정 구역상으로 경주시 감포읍과 문무대왕면 일대에 걸쳐있다. 어일 분지는 서부에서 같은 마이오세의 분지인 와읍 분지와 단층으로 접하고 있으며 그 외의 지역에서는 고제3기 이전의 기반암과 단층으로 접하고 있다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01594896 한반도 동남부 포항시와 경주시 일대에는 신생대 제3기 마이오세의 지층으로 구성된 포항 분지, 장기 분지, 와읍 분지, 어일 분지, 하서 분지, 정자 분지, 울산 분지 등이 분포한다. 이 퇴적분지들은 동해가 확장되던 마이오세에 한반도 동해안을 따라서 발생한 지각 변형으로 인해 형성된 단층 분지이다. 이들은 지리적으로는 인접해 있으나 대부분 분지 경계 단층들에 의해 격리되거나 고립되어 있는 인리형 분지이다. 여러 고지자기 연구들에서는 이들 마이오세 퇴적분지 내 암석들의 잔류자기 편각의 다수가 시계방향으로 55° 정도 편향되어 있음이 관찰되었다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01665993url=https://www.kseeg.org/journal/view.html?uid=969&page;=&pn;=mostread&sort;=publish_Date%20DESC&spage;=&vmd;=Full 이러한 잔류 자기 편향현상은 동해의 확장으로 인해 한반도 남동 부에 우수향 단순전단(simple shear)이 작동되어 지괴의 수평회전운동이 발생하였음을 지시하며, 이곳 주요 단층들이 우수향 주향이동단층으로 활동함으로써 퇴적분지들이 당겨열림(pull-apart)에 의해 확장된 인리형 분지라는 것을 지시한다. 따라서 기존의 연구들은 한반도 남동부의 마이오세 지각 변형과 분지 확장이 양산 단층의 우수향 주향 이동 운동에 의해 주도된 것으로, 울산 단층이 제3기 분지의 발달 위치를 구획한 것으로 해석하였다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01595221url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO199423034628062&SITE;=CLICKurl=https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article-abstract/107/1/83/182992/Regional-strike-slip-in-the-eastern-continental?redirectedFrom=fulltexturl=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01594524url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825200000295 그러나 양산 단층과 울산 단층 일대에서 실시된 일련의 고지자기 및 지질학적 연구에서는 이러한 견해에 강한 의문을 제기하며 마이오세 지각변형을 규제한 새로운 구조선(構造線)으로 연일구조선의 존재를 제안하였다.url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO199623034627368url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01609682url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO199823034627171 이 견해에 따르면, 마이오세 분지 확장 당시에는 양산 단층이나 울산 단층의 활동이 미미했고 연일구조선이 동해의 확장으로 육지로 전파되어 오는 우수향의 전단력을 가장 서쪽에서 최종적으로 해소시키는 역할을 하였다. 김인수 외(1998)에 의해 최초로 명명된 연일구조선은 마이오세 퇴적분지에서 흔히 관찰되는 잔류 자기의 시계방향 편향이 사라지는 서쪽 한계선이다. 연일구조선에 의해 와읍 분지를 포함한 한반도 남동부에 분포하는 제3기 마이오세 퇴적 분지들은 연일구조선의 동쪽에만 분포한다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01594541 또한 기존의 연구들은 양산단층을 비롯한 북북동 방향의 단층들이 퇴적 분지들을 확장시킨 주 변위대(PDZ: Principal displacement zone)인 것으로 대부분 해석하여 왔으나, 최근의 연구들은 분지들의 기하와 경계부의 특성 그리고 다양한 지질 구조 요소들의 기하와 운동학적 특성들을 분석하여 이곳 퇴적분지들의 확장이 북북동이 아니라 북북서 단층들의 주향 이동 운동에 의해 주도되었음을 보고하고 있다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE02103576
# 장기층군과 범곡리층군: 누가 먼저?
마이오세 퇴적분지들은 지리적으로는 인접해 있으나 대부분 단층들에 의해 격리되어 지질학적으로 고립되어 분포하고 분지 확장에 수반된 활발한 화산 활동으로 암상의 변화가 심하다. 이들 마이오세 퇴적분지에 분포하는 지층은 어일 분지의 장기층군, 와읍 분지의 범곡리층군, 포항 분지의 연일층군으로 구성되는데 이들은 층서적 논란이 심하다. 와읍 분지의 범곡리층군과 어일 분지의 장기층군은 인접해 있지만 분지를 충전하는 퇴적물이 서로 달라 마이오세 층서 확립을 위한 최적의 장소이다. 장기층군이 하부, 범곡리층군이 상부라는 주장과, 반대로 범곡리층군이 하부, 장기층군이 상부라는 주장이 대립하고 있으며url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE09332967url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE02103576 이러한 상반된 견해는 이들 제3기 지층이 주로 화산암으로 구성되어 연속성이 없고 수평 변화가 심하기 때문이다.
