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이 당시 대중들의 의식 속에는 아직 혁명에 대한 인식이 불충분하고, 혁명운동가들도 대중 속에 혁명의 뿌리를 내리지 못하고 홀로 독주하는 경향이 강했다. 이에 따라 충분한 혁명자금이나 군사력도 없는 상태여서 베이징 정부의 위안스카이에게 굴복할 수 밖에 없었다.
1913년 9월에 혁명파는 완전히 괴멸당하고, 10월에 국회는 '공민단'이라 자칭하는 정치깡패 폭도들로부터 협박을 받는 가운데 위안스카이를 정식 대총통으로 선출했다. 곧 이어 위안스카이는 국민당 해산을 명하고 대총통의 권한을 대폭 강화한 '신약법'을 제정했다. 이로써 국회는 정원부족으로 자동적으로 무기휴회가 되면서 그 기능을 상실하게 되었고, 위안스카이의 독재체제가 성립되었다.
다음은 한반도와 부속 도서에서 발생한 지진에 대해서 서술한다. 대한민국에서 발생한 지진을 중심으로 설명한다.
유라시아판 내부에 위치한 한반도는 환태평양 지진대에서 떨어져 있어, 판의 경계부에 비해 상대적으로 지진이 덜 발생하는 편이다. 대한민국의 본격적인 지진 관측은 1978년에 시작되었으며, 연평균 35회의 지진이 발생하고 있다. 1978년 이래로 규모 5.0 이상의 지진만 10회가 발생했으며,그 이전에도 1936년 지리산, 1952년 평양의 지진 등 규모 5~6에 이르는 지진들이 발생해 왔다. 연도별 지진발생 횟수는 1999년 이후 증가한 경향을 보이나, 이는 지진 관측망의 확충과 지진 관측 기술의 발달에 따른 것으로 추정된다. 즉 과거보다 지진이 더 많이 발생하는 것이 아니라 이전에는 감지할 수 없었던 소규모의 지진들이 추가로 관측되어 지진 발생 횟수가 증가한 것처럼 보이는 것이다. 대규모 지진의 경우 긴 재발주기와 낮은 발생빈도를 보이는 지진 환경에 속하며 이는 큰 지진을 일으킬 수 있는 장대 단층의 운동에 필요한 응력축적을 위해선 수천~수만년의 시간이 소요되기 때문이다. 지진의 진원 깊이는 5~15km으로 얕은 편이다.
한반도가 속한 유라시아판 또는 아무르판은, 남부에서는 인도판이 밀어붙이고, 동부에서는 태평양판 및 필리핀판이 섭입하면서 이들 판의 운동에 의해 압축력(壓縮力)을 받고 있다. 그리고 그 압축력이 한반도에까지 영향을 미쳐 판의 내부 변형(internal deformation)이 일어나 한반도 내부에 존재하는 중생대에 형성된 단층에서 지진이 발생하게 된다.
지진과 단층.
여러 연구들을 통해 중생대에 형성된 한국의 단층들에서 지진이 발생함이 알려져 있다. 따라서 단층이 많은 지역에는 지진도 많다고 생각할 수 있으나, 김대영(2018)은 단층밀도가 높지만, 지진밀도가 낮게 나타나는 지역도 여러 곳에서 관찰된다는 점 그리고 그 반대의 경우(단층밀도는 낮은데 지진밀도는 높은 곳)도 있다는 점을 근거로, 지진 밀도와 단층선의 밀도는 상관관계가 높다고 할 수 없으며, 특히 한반도의 경우 지진 발생과 단층선의 발달과는 별다른 연관이 없다고 주장하기도 하였다. 실제로, 경주시나 평양시와 같이 지진 밀도가 높은 곳에서는 단층선의 밀도가 높은 곳도 있지만, 연천군과 한반도 북부지역은 단층밀도는 높은데 지진의 발생 횟수(지진밀도)는 낮으며, 서산에서 포항을 잇는 선은 지진이 빈번한 곳이지만 단층선은 일부 지역에서 높은 밀도를 보일 뿐 지진밀도와 같은 형태의 발달을 보이지는 않고 있다. 단층선은 공주시, 상주시, 의성군 등에서 부분적으로 다소 높은 밀도를 보이지만, 지진 밀도와 같은 형태의 발달을 보이지는 않는다.
그러나, 단층의 밀도가 높은 지역에서 지진 밀도가 낮다 할지라도, 혹은 단층의 밀도가 낮은 곳이라도 안심할 수는 없다. 2016년 경주 지진은 양산 단층대에서 발생하여 지진과 단층의 연관성이 한반도에서 최초로 규명된 바 있으며, 2007년의 오대산 지진은 단층 밀도가 그렇게 높지도 않은 평창군 북동부 오대산 지역에서 발생했다. 규모 4.7의 오대산 지진을 일으킨 진부 단층은 연장 20 km 에 불과한 소규모 단층이며 이미 1975년 오대산 지질 도폭에서 그 존재가 인지된 단층이다. 단층이 있는 지역에서는 대규모 지진이 발생할 가능성도 얼마든지 있다. 지진이 발생하는 원인은 대부분 기존에 존재하고 있던 활성단층이 재활동하는 것이지만, 한반도에서는 발생하는 대규모 지진의 발생 빈도가 상대적으로 낮기 때문에 특정 단층대와 지진의 연관성을 규명하는 것은 쉽지 않다.
