본 문서에서는 충청북도 **충주시의 지질**과 충주시 내 수안보온천, 앙성온천 및 활옥동굴, 수주팔봉 등 지질유산에 대해 설명한다.

## 개요
충주시는 옥천 습곡대에 위치하며, 북서부에는 선캄브리아기의 편마암류와 중생대의 관입 화강암류가, 남동부에는 고생대 오르도비스기의 탄산염암 퇴적암 조선 누층군과 시대 미상의 변성퇴적암 옥천 누층군이 분포한다.

## 선캄브리아기
선캄브리아기의 편마암류는 충주시 서부 신니면과 양성면 그리고 북동부 산척면에 분포한다.

### 호상 편마암
호상 편마암은 호상 흑운모편마암과 그 안에 협재된 규암, 편암, 결정질 석회암 등으로 구성된 변성퇴적암 지층이다. 호상 흑운모 편마암은 1 cm 내외의 두께를 갖는 투명 및 유색광물의 얇은 층이 호층을 이루는 편마 구조가 잘 발달해 있다. 이 암석은 양성면 본평리, 지당리, 노은면 대덕리, 가신리, 법동리, 신니면 문락리, 광월리 등지에 분포한다. 호상 편마암 중에 국부적으로 협재되는 편암, 변성 정도가 약한 천매암, 점판암 등은 대개 흑회색 내지 암흑색을 띠며, 녹니석이 풍부한 것은 녹회색 내지 암녹색을 띠기도 한다

### 편상 편마암
편상 편마암은 충주시 북서부에 분포하는 편마암으로 양성면 용대리~노은면 연하리 지역에 V자 형태로 분포하고 덕련리 북동부의 편마암체중에 분포한다. 흑색 운모류가 주요 구성 광물로 뚜렷한 편리를 보인다.

## 고생대 조선 누층군
고생대 오르도비스기의 조선 누층군은 충주시 남동부 끝 지역인 수안보면 사문리와 살미면 공이리에 소규모로 북동-남서 방향으로 분포한다.

### 고운리층
고운리층은 충주시에 발달하는 조선계 지층 중 최하부의 것이다. 흑색 점판암, 세립 결정질(結晶質) 석회암, 변질(變質) 점판암 내지 변질천매암과 석회규산염암의 호층(互層)으로 구성되는 지층으로 주향은 북동 40~70°이며 경사는 북서 45~60°의 것이 일반적이나 일부 지역에서 습곡의 영향으로 남동의 경사를 갖는다. 본 층 상위에 서창리층이 부정합으로 놓인다.

## 옥천 누층군
옥천 누층군은 옥천 습곡대 내에 분포하는 변성퇴적암 지층이며 충주시 내에서 충주시 남동부 계명산, 충주호와 살미면, 수안보면 일대에 분포한다. 옥천 누층군의 지층들은 층서적 논란이 심한 관계로 본 문단에서는 옥천 누층군의 하위 지층을 가나다순으로 설명한다.

### 층서
충청북도 충주시, 제천시, 괴산군 지역의 옥천 누층군은 대개 고운리층, 서창리층, 계명산층, 향산리 돌로마이트층, 대향산 규암층, 북노리층, 명오리층, 황강리층, 문주리층 9개 지층으로 구성되나 이들의 상하 관계는 연구자에 따라 모두 다르다. 지금까지의 연구를 통해 알려진 충주-괴산 지역 옥천 누층군의 층서는 아래와 같으며 연구자에 따라 상반되는 층서를 갖는 이유는 이 지역에 분포하는 등사습곡 및 배사, 향사 구조에 의해 옥천 누층군이 심하게 뒤틀려 있어 연구자에 따라 정상층위 혹은 역전층으로 다르게 해석되기 때문이다. 충주호 지역에서 옥천 누층군은 구조적으로는 문주리층, 대향산 규암, 향산리 돌로마이트, 계명산층 순서로 놓여 있으나 이 구조적 층순과 층서적 층순이 일치하는지(정상층위) 등사습곡에 의해 구조적 층순과 층서적 층순이 반대인지(역전층)는 아직 밝혀지지 않았다. 충주 지질도폭(1965)에서는 계명산층, 향산리 돌로마이트층 및 대향산 규암층을 옥천 누층군에 포함시키지 않았다. 황강리 지질도폭(1965)에서는 옥천 누층군이 서창리층을 부정합으로 덮는 북노리층을 기저로 하여 그 위에 명오리층, 황강리층, 문주리층 순으로 오는 것으로 해석하였다.

### 계명산층과 희토류 광상
**계명산층**(Gyemyeongsan formation)은 충주시 용탄동, 종민동, 안림동에 있는 계명산에서 이름이 유래되었으며 철 광상을 발달시키고 있다. 충주 지질도폭에 의하면 충주시 지역에서는 층서상 계명산층이 향산리 돌로마이트층 아래에 있지만 등사 습곡 구조로 인해 지층이 역전되어 지질도에서는 외관상 계명산층이 향산리 돌로마이트층 위에 있는 것처럼 보인다.