## 하부 장기층군, 상부 범곡리층군
조선총독부 식산국 지질조사소의 일본인 지질학자 다테이와 이와오(立岩巖, 1924)는 한반도 남동부의 제3기 지층을 처음으로 각각 장기통과 연일통(→연일층군)으로 구분하고 장기통을 하부 장기층군과 상부 범곡리층군으로 구분하였으며, 범곡리층군이 장기층군을 부정합으로 덮는 것으로 해석하였다.저자=타테이와 이와오(立岩巖)날짜=1924년 이현구 외(1992)는 장기층군과 범곡리층군에 대해 칼륨-아르곤 연대 측정을 실시하였고 범곡리층군을 관입 분출한 현무암(17.99±1.13~20.44±0.47 Ma)이 장기층군을 관입한 현무암(19.92±0.47~22.05±0.67 Ma)보다 젊으며 분지의 동쪽에서 서쪽으로 감에 따라 현무암의 연령이 젊어지는 점, 분지의 동쪽에서 서쪽으로 갈수록 잔류 자기의 편각이 감소한다는 점 등을 들어, 범곡리층군이 장기층군 상위에 있고 범곡리층군이 장기층군을 덮는다고 하였다.url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO199223034628291
## 하부 범곡리층군, 상부 장기층군
윤선(1982, 1992)url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01628345, 윤선 외(1991)url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO199123034628397와 손문(1998)은 암상 대비와 절대연령 측정 결과로 범곡리층군(와읍 분지의 와읍리 응회암, 안동리 역암, 추령 각력암, 장항층)이 장기층군(어일 분지)보다 하위에 있는 것으로 간주하였다. 장태우 외(2007)에 의하면 범곡리층군이 장기층군 하부에 있다는 주장의 근거는 와읍 분지에는 염기성 화산암류가 없지만 어일 분지에는 염기성 화산암류(현무암)가 있고 산성 화산암도 포함되어 와읍 분지의 산성 화산활동이 어일 분지의 염기성 화산활동보다 먼저 있었다는 것이다. 황진연(1988)도 응회암의 속성 변질 작용의 정도를 비교하여 이들의 주장을 뒷받침하였다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01595193 그러나 노진환과 김기업(1988)의 퇴적암의 속성변질 연구 결과는 황진연(1988)의 결과와 상반되며url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01595438 장태우 외(2007)는 어일 분지 내 지층에 협재된 산성 화산암류가 모두 와읍 분지에서 유래되었다고 보기 어렵다고 하며 화산 활동은 어일 분지에서 이원성(bimodal), 와읍 분지에서 일원성(umimodal)으로 일어났다고 추정하였다. 손문 외(2013)는 범곡리층군과 장기층군을 데이사이트 및 현무암질 물질을 포함하는 지층과 여기에 수반된 육성 퇴적암으로 정의하였으며, 와읍 분지의 범곡리층군이 어일 분지의 장기층군에 의해 정합적으로 덮인다고 결론지었다.
## 선후 관계가 없다
위의 대립적인 두 주장과는 달리 범곡리층군과 장기층군이 상하 관계가 없이 서로 지교한다는 주장도 제기되었다.Yun, H., Yi, S. and Byun, H., 1997, Tertiary system of Korea. Paleontological Society of Korea Special Publication, 3, 1-30. 손문(1998)은 와읍 분지가 형성된 후 어일 분지가 형성되었고 두 분지는 북동 주향에 어일 분지 방향(남동쪽)으로 경사진 정단층에 의해 경계 지어지는 것으로 해석하였으나, 권창우(2011)는 이러한 해석이 맞다면 어일 분지 형성 초기에 와읍 분지에서 기원한 다양한 화산쇄설성 퇴적물이 어일 분지로 유입되어야 했지만 감포 역암 내에는 그러한 특징이 없으며, 와읍 분지 범곡리층군의 와읍리 응회암과 감포 역암의 절대 연령이 비슷하다는 점을 들어 범곡리층군과 장기층군이 선후관계가 모호하고 서로 지교(interfinger)하고 있을 가능성을 제기하였다.