또한, 한국에서 발생하는 지진은 넓은 지역에 걸쳐 일정한 규칙 없이 산만하게 발생하는 것처럼 보이지만 같은 장소에서 반복적으로 발생하는 경우가 많다. 즉 지진은 지하에 새로운 단층을 형성하면서 발생하기보다는 기존에 존재하는 단층면을 따라서 발생하는 것이 일반적이다. 따라서 과거 지진을 분석하고, 현재의 지진 현황을 파악함으로써 향후 발생할 수 있는 대규모 지진의 위치와 규모를 유추할 수 있다.
지질도와 지질도폭(geological sheet)에서 보고되지 않고 지하에 숨어 있는 단층도 문제가 될 수 있다. 규모 4.1의 2022년 괴산 지진의 경우 지표에 있는 단층과는 크게 연관성이 없으며 지하의 숨겨진 단층대에서 지진이 발생한 것으로 드러났다. 이러한 사실은 한반도에 지진 안전 지대는 없다는 사실을 시사한다.
제4기 단층.
현재까지 국내에서 기재된 제4기 단층들 중에서 직접적으로 계기 지진과 관련된 단층의 사례는 아직 보고된 바 없다. 지표 단층이 나타날 수 있는 지진의 규모는 6 이상이어야 한다. 역사지진 자료를 이용하여 추정된 지진규모는 이를 넘기도 하지만, 지진과 직접적으로 관련된 단층 운동은 기록되지 않았으며, 계기지진의 경우에 비교적 규모가 컸던 지리산 쌍계사 지진, 속리산 지진(1978), 1978년 홍성 지진의 경우에도 지진에 의한 지표에서의 단층 활동과 관련된 지표의 파열현상은 발견되지 않았다. 배대석 외(2009)은 단층과 지진 발생과의 관계를 알아보기 위해, 169개의 역사지진과 126개의 계기지진 자료를 이용하였다. 역사지진에서 보여주는 규모 5 이상의 지진과 단층과의 관계에서는 일부 진앙지가 양산 단층대에 위치하고 있지만 진앙지와 양산 단층대와 직접적으로 연관성을 찾기 어려웠으며, 계기지진도 양산 단층과의 유의미한 상관관계를 보이지 않았다. 따라서 한반도 동남부에 양산 단층대와 같은 제4기 단층들이 발견되고 있지만 실질적으로 역사 시대 이래 지진 발생에 의한 단층의 활동도를 평가할 때 지진 발생이 특정 단층과 직접적인 관계를 보여주기 보다는 오히려 배경지진의 특성으로 볼 수 있는 것처럼 분산된 양상을 보였다.
지진은 지각에 축적된 지구조적 응력이 단층의 운동을 통해 해소될 때 발생한다. 큰 규모의 지진은 대부분 새로운 단층을 형성하기보다는 기존에 발달한 단층을 따라 다시 재활하는 경우가 많으며, 이러한 이유로 현생 응력 조건에서 활동했던(=지진을 일으킨) 단층은 다시 동일한 지구조적 응력조건에서 재활할 가능성이 높다. 한반도는 지역에 따라 약간의 차이는 있지만, 제4기 단층의 기하와 운동학적 특성 및 수압파쇄(hydraulic fracturing) 결과 및 단층면해 연구 결과 등을 종합하면 현재 한반도는 동-서(E-W), 서북서-동남동(WNW-ESE) 내지 동북동-서남서(ENE-WSW) 방향으로 최대 주응력이 작용하는 것으로 해석되고 있다. 또한 다수의 고응력 및 구조발달사 연구들은 신생대 후기 마이오세부터 현재까지 거의 비슷한 조건이 유지되었을 가능성이 높은 것으로 판단하고 있다. 그 결과로 한반도에서 발생한 대부분의 지진이 주향 이동성 및 역단층성의 단층 면해를 나타내며 이는 지진을 유발시킨 단층이 주향이동 내지 역단층성 운동을 나타내는 것을 의미한다. 특히, 동해와 서해 연안에서 관찰되는 지진은 주로 역단층 운동에 의한 것이 우세하다. 동해안 일대에서 발생하는 역단층성 지진들은, 대륙 연변부에 발달한 기존 정단층이 동해가 생성될 때 동해가 닫히는 과정에서 태평양판이 유라시아판으로 섭입하며 발생한 압축 응력이 다시 발생되면서 역단층의 특성을 갖는 지진이 동해 연안에 발생하는 것으로 보인다. 다만 황해 및 황해도 지역과 일부 지역에서는 국부적으로 정단층성의 단층면해를 보이는 곳이 있다.