### 대향산 규암층
**대향산 규암층**은 향산리 돌로마이트질 석회암을 따라 그 남동쪽에서 매우 좁고 길게 분포하는 지층이다. 하부의 향산리 돌로마이트질 석회암층을 정합으로 덮고 규암으로 구성되며 주향과 경사는 북동 60~70° 및 북서 60~65°가 일반적이다. 박계헌 외(2001)는 U-Pb 연대측정값에 근거해 대향산 규암층의 지질시대가 실루리아기 이후라고 주장했지만, 최덕근 외(2012)는 계명산층과 문주리층 사이에 있는 대향산 규암층의 층서적 위치에 근거해 지질시대가 신원생대라고 주장했다.

### 문주리층과 수주팔봉
**문주리층**은 충주시 대소원면 문주리에서 그 명칭이 유래된 지층으로 황강리층과 향산리 돌로마이트질 석회암층 및 대향산 규암층 분포 지역 사이에서 대소원면 문주리을 중심으로 넓은 분포를 보인다. 하위의 황강리층을 정합으로 덮으며 지층의 편리의 주향은 북동 30~50°및 북동 60~70°, 경사는 북서 50~60°가 일반적이다.

### 명오리층
**명오리층**은 충주시 동량면 명오리에서 이름이 유래되었으며, 북노리층 분포지역 바로 북서쪽에서 북노리층과 같이 북동 방향으로 분포하는 지층이다. 하부의 북노리층과 상부의 황강리층과는 정합적 관계에 있으며 암회색 내지 녹회색을 띠고 편리의 발달이 양호한 부분을 갖는다. 본 층의 지배적인 편리의 주향과 경사는 북동 60° 및 남동 70°이다.

### 북노리층
**북노리층**은 옥천 누층군 최하부의 기저층이며 제천시 한수면 북노리에서 그 명칭이 유래되었다. 수안보면 온천리 북부 적보산의 북측 사면을 따라 그리고 살미면 신당리의 악어봉과 대미산을 중심으로 북동-남서 방향으로 분포한다. 적보산의 지층은 암회색 석회질인 함력(含礫)천매암으로 구성되며 주향과 경사는 북동 60°및 남동 70°이다.

### 서창리층
**서창리층**은 고운리층을 부정합으로 덮고 암회색 천매암으로 구성되며 충주시 남동부의 수안보면 온천리 일대에 분포한다. 온천리-수회리 경계 지역에서 황강리층과 단층으로 접촉하며 본 층의 엽리의 주향과 경사는 북동 54/75°와 남동 70° 이 지배적이다.

### 향산리 돌로마이트질 석회암층과 충주 활옥동굴
향산리 돌로마이트질 석회암층(Hyangsanri Dolomitic limestome Foramtion) 또는 향산리 돌로마이트층은 충주시 종민동에서 목벌동과 살미면 향산리를 지나 대소원면 매현리까지, 계명산층의 남동부를 따라 좁고 길게 분포하는 지층이다. 하부의 계명산층을 정합으로 덮으며 백색 내지 회백색의 돌로마이트질 석회암 지층이다. 종민동 남동부와 살미면 재오개리에서 각각 동-서 및 서북서-동남동 주향의 주향 이동 단층에 의해 250~450 m 정도 수평 변위된다. 살미면 향산리와 직동 지역에서 이 지층의 주향과 경사는 북동 60~70°및 북서 50~60°이다. 종민동 지역에서는 주향이 남-북에 서쪽으로 경사한다. 이 지층 중에 **충주 활옥동굴**이 발달한다.

### 황강리층
**황강리층**은 지금은 수몰된 제천시 한수면 황강리 마을에서 그 명칭이 유래된 지층으로 명오리층 분포 지역 북서부인 살미면 중부와 수안보면 수회리 일대 그리고 충주호와 동량면 지동리 서부에 이르기까지 넓은 분포를 보인다. 전 층이 암회색 함력(含礫)천매암질암으로 구성되어 있으며 괴산군-살미면-수안보면 경계 지역에서 중생대의 화강반암에 의해 관입당하였다.(→따라서 중생대 혹은 그 이전의 지층임을 알 수 있다.) 본 지층 내에는 크고 작은 습곡 구조가 발달되며 특히 살미면 설운리의 북동 방향의 배사축을 중심으로 북측은 북서 40~45°, 남측은 남동 50~60°의 경사를 가진다. 주향은 대체로 북동 방향이다.