# 층서 (장기층군)
타테이와 이와오(1924)는 어일 분지를 충전하는 장기층군을 밑에서부터 감포 역암층, 효동리 화산암류, 어일층 및 어일 현무암으로 구분하였다. 이후 김봉균(1970)은 밑에서부터 감포 역암, 화성암류, 어일층 및 어일 현무암으로url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01630439, 윤선(1982)은 어일 분지의 장기층군을 밑에서부터 와읍리 응회암, 안동리 역암, 추령 각력암, 장항층, 효동리 화산암류, 전동층, 송전층, 어일 현무암으로, 노진환과 김기업(1988)은 밑에서부터 감포 역암, 어일층 및 어일 현무암, 와읍리 응회암, 안동리 역암 및 용동리 응회암, 송전리층으로, 장태우 외(2007)는 밑에서부터 감포 역암, 홍덕 현무암, 노동리 역암, 연당 현무암으로, 권창우(2011)는 감포 역암과 팔조리 응회암, 어일층, 송전층으로 구분하였다. 감포읍 지역의 장기층군에는 클리놉틸로라이트(Clinoptilolite), 모더나이트(Mordenite), 스멕타이트(Smectite), 크리스토발라이트(Cristobalite) 등의 변질 광물이 산출된다. 어일 분지 내에는 퇴적암과 화산암이 같이 분포한다. 권창우(2011)는 어일 분지 내 퇴적암의 암상을 분석하여 총 33개 퇴적상과 12개의 퇴적상조합으로 구분하였다. 그리고 감포읍 팔조리 매곡마을과 노동리 기두마을 지역에서 발견된 화산쇄설암을 화도(火道, diatreme/다이어트림)로 해석하였다. 퇴적암 내에 협재된 마이오세 화산암류는 성분상 규장질(산성, SiO2 함량 67.2~70.5%)과 염기성(SiO2 함량 49.3~55.2%)으로 구성되어 쌍모식(bimodal) 화산 활동이 있었고 광물 조합에 근거해 맨틀과 하부 지각 기원 마그마의 혼합이 있었던 것으로 해석된다. 이정현 외(2004)는 어일 분지의 화산암상을 2매의 현무암, 층회암, 데이사이트질~유문암질 용결 회류응회암, 부석을 함유한 규질응회암 등으로 분류하였다. 현무암이 풍화된 토양은 철을 함유하여 적색을 띤다.url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO200411922634964 어일 분지는 북북서 방향의 우수향 주향 이동 단층에 의해 북동 소분지와 남서 소분지로 나누어진다. 북동 소분지는 분지 내부 정단층에 의해 두 개의 단층지괴로 나뉘어지며 감포 역암층과 어일층으로 구성된다. 남서 소분지는 비화산성 송전층이 분포한다. 아래의 지층은 층서에 관계없이 가나다순으로 설명한다.
## 감포 역암층
감포 역암층(甘浦 礫巖層, Gampo Conglomerate Formation)은 경주시 감포읍 중부 지역에 분포하는 역암 지층으로 기반암인 불국사 화강암을 부정합으로 덮으며 대부분 역암으로 구성되고 1~5 m 두께의 사암, 실트스톤, 이암, 응회암, 현무암, 갈탄이 협재된다. 역암의 자갈은 분급이 불량하고 크기는 보통 3~20 cm 정도이며 종류는 석영장석반암, 안산암, (석영)안산암질 응회암, 화강암, 혼펠스 등 기반암의 것이다. 감포 역암층의 두께는 600 m 정도이다. 감포 역암층에서 *Sequoia langsdorfii*, *Betula brongniartii*, *Fagusantipofii*, *Fagophyllum gottschei* 등의 식물 화석이 발견되며 이는 장기 역암층의 식물 화석군과 유사하다. 고수류 측정 결과 감포 역암은 대부분 분지 남쪽과 남동쪽에서 공급된 것으로 추정된다. 윤선 외(1990)는 경주시 감포읍 팔조리 매곡 지역의 감포 역암층(논문에서는 전동층으로 기재하였으나 위치상 감포 역암) 내에서 페페라이트를 발견하였다. 이 페페라이트는 쇄설성 역암과 현무암질 물질의 혼합체이며, 페퍼라이트 자체는 역암 지층과 관입 접촉 관계이다. 이 페페라이트는 고체상 및 유체상 암괴를 함유한 기체상 현무암질 물질이 물을 함유한 미고결 상태의 퇴적암에 혼합되어 생성된 것으로 해석된다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01596842 정은경 외(2011)는 경주시 문무대왕면 와읍리의 감포 역암층 내 응회암에서 10개의 화석목재 *Reevesia* sp.를 발견하였다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01697615
## 노동리 역암
노동리 역암(魯洞里 礫巖層, Nodongri Conglomerate)은 경주시 감포읍 노동리와 호동리, 문무대왕면 어일리에 걸쳐 분포하는 역암 지층으로 주로 역암으로 구성되고 사암과 이암이 협재된다. 자갈의 구성 성분은 화강암, 석영안산암, 안산암, 현무암, 규장암, 혼펠스 등이다.