대표적인 예로, 2016년 경주 지진은 주향이동 단층의 운동, 2017년 포항 지진은 역단층성 우수향 주향이동단층으로 인한 것으로 분석되었다. 또한, 2020년 5월 11일 강원도 평강군에서 발생한 규모 3.8의 지진은 주향 이동 단층의 운동으로 인한 것으로 분석되었다. 그 전해 같은 지역에서 발생한 규모 3.5의 지진 역시 같은 것으로 나타났다. 해당 지역은 추가령 구조곡이 지나가는 지역이다. 그러나 2004년 9월 15일 서울특별시 남쪽 9km에서 발생한 지진은 면선각 -90도인 정단층 운동을 보였다.
2020년에 발생한 해남 군발 지진 당시 한국지질자원연구원은 보도자료에 "해남지진은 이 지역에 발달하고 있는 서북서-동남동 방향의 단층계에 속하는 단층의 좌수향 주향이동운동에 의해 발생한 것으로 한반도에 작용하는 지체응력(Tectonic Stress) 환경에 부합하는 현상으로 판단된다"라고 설명하였다.
한국의 활성단층에 대한 연구는 1980년대에 시작되었다. 80년대 초반까지도 원전 관련 시설을 제외하고는 이러한 활성 단층에 대한 중요성을 크게 인식하지 못하여 체계적이고 폭넓은 연구가 수행되지는 못하였다. 이러한 열악한 연구 여건에도 불구하고 원전시설은 극도의 안전성이 요구되기 때문에 부지의 선정과 평가 및 내진 설계를 위하여 원전 부지 주변에 대한 조사는 관련된 규정에 따라 수행되어 왔다. 특히 1970~2000년대까지는 우리나라의 경제 발전에 따른 전력수요 증가로 원전산업도 호황기를 누렸기 때문에, 발전소의 증설이 계속적으로 추진되었으며, 이러한 원전 관련 부지의 조사가 활성 단층에 대한 연구를 일부 가능하게 하였다. 원자력 발전소 주변의 활성 단층은 지진을 일으킬 가능성이 있기 때문에 다른 단층들보다 매우 위험하다고 할 수 있는데, 우리나라의 원전 부근에는 거의 다 활성단층이 존재한다. 현재 대한민국의 원자력 발전소 주변에서 보고된, 제4기에 활동한 활성 단층은 다음과 같다.
한울원자력발전소는 울진군 북면 덕천리에 소재하며, 주변에서 제4기에 활동한 마분동 단층과 검성동 단층이 보고된 바 있다. 영남 지괴에 속하는 울진군 지역은 대부분 선캄브리아기의 암석으로 구성되어 있긴 하지만 제4기에 활동했음이 확인된 매화 단층을 포함 10개 이상의 단층이 확인된 곳이다. 2004년 울진 해역 지진은 규모가 5.2에 달했다.
월성원자력발전소는 경주시 문무대왕면 봉길리에 소재하며, 이곳에서 불과 1.8 km 남쪽에 제4기 활성단층인 읍천 단층과 수렴 단층이 지나고 있다. 이들은 각각 경주시 양남면 읍천리와 수렴리를 중심으로 발달하는 소규모 단층이며 제4기 해안 단구층을 절단하고 있다.
고리원자력발전소는 부산광역시 장안읍 고리에 소재하며, 불과 5km 이내에 양산 단층대의 주요 단층 중 하나이며 일광읍을 중심으로 북북동 방향으로 발달하는 일광 단층이 지난다. 고리 원전에 가장 가까운 이 단층은 단층대 내 소규모 단층들이 노출되는 일부 지점에서 실시한 ESR 연대측정 결과 일광 단층과 그 주변 단층들의 최후기 운동 시기는 약 200~300만년 전 이후이며, 이 시기 이후에도 수 회의 단층 운동을 하였다. 즉, 약 50-60 만년의 주기로 제4기 단층 활동을 한 것으로 보고된 바 있다.
영광원자력발전소는 영광군 홍농읍 계마리에 소재하며, 인근에서 발견된 대규모의 단층이나 활성 단층은 아직까지 없다. 다만, 홍농읍에서 동쪽으로 10~30 km 떨어진 고창군 일대에는, 2001년 고창 지질도폭에 의해 화강암 분포지역 내에 정단층, 역단층 그리고 주향 이동 단층 운동 등의 다양한 움직임에 의한 단층(주향 북북동 내지 북북서)이 있다는 것이 보고되었고, 영광군 남동부 지역에는 영광군 염산면 서해안에서 불갑저수지를 지나 장성 분기점까지 이어지는 영광 단층이 지난다. 영광 단층은 원전에서 남쪽으로 약 22 km 떨어져 있다.
원자력 발전소는 지진에 대한 충분한 안전성이 요구되기 때문에 원전을 세울 때는 부지 주변 지역의 지질 구조나 단층 등을 정밀 조사한다. 이때 원전 부지 주변에 활동성 단층이 있는 경우에는 단층의 연장이나 부지로부터의 거리에 따라 원전에 미치는 영향을 평가하여 내진 설계에 반영하게 된다. 한국의 원전은 부지에서 예상되는 최대 지진과 충분한 여유도가 고려되어 큰 지진에도 견딜 수 있도록 내진 설계가 되어 있다. 실제로, 우리나라의 원전은 설계 시 과거의 지진 기록 등을 참고하여 지반가속도 0.2g를 채택한 내진 설계로, 리히터 규모 7도 견딜 수 있도록 설계되었다. 월성원자력발전소 1호기의 경우, 1643년 1월 울산 앞바다에서 발생한 역사 지진이 (원전에서) 75 km 떨어진 지점에서 발생한다는 가정과, 양산 단층에 의해 규모 6급 지진이 부지에서 22.5 km 떨어진 지점에서 발생한다는 가정 하에서, 지반가속도가 0.15g로 산출되었으나 실제 설계에는 지반가속도 0.2g가 적용되었다.
