경상 분지

경상 분지는 한반도 남동부의 경상도 지역에 분포하는 국내 최대의 백악기 퇴적분지이다.
개요.
경상 분지는 중생대 백악기 호수에서 형성된 육성(陸性) 퇴적분지로서, 두께가 9~10km에 달하는 퇴적층 경상 누층군 및 이를 관입하는 불국사 화강암 등으로 구성되어 있다. 지리적으로는 영남 지방 대부분과 호남 지방의 일부분을 포함한다.경상 분지가 퇴적된 호수는 공룡들에게 좋은 서식지였기 때문에, 퇴적층 내에는 경남 고성 덕명리, 울산 천전리 공룡발자국 등과 같은 공룡의 화석이 다수 분포한다.
구성.
경상 분지는 호수 환경에서 형성된 육성(陸成) 퇴적암 '경상 누층군', 즉 서부의 '신동층군', 중부의 '하양층군', 남동부의 '유천층군', 그리고 이들을 관입하는 불국사 화강암으로 구성되어 있다.
경상 분지 퇴적층은 최초에 낙동통(=층군), 신라통, 불국사통으로 분류되었으나, 이후 화산쇄설물의 포함 정도를 근거로 하여 신동층군, 하양층군, 유천층군으로 재분류되었다. 이 과정에서 원래 낙동통에 속해있던 낙동층, 하산동층, 진주층이 신동층군으로 정해지고, 그 상부의 퇴적층은 하양층군으로 정해졌다.
경상 누층군 신동층군.
경상 누층군의 최하부 지층이자 경상 분지 서부에 위치한 신동층군은 약 20km의 폭으로, 남해에서 안동 단층까지 남북으로 길게 발달되어 있으며 하부에서부터 낙동층, 하산동층, 진주층(=동명층, 최상부 지층)으로 구분되어 그 총 두께는 2,300m에 달한다. 경상분지 발달 초기에 영남 지괴와 접한 분지의 서쪽 가장자리를 따라 부정합 관계로 신동층군이 퇴적되었으며 화산 물질을 거의 포함하지 않는다.
낙동층 (연화동층).
낙동층(Knnk; Kyeongsang supergroup nakdong group nakdong formation, 洛東層) 또는 연화동층(Knnk; Kyeongsang supergroup nakdong group yeonhwadong formation, 蓮花洞層)은 경상 누층군 최하부의 신동층군 중에서도 가장 아래쪽의 지층으로, 편마암 복합체를 부정합으로 덮고 있다. 경상 분지 가장 서쪽에서 상주시 사벌국면부터 광양시에 이르기까지 분포한다.
하산동층.
하산동층(Knh; Kyeongsang supergroup nakdong group hasandong formation, 霞山洞層)은 신동층군 낙동층 상위의 지층이며, 의성군 다인면에서 하동군에 이르기까지 분포한다.
진주층 (동명층).
진주층(Knj/Ksj/Kji; Kyeongsang supergroup nakdong/sindong group jinju formation, 晋州層) 또는 동명층(Kdm; Kyeongsang supergroup nakdong group dongmyeong formation)은 신동층군의 최상부 지층으로, 서쪽의 낙동층, 하산동층과 평행하게 안동시 서부에서 진주시까지 이어져 분포한다. 진주층은 경상누층군의 지층 중 체구(體軀)화석의 산출이 가장 많은 지층으로, 다양한 종류의 무척추동물화석과 척추동물화석(어류와 공룡)의 산출이 보고되었으며, 근래에는 공룡과 익룡, 파충류, 양서류, 포유류 등의 다양한 척추동물발자국과 무척추동물 생흔화석 등이 보고되었다. 이와 함께 여러 종류의 겉씨식물 잎화석이 진주층에서 산출한다. 진주층의 두께는 경상남도 진주시 지역에서 가장 두껍게 나타난다.
경상 누층군 하양층군.
경상 분지의 중부 층군으로, 화성쇄설물을 함유하고, 대구, 영천지역을 중심으로 남북으로 분포하며 일직층, 후평동층, 점곡층, 사곡층, 칠곡층, 함안층(=대구층), 신라역암층, 반야월층, 진동층(최상부 지층) 등으로 구성된다. 이들의 두께는 1~5km에 달한다.
일직층.