## 송전층
송전층(松田層, Songjeon Formation)은 경주시 문무대왕면 송전리를 표식지로 하여 윤선(1976)이 처음 제안하였으며, 사암(1~2 m)과 이암(0.6~3 m)이 교호한다. 전체 두께는 100~200 m 이며 문무대왕면 죽전리에서 배사 습곡 구조를 형성한다. 남서소분지의 남동쪽 경계단층대를 따라서는 각력층들이 사암층 내에 국부적으로 협재되어 나타난다. 이 사암들은 감포 역암과 어일층에 비해 화산쇄설성 물질들이 거의 없고 다량의 연체동물 화석을 포함한다. 이들 화석에 대한고생물학적 연구는 송전층이 얕고 해수 온도 26~32°C의 따뜻한 내만성 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01600734
## 안동리 역암
안동리 역암은 와읍리 응회암을 부정합으로 덮으며 안동리와 용동리 동부에 분포한다. 역암의 자갈은 백악기 화산암류와 화강암 및 와읍리 응회암으로 구성된다. 두께는 최대 150 m 이다.
## 어일층·어일 현무암
어일층(Eoil Formation)과 어일 현무암(Eoil Basalt)은 타테이와 이와오(1924)가 처음 명명하였다. 어일층은 어일리를 중심으로 북동-남서 방향으로 분포하며 감포 역암 위에 정합적으로 놓이고 암상이 다양하며 측방 변화가 심하다. 주로 역암, 사암 및 응회암 등으로 구성되며 중간에 현무암류와 갈탄 및 셰일이 발달한다. 갈탄 및 셰일에는 *Vitis* sp., *Fagus antipofii*, *Quercus* sp. 등 식물화석과 *Vicarya collosa japonica*, *Vicaryella* sp., *Cerithium* sp., *Natica* sp., *Apollon* sp. 등 복족류와 *Anadara* cf. *kakekataensis*, *Dosinia* sp. 등의 부족류(斧足類) 화석이 산출된다. 타테이와 이와오(1924)는 어일 현무암을 감포 역암층과 어일층을 나눈 용암류(flows)로, 노진환과 김기업(1988)은 어일층 내에 10~20 m 두께로 협재된 것으로 보았으나 윤선(1982)은 어일 현무암을 암맥으로 보았다. 윤선(1986, 1991) 등 일부 학자들은 타테이와(1926)에 의해 명명된 연일 현무암과 어일 분지의 어일 현무암을 묶어 어일 현무암으로 기재하고 이를 장기층군의 상위층으로 설정하였으나 이현구 외(1992)는 현무암에 대해 칼륨-아르곤 연대 측정을 실시하여 분출 시기가 모두 다른 화산암들을 하나로 묶은 것은 옳지 않으며 퇴적암 사이에 협재되는 이들 화산암류를 장기층군이 퇴적되는 내내 단속적으로 지속된 화산 활동의 산물로 보았다. 암석학적 및 지화학적 연구에 의해 어일 현무암은 현무암 및 현무암질 안산암에 해당하며 마그마는 해양판이 섭입하는 환경에서 형성된 것으로 해석된다.날짜=1997년url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201120661419121 대자율 비등방성(AMS) 측정 결과는 어일 현무암의 용암류가 북동소분지의 남서부의 근원 화구로부터 북동쪽으로 흘러갔음을 지시하며, 어일 현무암이 주변 지층을 관입한 증거가 없어 현무암질 용암이 북동소분지 남서쪽 밖에서 안으로 유입된 것으로 해석된다. 또한 현무암의 분포 양상에 의해 분지 바닥이 북동쪽으로 기울어 있었던 것으로 추정된다. 