### 중부내륙선 철도
윤기원(2022)은 중부내륙선 철도가 통과하는 지역(충주역 이남)에서의 지질과 이에 따른 통과 방안을 연구하였다. 철도가 건설되는 지역에는 중생대 화강암 및 화강반암과 옥천 누층군 계명산층, 향산리 돌로마이트질 석회암층, 문주리층, 황강리층이 분포하며 계명산층, 향산리 돌로마이트질 석회암층, 문주리층의 경계는 충상단층이다. 시추조사 결과 단층파쇄대와 석회암 공동(空洞)이 발견되었으며 계명산층 및 문주리층 구간에 석회암이 일부 협재되어 지하 공동 발생 가능성을 확인하였다. 옥천 누층군에 협재된 천매암은 절리가 발달해 굴진 방향에 따라 암반 붕락의 위험이 있는데, 터널 굴진 방향과 지층의 층리가 경사하는 방향이 반대인 역경사방향의 경우 불안정하므로, 터널 통과구간 내 주요 절리의 방향을 검토하여 안정성을 위해 굴진 방향을 경사와 일치하는 방향으로 결정하였다. 철도 터널 통과구간과 인접하여 우라늄 광상이 위치한 것이 확인되어 라돈 가스의 유입을 방지하기 위한 밀폐형 뚜껑 설치를

## 중생대 관입 화강암
중생대에 관입한 화강암류는 충주시 시내 지역과 북서부지역에 넓게 분포하고 옥천계 퇴적암 분포지역을 국소적으로 관입하고 있다.

### 흑운모 화강암
**경상계 불국사층군 흑운모 화강암**(Kbgr; biotite granite)은 충주시 시내 동부지역(충주분지)과 대소원면, 노은면, 중앙탑면, 양성면, 소태면, 엄정면 일대에 광범위하게 분포하며 주로 저반(底盤)을 형성하고 있다. 주 구성 광물은 흑운모, 석영, 사장석이다.

### 백운모 화강암
**경상계 불국사층군 백운모 화강암**(Kmgr; muscovite granite)은 동량면 서운리를 중심으로 암주(巖柱) 형태로 조선 누층군 석회암, 각섬석, 옥천 누층군 황강리층을 관입하고 있다. 본 암은 중립-조립질으로 흑운모가 안 보인다.

### 화강반암
**경상계 불국사층군 화강반암**(Kgp)은 수안보면 수회리와 살미면 문강리의 경계선을 따라 옥천계 황강리층을 관입하고 있다. 주 구성 광물은 각섬석, 석영, 사장석이다.

## 단층
충주시에는 대규모의 단층은 없고 중, 소규모의 단층만 분포한다.

### 하천 단층
**하천(荷川) 단층**은 동량면 하천리를 중심으로 남-북 주향을 가지는 경사 단층이다. 옥천 누층군의 황강리층과 서창리층을 절단하고 있다.

### 인등산 단층
**인등산 단층**은 인등산 동측에서 남-북 주향을 가지는 단층이다.

### 세곡 단층
세곡 단층은 살미면 신당리의 세곡 마을을 북동 40°주향으로 지나는 수직 단층으로 제천시 한수면 서창리에서 대미산(680.8 m)과 적보산 부근을 지나 괴산군 장연면으로 이어진다.

### 포탄리 단층
포탄리 단층(浦灘理 側傍摺動斷層)은 동량면 포탄리를 지나는 북서 80°및 85°방향으로 평행하게 발달하는 2조의 단층으로 대향산 규암층에서 약 250 m의 슬립(slip)차가 확인된다.

### 사기리 단층
사기리 스러스트 단층은 동량면 사기리를 중심으로 북동-남서 주향으로 발달하며 단층면이 북쪽으로 50°경사하고 북측이 상승, 남측이 하강한 역단층이다.

### 기타
살미면 재오개리에는 항산리 돌로마이트질 석회암과 대향산 규암을 수평 변위시키는 서북서 주향의 소규모 단층이 있다.

## 광산과 지하 자원
충주시에 분포하는 광상(鑛床)은 주로 철 광상이며 이 외에 희토류, 활석, 중정석, 구리, 형석, 등이 있다. 철과 희토류 광상은 계명산층 내에 존재하며 초기 퇴적물 기원(primary sedimentary origin)의 광층이 변질작용에 의해 생성된 변성 광상으로 보이며 품위(品位)는 20~45%가 일반적이다. 활석 광상은 향산리 돌로마이트질 석회암층 내에 있으며 화성암의 관입에 의해 형성된 열수교대광상이다. 옥천 누층군 내 발달하는 활석 광상의 모암(母巖)은 돌로마이트 지층이며 광상화되기 전의 원암(原巖)은 돌로마이트질 석회암이다.