일직층(Khil; Kyeongsang supergroup Hayang group iljik formation, 一直層)은 하양층군의 최하부 지층으로, 군위군 부계면에서 의성군과 안동시 일직면을 지나 풍천면까지 길게 분포한다. 의성군 서부 지역에서 암상에 근거하여 하부, 중부, 상부로 나누어진다. 하부는 130m, 사암, 셰일, 역암으로 구성되며, 중부는 70m, 암회색 셰일, 세립질 사암, 석회암으로 구성되어 있다. 상부층은 200m로 사암과 셰일의 호층이다. 일직층은 호수 주변에 위치하고 있던 하천환경에서 하도 측방 이동과 유량 변화에 따른 퇴적작용의 결과로서 형성되었다고 해석된다.
후평동층.
후평동층(Khhu; Kyeongsang supergroup Hayang group Hupyeongdong formation, 後坪洞層)은 일직층 상부의 지층으로, 군위군 부계면에서 의성군 우보면과 의성읍, 단촌면을 지나 안동 단층 바로 남쪽 남선면 외하리 부근까지 이어진다. 후평동층은 호수 수위가 시기별로 상승 또는 하강하는 호수환경에서 비교적 느리게 퇴적되었다고 해석된다.
점곡층.
점곡층(Khjg; Kyeongsang supergroup Hayang group jeomgok formation, 點谷層)은 후평동층 상부의 지층으로, 점곡면에서 이름이 유래되었다. 점곡층 하부와 중부는 유량과 유속의 증가로 인해 하도 주변의 미고결된 세립의 퇴적물들이 입도가 굵은 층 내에 보존된 것으로 생각되며, 사질퇴적물들이 측방 또는 하류방향으로 이동하고, 유량증가로 인하여 판상류에 의해 퇴적되었을 것으로 생각된다. 점곡층 상부는 하도의 주변에 형성된 환원성 호수환경에서 퇴적되었을 것으로 해석된다.
사곡층.
사곡층(Khsg; Kyeongsang supergroup Hayang group sagok formation, 舍谷層)은 점곡층 상부의 지층으로, 청송군 현동면에서 의성군 사곡면에 이르기까지 분포하며 Chang (1975)에 의해 명명되었다. 하부는 점곡층의 응회암이 끝나고 붉은색의 세립질 퇴적암이 나타나기 시작하는 부분이며 상한(上限)은 구산동응회암의 직하위로서, 그 두께는 군위지역에서는 2,000 m에 달하고 남쪽으로 가면서 점차 감소하여 의성 탑리 지역에서는 250 m에 이른다. 사곡층의 주 구성 암석은 붉은색의 이암, 실트스톤 및 녹회색 사암이며, 중부에서는 응회질 사암이 협재된다. 사곡층의 하부는 붉은색의 사암과 셰일층으로 구성되고 붉은색층을 포함하며, 중부 역시 셰일과 사암이 주를 이루나 회색 내지 암회색층이 많이 협재하고 식물화석이 산출된다. 상부의 대부분은 붉은색의 셰일과 사암으로 구성되며, 석회질 단괴의 발달이 거의 없는 붉은색의 이암이 우세하게 발달한다. 사곡층에서는 공룡 발자국 화석도 산출된다.
춘산층.
춘산층(Kncs; Kyeongsang supergroup nakdong group chunsan formation, 春山層)은 사곡층 상부의 지층으로, 신령도폭 지역 및 대구지역에서는 함안층의 최상부에 놓인다.
신양동층.
신양동층(Knsy; Kyeongsang supergroup nakdong group synyangdong formation)은 춘산층 상위의 지층으로, 구산동도폭 지역 내 춘산면 사미리와 효선리 북서부, 가음면 이리, 현리리 등지에 소규모로 분포한다. 특히 사미리에서는 춘산층과 유천층군 화산암류 사이에 암회색의 세립암층으로 놓여 있다. 주로 암회색 셰일로 구성되며 사암을 협재한다. 사미리 북서방 1 km 지점에 분포하는 본 층은 두께 약 140 m이며 흑색 내지 암회색 셰일이 대부분이고 세립사암층이 협재된다. 최상부에는 암회색셰일과 자색(赭色) 셰일이 두께 7 m의 호층(互層)을 이루고 있다. 하부의 경계는 자색을 띠는 춘산층에서 암회색을 띠는 신양동층으로 갑자기 암색이 변해 둘을 구별할 수 있다.
반야월층.