지진에 의해 댐이 무너진다면, 대량의 물이 강 주변 지역을 초토화 시키며 그 피해는 수백 km 떨어진 곳까지 이어지며 대규모의 피해를 일으킬 것이다. 따라서 댐 또한 원자력 발전소와 마찬가지로 지진에 대한 안전성이 요구된다. 한국의 댐에 내진 설계 기준이 도입된 것은 1993년으로, 그 이전에는 외국의 내진 기준을 차용하여 건설되었다. 1997년의 고베 지진 이후 강화된 내진 설계 기준에 따라 당시 K-water가 관리 중인 27개 전체 다목적댐 및 용수댐에 대해 내진 성능 평가를 실시한 결과, 27개 댐 모두 강화된 내진 기준에서 안전하다고 판명되었으며, 댐 설계시 적용된 지진 규모는 6.0 정도이지만, 성능 평가 결과 이보다 더 큰 규모의 지진에도 견딜 수 있을 것으로 추정된다. 그러나 한국의 댐은 아직까지 실제 지진에 의한 가시적인 피해를 경험해 본 적이 없기 때문에 실제 강진이 내습할 경우 어떤 피해가 발생할 지는 모른다. 한국수자원공사에서는 실시간 안전관리를 위해 충주댐과 안동댐 등 20개의 댐에 지진계를 설치하고 댐만을 전문적으로 감시하는 지진 감시시스템을 구축하여 운영하고 있다.
현재 K-water에서는 한반도에서 규모 4.0 이상의 지진이 발생하면 지진재난 위기대응 표준매뉴얼에 따라 작성된 K-water의 지진위기대응 실무매뉴얼에 따라 3시간 이내에 K-water가 관리 중인 모든 댐에 대한 현장 긴급 점검 및 6시간 이내 현장 확인 점검을 수행하고 국토교통부에 그 상황을 보고하도록 되어 있다. 예를 들어, 2013년 9월 11일에 발생한 지진은 전남 신안군 가거도 남남동쪽 60 km의 해역에서 발생하였으며, 진앙지로부터 상당히 떨어져 있는 평화의 댐(562.4 km), 달방댐(549.0 km), 소양강댐(534.4 km), 광동댐(529.8 km), 군남댐(526.2 km)에서는 지진이 감지되지 않았음에도 불구하고 현장 긴급 점검 및 확인 점검을 수행하였다. 현재 K-Water가 관리하는 전국 댐 32개 가운데 12개가 단층대 위에 건설됐으며, 12개 댐 중에서도 안동댐과 임하댐 등 9개 댐은 단층대가 댐의 기초를 통과하는 것으로 분석되었다.
1990년대 말 동강댐 건설을 추진할 당시에도 댐 건설 예정지 주변의 단층이 문제가 된 적 있다. 당시 전문가들의 지질조사에서 영월과 평창, 정선 일대에는 단층이 심하게 뒤틀리거나 기복이 심한곳이 많고 동강댐 건설 예정지에서 불과 300 m 떨어진 곳에 단층대가 지나가는 것이 확인되었다. 한나라당 김형오 의원은 "동강댐 건설 예정지인 영월, 평창, 태백, 정선지역의 지진발생은 78년 이후 18번이나 된다"며 안전성에 의문을 제기했다. 한양대학교 김소구 지진연구소장은 1404년부터 1998년까지 영월, 평창, 정선 등 영월 동강댐 예정지 인접 지역에서 규모 2.0 이상 242회, 4.0 이상 204회, 5.0 이상 135회, 6.0 이상 지진이 19회나 발생했다며 댐 건설 이후에도 지진이 일어날 가능성을 배제할 수 없는 곳이라고 지적했다. 또한 정선군 남면 문곡리 지역에 존재하는 단곡 단층도 문제가 되었다. 1999년 3월 강원대학교의 이희권 교수는 정선군 남면 문곡리 일대에 북북동-남남서 주향으로 발달하는 단곡 단층을 대상으로 ESR 연대측정을 실시하였는데 약 20만년전에 이곳 단층이 규모 5.0 이상으로 활동했음을 밝혀내었다. 이 지역은 동강댐 건설 예정지에서 불과 직선거리로 20 km 거리에 있으며 보통 제4기에 활동한 단층을 활성단층으로 규정하기 때문에 이희권 교수는 단곡 단층대가 가까운 과거에 활동을 계속 했다면 동강댐 건설 후보지도 지진의 가능성을 전혀 배제할 순 없다고 설명했다. 단층과 지진 문제 때문에 동강댐 건설이 백지화된 것은 아니었지만 만약 동강댐이 실제로 건설되었을 경우 지진 문제가 발생했을 수도 있었을 것이다.