용암류는 북동소분지 일부 지역에서 수십 미터 두께로 예외적으로 두껍게 나타나나 그 외의 지역에서는 10미터 정도의 일정한 두께로 나타나, 현무암질 화산 활동 간 북동소분지 전체가 일종의 용암 호수를 형성했던 것으로 추정된다.url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO200111921004947 {| class="wikitable" |+이현구 외(1992)가 기재한 어일 분지 내 화산암 노두 |- ! 샘플 번호 ! 암석 종류 ! 좌표 ! 위치 ! 절대연령 (Ma) |- | 911213-10 | 연일 현무암 | E | 포항시 장기면 신창리 | 17.99±1.13 |- | 911214-1 | 반암 | E | 경주시 황용동 | 49.58±1.13 |- | 911214-3 | 연일 현무암 | E | 경주시 문무대왕면 용동리 | 18.35±0.62 |- | 911214-4 | rowspan = 4 | 어일 현무암 | E | 경주시 문무대왕면 와읍리 | 18.74±0.55 |- | 911214-5 | E | 경주시 감포읍 팔조리 | 19.23±0.63 |- | TBK1-6 | rowspan = 2 | E | rowspan = 2 | 경주시 감포읍 감포리 | 19.30±0.50 |- | TBK7-10 | 20.44±0.47 |}
## 연당 현무암
연당 현무암(Yeongdang Basalt)은 경주시 문무대왕면 와읍리 능골 및 연당마을 지역에서 북동쪽으로 연장된다. 현무암과 현무암질 응회암, 퇴적암으로 구성된다.
## 와읍리 응회암
와읍리 응회암(Waeupri Tuff)은 타테이와 이와오(1924)가 처음 명명하였으며 어일층 위에 부정합으로 놓인다. 결정질 응회암으로 구성되며 두께는 200 m 이다.
## 전동층
전동층(Jeondong Formation)은 경주시 감포읍 전동리를 표식지로 하여 윤선(1976)이 처음 제안하였으며, 경상 누층군과 효동리 화산암류와 장항층을 부정합으로 덮는다. 역암, 역질사암, 사암, 이암, 응회암으로 구성된다.
## 전촌응회구
전촌응회구(Jeonchon tuff cone)는 어일 분지에서 일어나던 화산 활동에 의해 마그마와 물이 반응하여 수증기 폭발이 발생하여 형성된 응회구(tuff cone)로, 어일 분지 북동소분지 중앙인 감포읍 호동리 호동마을(도로명주소: 경주시 감포읍 전촌호동길 283-12/지번: 경주시 감포읍 호동리 142)에 노두가 드러나 있다. 얕은 호수에서 발생한 수성화산인 전촌응회구는 7개 퇴적상과 5개 퇴적단위로 구분되며 현재 나타나는 지층은 응회구 가장자리에서 퇴적된 것으로 해석된다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01676133
## 팔조리 응회암
팔조리 응회암(八助里 凝灰巖, Paljori Tuff)은 감포 역암의 최상부에 북동-남서 방향으로 7 km 이상 연장되고 2~20 m 두께로 협재되는 응회암으로, 어일 분지의 층서 대비에 건층(열쇠층)으로 이용되었다. 팔조리 응회암은 분지 내 정단층에 의해 반복 노출되며 모래 크기의 입자에 우백색을 띠어 야외에서 식별이 용이하다. 정종옥 외(2006)에 의해 3개의 1차 화산쇄설물 퇴적상과 7개의 2차(재동) 화산쇄설물 퇴적상, 4개의 퇴적단위로 구분되었다.url=https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE01591567
## 홍덕 현무암
홍덕 현무암(Hongdeok Basalt)은 경주시 감포읍 팔조리 홍덕마을을 중심으로 팔조리, 호동리, 감포리에 걸쳐 분포하는 현무암으로 2매의 현무암질암과 그 사이에 협재된 퇴적암으로 구성된다.