반야월층(Ksbw; Kyeongsang supergroup nakdong group banyawol formation)은 함안층 상위의 지층이다.
대구층.
대구층(Kt/Ksd; Kyeongsang supergroup sila group Taegu/Daegu formation, 大邱層)은 대구광역시를 중심으로 그 동부인 영천시, 경주시 등지에 넓게 분포하는 지층이다. 이 도폭은 1928년 대구, 영천, 경주도폭에서 정의 되었으며 다테이와 이와오(立岩巖)는 1929년 경주도폭과 영천도폭에서 채약산 빈암층을 기준으로 그 상·하위의 지층을 각각 건천리층과 대구층으로 구분하였다. (아래쪽의 경상 누층군 지층 대비표를 참조할 것.)
자인층.
자인층(Kja; Kyeongsang supergroup hayang/sila group jain formation)은 경산시 자인면을 중심으로 분포하는 지층이다. 경산시 일대에서 상당수의 노두가 관찰된다.
건천리층.
건천리층(Ksst, Kks; Kyeongsang supergroup sila group keoncheonli formation)은 채약산 분암층 상위의 지층(아래쪽 지층대비표를 참고)으로, 경주시 건천읍을 중심으로 분포하는 지층이다.
울련산층.
울련산층(Ku; Kyeongsang supergroup nakdong/hayang group ulryeonsan formation, 蔚蓮山層)은 영남 지괴와 맞닿는 경상 분지의 북쪽 끝 지역, 봉화군 재산면 현동리와 북부 동면리 일대 그리고 영양군 일월면 용화리에서 수비면 발리리 북부와 수하리 남부, 본신리, 울진군 온정면 선구리 그리고 온정면 광품리와 평해읍 학곡리에 이르기까지 띄엄띄엄 분포한다.
동화지층.
동화지층(Kd; Kyeongsang supergroup nakdong/hayang group donghwaji formation, 東花峙層)은 안동시 동부 지역에 일직층, 점곡층, 사곡층 같은 하양층군의 다른 지층과는 떨어져 독립적으로 분포하는 지층이다. 중평동도폭(1970)에서 낙동층, 연화동층에 대비되는 것이라 하였으나 확실치 않다. 지질도 상으로 영양군 수비면에서 나타나기 시작하여 일월산과 봉화군 재산면 동면리를 지나 재산면 현동리에서 태곡 단층에 의해 변위되고, 청량산을 끼고 돌아 명호면 일대에서 주향이 동-서에서 (반시계방향으로) 북북서-남남동으로 바뀌어 도산면 태자리를 지나 예안면 태곡리에서 태곡 단층에 의해 한번 더 변위된다. 이후 예안면 미질리에서 남동으로 연장되어 임동면 중평리를 지나 청송군 진보면 부곡리까지 길게 이어진다.
가송동층.
가송동층(Kg; Kyeongsang supergroup nakdong group gasongdong formation, 佳松洞層)은 동화지층(Kd) 상위의 지층이다. 하위의 동화지층과 비슷하게 안동시 동부와 청량산 주위에 좁고 길게 분포한다.
청량산층.
청량산층(Kcho, Kchc; Kyeongsang supergroup sila group cheongnyangsan formation, 淸凉山層)은 가송동층 상위의 지층이다. 영양군과 그 주변에 위로 굽은 말굽자석 모양으로 발달한다. 대개 하부의 청량산층(Kchc; Kyeongsang supergroup sila group cheongnyangsan formation under cheongnyangsan member)과 상부의 오십봉층(Kchc; Kyeongsang supergroup sila group cheongnyangsan formation upper oshib-peak member)으로 나누어진다.
도계동층.
도계동층(Kt; Kyeongsang supergroup sila group dogyedong formation, 道溪洞層)은 영양군의 대부분을 차지하여 비교적 넓게 분포하는 지층이다.
칠곡층.
칠곡층(Kcg/Knc; Kyeongsang supergroup hayang group cilgok formation, 漆谷層)은 팔공산 관입 화강암체에 묻혀 사라진 일직층을 대신하여 팔공산-대구 이남 지역에서 하양층군의 최하위 층군을 이루고 있다.
신라역암층.