안동 단층이 지나는 경상북도 안동시 지역은 학계의 우려 대상 중 하나이다. 이미 1970년 중평동 지질도폭에서 안동댐 위치 선정을 위한 기초 암반 조사를 위한 시추시 상당량의 파쇄(破碎) 코어(Core)가 채취되었고 편마암의 발달이 단절되었으며 하천의 이상 굴곡이 단층의 존재를 암시한다고 하여 용점산 단층이라는 이름으로 가상 단층이 설정되었다. 정확한 단층 길이는 조사되지 않았지만 안동댐은 폭 13 m, 임하댐은 폭 2 m의 단층이 지나가는 것으로 연구되었다. 실제로 지난 2010년 이후 안동 지역에서 발생한 규모 2.0 이상의 지진 7차례 가운데 6차례가 안동 임하댐 주변에서 발생한 것으로 나타났다.
충청북도 충주시의 충주댐의 경우, 1985년 준공 당시 규모 5.4의 지진까지 버틸 수 있도록 설계되어 있는 것으로 알려져 있다. 2016년 경주 지진이 규모 5.8이었음을 고려하면 충주댐도 안전하다고는 할 수 없는데, 대지진 발생으로 댐이 붕괴할 경우 가옥과 농지가 수몰되고 기존 하천의 범람도 예상된다. 정부는 이미 지진으로 인한 충주댐의 붕괴 시나리오를 만들었지만 확률상 희박한 시나리오를 공개할 경우 혼란과 재산권 침해를 야기할 수 있다며 비공개했다.
저수지 또한 제방의 붕괴에 대비해 내진 설계가 필요한 곳이다. 그러나 많은 저수지, 특히 경북 지역의 저수지 대부분은 1970년대 이전에 축조된 것으로 내진 설계가 되어 있지 않다. 2001년부터 농어촌공사가 관리하는 저수지는 총 저수량 50만㎥, 제방 높이 15 m 이상인 경우 내진설계를 하도록 하고 있다. 최근에 지진이 발생한 경주시와 포항시의 경우 내진 설계가 이루어진 저수지는 얼마 없는 것으로 드러났다. 특히 경주시 외동읍 사곡저수지의 경우 2016년 경주 지진으로 2 cm의 미세한 균열이 발생해 긴급 조치가 이뤄지기도 했다. 경북 지역에는 저수지 이외에도 안동댐 등 7곳의 다목적댐과 영천댐 등 3곳의 용수전용댐이 있다. 이들 10곳 댐 중 9곳은 규모 6.1~6.4의 지진에 견딜 수 있도록 설계되어 있다.
지진 발생 지역.
1978년 이후 대한민국에서의 지진은 'L'자형의 밀집현상을 보이고 있다. 한반도의 지진은 지체 구조와 연관되어 특정 지역에 집중하여 발생하는 경향이 있으며, 동해와 서해 해역, 평남 분지에 해당하는 평안남도와 황해도, 옥천 습곡대와 영남 육괴, 경상 분지에 해당하는 충청남도와 포항시를 잇는 선을 따라 진앙이 집중된다. 경상 분지 역시 지진 활동성이 강한 편이다. 동해에서는 해안선을 따라 남북으로 집중되는 경향을 보이며 서해도 지진이 활발한 편이다. 특히 동해와 서해에서는 육지에서 잘 발생하지 않는 규모 4 이상의 지진이 수시로(10년에 3~4회 정도) 발생한다. 반면 한반도 북부, 경기도 및 강원도 내륙 지역은 지진이 드물다. 그러나 지진활동이 (실제로도) 저조한 강원도에서 규모 4.8의 오대산 지진이 발생하는 등 내륙 지역에도 지속적으로 지진이 발생하고 있으며 한반도에도 다수의 단층이 존재하므로 우리나라 모든 지역이 지진에 대해 안전하다고는 할 수 없다.
한반도 지진의 진앙.
경재복(1993)은 한반도 남부의 지진분포가 뚜렷한 밀집 현상이나 대상 분포를 보이지 않으며, 지진 발생은 구조선의 밀집도가 높은곳, 특히 산악지대와 저지대의 인접지에서 많은 것으로 해석하였다. 김성균과 백장선(2000)은 한반도의 지진 활동을 공간분석기법을 통해 분석하여 지진 발생은 무작위적이지 않고 군집적인 분포를 가지고 있으며, 진앙 분포의 집중도는 역사 지진의 경우 수도권, 충남, 전북, 대구 지역에서 높게 나타나며 계기 지진의 경우 황해도-충남 앞바다-경북 내륙을 연결하는 L자 형태를 나타낸다고 하였다. 윤순옥 등(2001)은 한반도의 지진 발생 지역과 기반암과의 상관관계를 분석하였지만, 지진 발생 지역이 특정 기반암에 집중적으로 분포하지는 않고, 다만 경상 누층군이 분포하는 대구, 성주, 하양, 영천, 경주, 진보 등의 경상도 지역에서 지진 활동이 활발하다고 설명하였다. 박수진(2007)은 한반도에서 지진 규모는 공간적으로 무작위성에 가까운 분포를 보이는 반면, 진앙의 분포는 뚜렷한 공간적 밀집 현상을 보이고 있고, 평안남도와 황해도, 서산, 포항을 잇는 선을 따라 L자형의 밀집 분포를 보인다고 하였다. 김대영(2018)은 공간통계기법을 활용하여 한반도의 지진 발생이 L자 형태를 나타낸다는 것을 확인하였다. 이를 종합해보면 한반도의 진앙 분포는 밀집 현상을 보이고 있고, 평안남도와 황해도 그리고 한반도 남동부에서 서북서 방향으로 지진활동이 활발히 나타나는 L자 형태의 밀집 현상을 보이고 있다.