## 효동리 화산암류
효동리 화산암류(Hyodongri Volcanic rocks)는 경주시 양남면 효동리와 우산(385 m), 송전리 남부에 걸쳐 분포하는 화산암으로 윤선(1982)에 의하면 유문석영안산암(rhyodacite)과 안산암으로 구성된다. 유문석영안산암은 경상 누층군을 관입하고 장항층과 단층으로 접한다.
# 지질구조
어일 분지 북서부 경계 단층과 분지 내부의 단층들은 퇴적동시성 단층으로 해석된다. 분지 내부에 발달한 습곡 및 암맥의 방향성과 관련한 연구 결과들은 서북서-동남동 방향의 분지 확장을 지시한다. 어일 분지는 북북서 방향의 우수향 전단운동 시 유도된 서북서-동남동 방향의 확장으로 형성된 전형적인 인리형 분지(pull-apart basin)로 해석된다.날짜=2021년 6월 어일 분지는 와읍 분지와 마찬가지로 북동쪽에서 남서쪽으로 갈수록 지층의 연령이 젊어져 분지 북동부에서 확장이 시작되어 남서쪽으로 확산되는 전파열개 과정을 겪은 것으로 추정된다.
## 습곡
어일 분지의 경계 단층이나 내부 단층 및 주변의 기반암은 습곡된 흔적이 없고 분지 내부에만 습곡 구조가 발견된다. 이는 분지 내부의 변형 운동에 의해 형성된 습곡임을 지시한다. 또한 분지 내부 단층 및 경계 단층이 교차하는 곳에서 가장 큰 규모의 향사 구조가 형성되어 있다. 이곳은 화산집괴암과 호성 퇴적암이 원형으로 분포하는 지역과 일치하여, 분지 경계단층과 정단층을 따라 현무암질 용암류가 분출되었고 많은 양의 화산쇄설물로 깊게 함몰되어 화산 활동과 관련된 향사 습곡 구조가 형성된 것으로 해석된다.
## 신리 단층
신리 단층은 와읍 분지 동쪽, 문무대왕면 와읍리 공장 마을 부근에서 와읍교 부근까지 북북동-남남서 방향으로 발달한다. 경상 누층군 유천층군과 마이오세 범곡리층군을 접하게 하며 남부에서는 와읍 분지와 어일 분지와의 경계를 형성한다. 이 단층은 대체로 남-북 주향에 동쪽으로 50~65°기울어 있다. 신리 단층은 어일 분지가 형성될 때 그 서쪽 경계의 정단층으로 발달하여 동쪽으로 경사하며, 압축 지구조운동 때 응력반전으로 역단층 활동을 하여 양측 분지의 지층을 접하게 하고 있다. 와읍리 신리마을 근처에서 발견된 단층 노두는 북동 22°의 주향과 남동 64°의 경사를 보이며 연당 현무암과 와읍리 응회암 사이에 20 cm 두께의 회색 단층비지대가 발달한다.url=https://kiss.kstudy.com/Detail/Ar?key=2946812
## 호동리 단층
호동리 단층은 어일 분지 북쪽 경계를 따라 동-서 주향으로 6 km 정도 발달하며 감포읍 오류리에서 굴곡된다. 단층은 70~80° 정도로 고각 경사하며 정단층성 및 좌수향 주향 이동성 운동 감각을 보인다.
## 추정 단층
장태우 외(2007)는 와읍 분지의 중앙인 문무대왕면 안동리에서 어일리까지 대종천을 따라 남서측 지괴가 상승한 북서 방향의 단층이 발달하는 것으로 추정된다.
# 광산과 지하자원

## 탑정 동광상
탑정광상은 어일 분지의 북단에 해당하는 포항시 오천읍 진전리 권이골에 위차하며 백악기 흑색 셰일 내 주향 북동 20~30°, 경사 북서 80° 방향의 열극을 충전한 열수 맥상 광상으로 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석, 반동석 등의 광석광물이 산출된다. 품위는 금 0.3 g/t, 은 490 g/t, 구리 3.97% 이다.url=https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=NPAP07951262날짜=1999년
## 무정 금-은광상
무정광상은 경주시 문무대왕면 장항리에 위치하며 제3기 화강암 내 주향 북서 40~55°, 경사 남서 60~70° 방향의 열극을 충전한 맥상 광상으로 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석, 사면동석, 휘은석, 호박금 등이 산출된다.