신라역암층(Ksg; Kyeongsang supergroup sila group conglomerate formation, 新羅礫巖層)은 하양층군내 칠곡층과 함안층사이의 퇴적층으로, 주로 화산암력들로 구성되어 있다. 이중 화산암력은 현무암, 안산암 및 조면암 등으로 구성되어 있으며, 그 밖에 편마암, 규암, 화강암, 셰일 등 여러 종류의 역들로 구성되어 있다. 왼쪽의 진주층, 오른쪽의 함안층과 거의 평행하게 경상남도 사천시까지 북북동 주향으로 발달한다.
신라 역암층의 화산역암에 대한 전암 K-Ar 연대측정 결과는 7200만~8500만년, 각섬석에 대한 40Ar/39Ar 연대측정 결과는 약 1억 1300만년 전 (113.4±2.4 Ma 및 113.6±4.7 Ma)을 나타낸다. 전암의 K-Ar 연대가 각섬석의 40Ar/39Ar 연대에 비해 젊은 연대를 보이는 것은 풍화에 의한 변질의 영향이거나 후기의 열적 교란에 의해 영향을 받은 것으로 추정된다.
함안층.
함안층(Kha/Ksh/Ksha; Kyeongsang supergroup hayang/sila group haman formation, 咸安層)은 하양층군의 상부에 해당하며 암층서적으로, 하위에 있는 신라역암의 조립 내지 중립 역질 사암이 끝나고 붉은색의 이암과 얇은 층의 판상 사암 내지 실트스톤이 나타나기 시작하는 층준부터 상위에 있는 진동층의 암회색 내지 흑색 이암이 나타나기 시작하는 층준까지 설정되어 있다. 칠곡층, 신라역암층과 달리 팔공산 이북 지역에도 분포한다.
함안층의 퇴적 시작 시기는 신라 역암층에 포함된 화산력들의 40Ar/39Ar 연대인 1억 1300만년보다는 나중에 시작된 신라 역암층의 퇴적 이후로 보며, 퇴적 종료 시기는 구산동 응회암이 분출한 9600만~9700만 년 전의 시기로 설정할 수 있다.
함안층/진동층 경계.
구산동 응회암층은 층서적으로 볼 때 함안층과 진동층의 경계와 거의 일치하기 때문에 구산동 응회암의 생성시기는 함안층과 진동층의 경계시기와 거의 일치한다고 볼 수 있다. 구산동 응회암에 대한 절대 연령 측정 결과는 대략 9600만~9700만 년 전으로 추정된다.
진동층.
진동층(Kjd; Kyeongsang supergroup hayang/sila group jindong formation, 鎭東層)은 함안층 상위의 지층이다. 진동층의 퇴적시기는 함안층/진동층의 경계인 9600만~9700만 년 전 시작되었으며, 상한은 활발한 화산활동이 시작되는 유천층군의 생성시기까지로 설정할 수 있다. 여러 연구들을 종합하여 볼 때, 진동층의 퇴적은 약 8천만년 전까지 지속되었을 것이며, 약 1500만년 동안 지속되었다.
경상 누층군 유천층군.
경상 누층군의 최상부 지층으로, 하부의 하양, 신동층군과 경사 부정합 관계이며 주로 경상남도 동부 및 남해안 지역에 분포한다. 화성 쇄설물과 화산암류를 포함하고 있으며그 두께는 2,000m에 달한다.
지체 구조 경계.
경상 분지는 육지 부분만 보자면 영남 지괴에 둘러싸여 있다. 북부는 울진군 평해읍, 영양군 수비면, 청량산 일대, 안동시 임하호와 풍산면 경북도청, 예천군 풍양면을 잇는 선이 경계이며, 서부는 상주시 낙동면, 구미시, 성주군 동부, 고령군, 합천군, 진주시 서부를 잇는 선을 경계로 한다.
지괴 구분.
경상 분지는 지구조적으로 북에서부터 밀양, 의성, 영양 지괴(소분지) 등으로 구분되기도 한다.
영양지괴와 의성지괴의 경계는 안동 단층계, 의성지괴와 밀양지괴는 팔공산 단층에 의해 구분된다.
화석.
한국의 영남 지방 및 경상도 지역의 대부분을 차지하는 경상 분지에서는 해성층의 결여로 암모나이트 같은 세계적인 표준 화석이 산출되지 않아 시대 결정에 어려움이 많지만, 경상 누층군 상에 무수히 분포하는 공룡 발자국 화석 외에 이매패류(二枚貝類), 복족류(腹足類), 파충류의 이빨, 어류와 곤충, 식물 화석 등 다양한 종류의 화석이 산출된다. 화석은 대부분이 경상남도 남해안 일대 및 경상북도 군위군 효령면을 중심으로 하는 경상도 중부지방에서 많이 산출된다. 담수 생물의 화석과 공룡 화석의 산출은 경상 분지가 육성층 또는 호성층(湖成層)임을 지시한다.