내륙.
동해나 서해 해역과 비교해 내륙에서는 중대형 지진이 덜 발생해는 편이다. 그러나 역사기록물에 따르면 한반도에는 많은 중대형 지진이 발생했음을 확인할 수 있다. 이러한 사실은 앞으로도 한반도에 중대형 지진이 발생할 가능성이 있음을 시사하며, 이러한 중대형 지진은 한반도와 같이 인구가 밀집한 지역에서는 경주 지진과 포항 지진처럼 많은 피해를 초래할 수 있다. 대표적인 예로 1936년의 지리산 쌍계사 지진(M=5.3), 1952년 평양-강서 지진(M=6.3), 1978년의 속리산 지진(M=5.2)과 1978년 홍성 지진(M=5.0), 1978년의 재령 지진(M=4.5), 1982년의 사리원 지진(M=4.5), 1996년 영월 지진(M=4.5), 1997년 경주 지진(M=4.2), 2001년의 안동 지진(M=4.0), 2007년의 오대산 지진(M=4.8), 2016년 경주 지진(M=5.8), 2017년 포항 지진(M=5.4), 2018년 포항 지진(M=4.6), 2019년의 상주 지진(M=3.9) 등이 있다.
이중 적어도 대한민국 육상에서 발생한 중대형 지진은 거의 다 단층 부근에서 발생했다. 지진의 진앙지에 근거해, 1978년의 속리산 지진과 1978년 홍성 지진은 각각 용유리 단층과 홍성 단층, 1996년 영월 지진은 단곡 단층, 1997년 경주 지진은 울산 단층, 2001년의 안동 지진은 안동 단층, 2007년의 오대산 지진은 진부 (월정사) 단층, 2016년의 경주 지진은 양산 단층, 2019년의 상주 지진은 북장사 단층 부근에서 발생했다. 이에 관해서는 한국의 지진 목록 문서를 참조할 것.
수도권과 경기 지괴.
수도권 지역은 타 지역에 비하면 지진의 규모와 빈도가 낮은 편이지만, 역사 문헌에는 과거 2000년간 수도권 일대에서 발생한 지진의 피해가 기록되어 있다. 서울에서는 기원후 27년 지진(진도 VIII)에 의해 가옥이 무너진 기록이 있으며, 89년 6월(음력)의 지진(진도 VIII-IX)에는 가옥이 무너지고 죽은 자가 많았다는 기록이 남아있다. 이후 조선시대 서울에는 1518년 6월 22일(음력 5월 15일) 큰 피해가 기록된 지진(진도 VIII-IX)이 발생한다. 기록에 의하면 경외(京外)의 땅이 4일 동안 크게 흔들려서 대궐 안의 담장이 넘어지고, 민가(民家)가 무너졌으며 발생 일에는 지진이 밤새도록 반복되었다고 기록되어 있다. 1613년 7월 16일의 지진(MMI=VIII)에 의해 큰 지진동과 소리가 있었으며, 가옥과 담장이 많이 무너졌고 경기도내 각 고을의 지붕의 기왓장이 모두 흔들렸다는 기록이 있다.
기원후 1세기에 서울에서 인명피해를 동반한 지진이 발생한 후 약 1400여 년간 큰 피해 지진이 발생하지 않는 휴지기가 이어지고, 그 후 1518년, 1613년에 다시 큰 지진이 발생하였다. 그 이후 현재까지 큰 피해 지진은 발생하지 않는 휴지기가 지속되고 있다. 이는 판 내부 지진의 경우 지진 발생이 불규칙한 특성을 지닌다 하더라도 서울 지역의 경우 피해 지진의 발생 간격이 1400년 이상 매우 길다는 것을 의미한다. 계기지진 관측은 1905년 이후 이루어지고 있지만 피해를 동반하는 규모 5 이상의 지진은 아직 발생한 바 없다. 최근에는 2010년 규모 3.0인 지진이 시흥 부근에서 발생하였으나 감진 영역이 상당히 넓어 수도권 주민들이 놀라는 일이 있었다.