### 삼덕 몰리브데넘 광상
삼덕 몰리브데넘 광상은 충주시 수안보면 안탈골 일대에 있는 황강리 광화대의 광상(鑛床)이다. 광상 일대의 지질은 고생대 오르도비스기 화전리층을 기저로 하여 고운리층, 서창리층, 이원리층, 황강리층 순서로 오고 백악기 우백질 반상화강암 및 화강반암이 관입했다. 이 광상은 1938년 조선광업진흥주식회사에서 구리, 아연, 텅스텐 및 몰리브데넘의 광종으로 등록하여 50톤 규모의 선광장을 설치하여 1941년부터 1945년까지 약 190,000 kg의 휘수연석(輝水鉛石; 몰리브데넘 황화물)을 생산하였다. 그 후 1952년 계광순이 월 600 kg 정도의 휘수연정광을 생산하였으나 1995년 등록이 소멸되었다. 이 광상은 서창리층 내에 발달한 남-북 방향의 열극대를 따라 충진한 3개의 석영맥으로 구성된 광상으로 석영맥의 폭은 0.05~0.3 m 정도로 팽축이 심하고 석영맥의 연장성은 약 400 m 정도이다. 이 광상에서는 삼덕항, 본항, 노두항(상일항), 대곡상항 및 대곡본항이 개설되어 광석을 채굴하였으며 상부의 석영맥에는 주로 황동석과 철망간중석이 풍부했으나 하부의 석영맥에서는 황철석, 철망간중석 및 휘수연석이 풍부하게 산출되었다. 1977년 시추 결과 화강암 내에서도 몰리브데넘을 함유한 석영맥이 산출되어 백악기 이후 몰리브데넘 광화작용이 있었음을 지시한다. 산출 광물은 석영, 형석, 백색 운모, 흑운모, 인회석, 모나자이트, 금홍석, 티탄철광, 휘수연석, 황동석, 철-마그네슘-망가니즈 산화물 및 철 산화물 등이다.

## 충주시의 온천

### 수안보온천
수안보온천 일대의 지질은 옥천 누층군 서창리층의 천매암 지층으로 구성된다. 수안보온천의 수온은 53°C, 1일 채수량은 4,800t이며 지하 250 m에서 용출되는 수소이온농도 8.14~8.27의 약알칼리성 온천이다. 수안보온천 일대에는 동-서 및 북서-남동 주향의 고각 단층이 2개 교차하며 일대의 암석은 심하게 파쇄되어 있고 열수의 유동에 중요한 역할을 한다. 라돈-222 함량은 지역 지하수가 210~7930 pCi/L, 온천수가 190~340 pCi/L, 라듐-226 함량은 지역 지하수가 0.25~0.42 pCi/L, 온천수가 0.29~0.32 pCi/L이다. 온천수는 심하게 파쇄된 천매암 지층에서 나오나 천매암층은 다만 통로의 역할만을 할 뿐 주요 온천수 대수층은 화강암 저반 내에 깊은 곳까지 발달한 정단층으로 추정된다.

### 앙성온천
앙성온천은 충주시 앙성면 돈산리와 능암리 일대에 발달하는 돈산온천, 앙성탄산온천, 능암온천 등을 지칭한다. 이 지역에는 1990년대부터 탄산 온천들이 개발되어 왔다. 남측의 보련산에서 탄산천 방향의 산줄기를 따라 과거에 텅스텐-몰리브데넘 광산이 개발되었으며, 온천공의 심도는 500~1,000 m 범위이다. 이 지역의 지질은 고원생대 편마암류, 쥐라기 화강암과 백악기의 산성, 중성암맥 및 석영반암맥이 분포한다. 또한 앙성천을 따라 우수향 주향 이동 단층이 발달하며 문상호 외(2022)에 의해 '앙성 단층'으로 명명되었다. 음성군 감곡면 문촌리 일대에서 관찰된 이 단층은 수 미터 폭의 단층비지대와 단층각력대로 이루어진 고각의 단층대를 형성하며, 인접한 모암에 형성된 단층손상대의 폭은 수십 미터이다. 우수향으로 변위된 편마암과 화강암의 경계를 기준으로 측정된 이 단층의 수평 변위량은 최소 400 m 이상이다. 이 단층을 형성시킨 변형작용은 상기한 백악기 암맥류 또는 광맥을 배태시킨 단열대의 형성과 시공간적 및 운동학적으로 밀접한 관련이 있을 것으로 추정되며, 이 지역의 지하수 유동에도 상당한 영향을 준 것으로 해석된다. 탄산온천공들은 모두 중생대 쥐라기 화강암체 내에 분포하며, 서북서-동남동 방향의 앙성 단층과 북북동-남남서 방향의 단층이 만나는 지점에 위치하는 특징을 보인다. 탄산온천의 이산화탄소는 텅스텐-몰리브데넘 광화대에서 유래된 것으로 추정된다.