공룡 발자국 화석.
아래 표는 경상 누층군 상에서 산출되는 공룡 관련 화석의 목록이다. 자세한 내용은 각 문서를 참조할 것.
이매패류.
경상 누층군은 육성층 또는 호성층이기 때문에, 여기서 산출되는 이매패 화석은 담수조개에 한정된다. 경북 의성, 전남 광양시, 하동 등에서 중생대 이매패류 화석이 발견되었으며, 지금까지 묘곡층과 경상 누층군에서 발견된 이매패류 화석을 모두 열거하면 다음과 같다.
복족류.
경상도에서 산출되는 담수성 복족류 화석은 군위, 의성, 하동, 영천 등지에서 산출된다. 경상 분지에서 산출되는 복족류 화석은 "Brotiopsis, Viviparus, Siragimelania"의 3가지가 잘 알려져 있다. 하산동층에서 알려진 "Brotiopsis" 종으로는 "B. wakinoensis" (Kobayashi and Suzuki, 1936), "B. wakinownsis" (Kobayashi and Suzuki, 1936) 등이 있다. "Viviparus"는 경상 누층군의 여러 지층에서 가장 흔하게 산출되는 종류이다. 묘곡층에서는 "V. cf. onogoensis"가 알려졌으며 연화동층과 하산동층에서는 "V. keisyoensis"가 자주 발견된다. "Siragimelania"은 송내동층과 건천리층에서 많이 산출된다. 특히 경북 영천 북안면 백안동 산지가 잘 알려져 있다.
연체동물.
경상 누층군에서는 다음과 같은 연체동물 화석이 발견되었다. 이들 화석에 의하면 경상 누층군의 지질시대는 백악기 전기의 Aptian-Albian에 해당하는 것으로 보인다.
단층.
한반도 경상 분지 내에는 양산 단층, 가음 단층, 안동 단층 등 다수의 단층이 분포하고 있으며, 이들은 불국사 변동으로 생성되었다고 여겨진다.
양산 단층대.
양산 단층은 경상 분지 남동쪽에 존재하는 최대의 단층이며, 연장이 200km에 달한다. 주변의 모량, 동래, 일광 단층과 함께 양산 단층대를 형성하고 있다.
가음 단층대.
경상북도 의성군 일대에는 가음 단층을 위시한 소규모의 자잘한 단층들이 분포한다.
안동 단층.
상주시에서 안동시 길안면을 거쳐 청송군으로 연결되는 동북동-동서-서남서 방향, 연장 70km 이상의 안동 단층은 주로 선캄브리아기 기반암으로 이루어진 영남 지괴와 경상 분지의 경계 단층임이 지질도에서 확인된다. 선캄브리아기 암석이 백악기 암석에 의해 스러스트(충상)된 고각의 역단층으로 보고되었다.
낙동 단층.
낙동 단층은 경상북도 예천군 지보면에서 김천시 감문면까지 북북동 방향으로 약 45km 이상 연장되는 주향 이동성 단층으로 기반암인 선캄브리아기 편마암, 쥐라기 화강암, 신동층군의 낙동층을 절단하고 있으며, 서북서 방향의 가음 단층계에 의해 절단된 선후관계를 보인다.
장대 단층.
장대 단층은 한반도 경상 분지내 경상남도 의령군, 함안군에서 창원시를 거쳐 김해시로 이어지는 서북서 방향의 단층으로, 김해시 장유면과 의령군 대의면의 앞 글자를 따 장대 단층으로 명명되고 있다.
단층의 노두.
다음 지역에서 단층의 노두가 관찰된다.
관련 기사.
"활성단층 지도 관련 예산 늘려야" - 주간경향, 2017.12.05일자 활성단층 연구팀의 1단계 조사 계획이 양산 단층, 울산 단층, 가음 단층계. 경상 분지 서/북부 등으로 나와 있다.
노두.
다음은 경상 누층군의 노두(outcrop) 사진이다. 지층 설명은 한국지질자원연구원의 5만 지질도에 따른다.