특히 충청남도의 서북부에 해당하는 경기 지괴의 남서 부분은 한반도에서 지진 활동성이 가장 높은 곳들 중 하나이다. 이들 지역에서는 지진과 시니안 방향이 우세한 선구조(lineaments) 간의 상관관계가 존재하며, 높은 지진성은 추가령 단층(의 남단부) 및 공주 단층대와 연관되어 있다. 역사 지진 목록에 따르면 이 지역에서는 2회의 MMI IX 이상 지진을 포함한 144회의 역사 지진이 발생하였으며, 보다 최근에는 1978년 홍성 지진이 발생한 바 있다. 역사 지진의 진앙은 대부분 홍성군과 익산시, 강경읍, 공주시 인근에 위치한다. 이기화 외(1987)에 의하면 대부분의 응력 에너지가 경기 지괴의 서부와 남부의 북북동 방향의 단층들을 따라 방출되었으며 추가령 단층대 남부에 해당하는 이곳에서는 지진과 선구조(tectonic lineament) 간에 높은 상관관계를 보인다.(이기화 외는 홍성 단층도 추가령 단층대에 포함된다고 보았다.) 추가령 구조곡 북부의 지진 활동은 다소 낮은데 이 부분은 지진학적으로 오랜 기간 비활성으로 남아 (활성)단층의 특성을 상실한 것으로 추정된다.
1978년 규모 5.0 의 홍성 지진이 발생한 홍성군은 주목할 만한 지역이다. 이기화(1986)는 자기 조사(magnetic survey) 결과 홍성 지역에서 북동 68° 주향의 단층이 존재하고, 방사선 조사(radiometric survey) 결과 단층 부근에서 감마선의 강도가 급격히 증가함을 보여 이 단층이 지진학적으로 활발함을 나타낸다고 설명하였다.
김건영(1999) 등은 홍성 단층대에서의 전기, 전자 탐사 연구에서 전기 비저항 탐사 결과 또한 홍성 단층이 활성 단층일 수 있다고 설명했다. 전기 비저항 탐사(Dipole-Dipole Array Geoelectric Survey)는 지표에서 발견되지 않는 단층 및 파쇄대를 조사하는 방법으로, 일반적으로 파쇄대 및 단층대는 점토 광물 및 지하수 등의 유체(流體)가 많이 함유되어 있고, 또 이렇게 존재하는 공극(孔隙)들은 서로 연결 상태가 좋기 때문에 전기를 잘 통하게 하는 전도체 역할을 하여 주변보다 상대적으로 전기 비저항이 낮다. 전기 비저항 탐사 결과 홍성군 내의 예상 단층 지역을 따라 뚜렷한 저(低)비저항대가 있음이 밝혀졌고, 이러한 결과는 홍성 단층이 과거의 큰 지진을 비롯해 최근까지도 지진을 일으킬 수 있는 활동 중인 단층이라는 추정과 일치하는 결과를 보여 주는 것이다. 단층이 지속적으로 활동하고 있으면 단층대를 따라 유체의 흐름이 더욱 활발히 일어나게 되고 이것으로부터 전기 비저항이 낮은 곳이 존재하게 될 수 있기 때문이다. 홍성 지역의 단층대에서 낮은 전기 비저항 분포를 보이는 부분이 수직으로 잘 발달해 있다는 것은 최근에 두 차례의 지진이 발생한 것처럼 이 지역 단층이 활동 중인 단층이라는 사실과 일치하는 결과를 보여주는 것이다.
홍성 단층은 2012년의 활성단층지도 보고서에서 언급된 단층으로, 기존의 한국지질자원연구원 1:5만 지질도폭에서는 그 존재가 보고된 적이 없지만, 1:25만 대전도폭 등에서는 홍성읍을 관통하는 단층으로 표시되었다. 단층의 노두상에서 확인된 바 없는 선형구조로 단층의 존재가 희미하지만 이 단층이 홍성읍을 지난다고 명시되어 있기 때문에 이 단층과 1978년 홍성 지진과의 연관성을 배제할 수 없다.
추가령 단층 또는 추가령 구조곡은 양산 단층과 함께 한반도에서 규모가 가장 큰 단층으로 서울에서 원산까지 북동 주향으로 달린다. 최소한 중생대 쥐라기 이전에 형성된 것으로 보이는 이 단층은 최후기의 활동시기는 10만년 내외이며, ESR 연대측정 결과 제4기동안 최소 3회 이상의 단층운동을 하였다. 추가령 단층대는 일련의 단층들의 집합체로서 정의되며, 동두천 단층, 대광리 단층, 동송 단층, 포천 단층, 왕숙천 단층 등을 포함한다. 이들 단층이 위험한 이유는 대한민국 전 인구의 절반이 집중된 수도권에 가까이 있을 뿐만 아니라, 연장이 수십 km 에 달하는 대규모 단층이고, 특히 추가령 단층과 왕숙천 단층은 제4기에 여러 차례 활동한 활성단층이기 때문이다. 대한민국의 대규모 지진이 거의 다 대규모 단층과 그 주변에서 발생했음을 고려해보면 수도권 지역에서 중대규모 지진이 발생할 가능성도 있다.
공주 단층과 금왕 단층은 경기 지괴의 남동쪽 경계를 이루고 있는 단층이며, 공주시에서 음성 분지를 거쳐 설악산까지 이어지는 총 연장 200 km가 넘는 대규모 단층으로 그 규모만 놓고 보자면 양산 단층과 비슷하다. 이들 단층은 (역사 지진을 제외하고) 아직 대규모 지진을 발생시킨 적은 없지만 공주 단층은 2012년의 활성단층 보고서에 의하면 제4기에 재활동한 제4기 플라이스토세의 활성단층이며 금왕 단층은 불과 11만 년 전까지 4~26만년의 주기로 활동해온 활성단층이다. 특히 이들 단층은 세종특별자치시, 공주시, 청주시, 원주시와 같은 도시들을 통과해 대규모 지진이 한번이라도 발생한다면 큰 피해를 초래할 것으로 예상된다.
다음은 공주 단층의 노두 위치이다. 단층의 전자자기공명법(Electric Spin Resonance) 즉 ESR 연대측정 결과는 제4기에 단층이 활동했음을 지시한다.
당진시에서 발견된 '진관 단층'의 ESR 연대측정 결과 제4기에 활동한 활성단층임이 확인되었다. 진관 단층은 당진시 고대면 진관리와 정미면 옥현리 사이, 649번 지방도 가까이(당진솔담요양병원 맞은편)에 위치한다. 야산 지역을 절토하는 과정에서 드러났으며 ESR 연대측정 결과는 약 65만 년 전과 44만 년 전의 시점에 진관 단층의 운동이 있었던 것을 확실하게 지시하고 단층의 운동은 그 이후에도 있었을 것이다. 근처의 홍성군에서 1978년 홍성 지진이 발생했음을 고려하면 이 지역도 지진에 안전하다고 볼 수 없다.
수도권 지진 통계 및 수도권 주변의 단층.
다음은 1978년 1월 1일부터 2022년 12월 31일까지 44년간 경기 지괴에 해당하는 수도권 주변 지역(서울특별시, 인천광역시, 경기도, 충청남도, 강원도의 금왕 단층 북서부 지역)의 규모 0 이상의 지진 발생 횟수를 나타낸 것이다. 지진 발생 횟수는 기상청의 "국내지진조회", 단층의 존재 여부는 한국지질자원연구원의 5만 지질도에 따르며, 행정 구역의 변경 등을 고려하지 않았기 때문에 소폭의 오류가 있을 수 있다. 아래 표를 보면 일부 지역(특히 인천광역시)은 지진 발생 횟수가 급격히 늘어나는 것처럼 보이나, 이는 실제 지진 발생 횟수가 늘어난 것이 아니라 지진 감지 기술이 발달하고 관측소의 수가 늘어나 감지되는 지진의 수가 늘어난 것이다.
동해 지진.
동해에는 이미 조선시대부터 중·대규모 지진들이 수시로 발생해 왔다. 지진은 동해 연안의 활성으로 의심되는 단층에서 많이 발생하고 있다. 대표적인 예로 1643년 울산 해역 지진(M=6.5~7.4), 1681년 양양 해역 지진(M=7.5), 1981년 포항 해역 지진(M=4.8), 1982년 울진 해역 지진(M=4.7), 1985년 부산 해역 지진(M=4.2), 1992년 2회의 울산 해역 지진(M=4.0), 1994년 3회의 울산 해역 지진(M=4.1/4.5/4.6), 1996년 양양 해역 지진(M=4.2), 1999년 속초 근해 지진(M=4.2), 2000년 영덕 해역 지진(M=3.7), 2001년 울진 해역 지진(M=4.1), 2004년 울진 해역 지진(M=5.2), 2013년 영덕 해역 지진(M=3.6) 2016년 울산 해역 지진(M=5.0), 2019년 포항과 동해 해역 지진 등이 있다.(M=4.1/4.3)주향 이동 단층과 역단층성 지진들은 동해안과 인접한 울릉분지의 서쪽 급경사면을 따라서 남북 혹은 북동-남서 방향으로 밀집된 분포를 보인다.
동해에서는 북부보다 중·남부인 울진군, 영덕군과 포항시, 울산광역시 해역에서 더 많은 지진이 발생하고 있음을 볼 수 있다. 영덕군은 과거 지진 발생 현황을 살펴보면 영덕 앞 바다 20 km × 20 km의 해역에서 특히 많은 수의 지진이 발생하고 있음을 확인 할 수 있다. 영덕 해역에 존재하는 것으로 알려진 주요 해저 지질구조에는 140 km 이상의 길이를 가진 후포 단층대가 있으며, 이 단층대는 본 연구지역의 동편을 북북동-남남서 방향으로 지나가는 영덕 해역의 주요 단층대이다. 진앙의 위치를 고려하면 이 지역에서 발생하는 지진들은 후포단층대를 구성하고 있는 지질구조와 연관성이 있는 것으로 보인다.
특히, 영덕군 앞바다에는 많은 수의 지진이 발생하고 있다. 주로 영덕군 동쪽 20~30km 해역에서 지진이 수시로 발생하고 있으며, 이곳의 동편에 후포 단층이 존재하는 것으로 추정된다.
울산광역시와 경주시 해역 또한 지진이 빈번하게 발생하는 지역이다. 한반도 남동부에 위치한 울산 해역은 판 내부 지역임에도 불구하고 한반도 전체에서 상대적으로 지진이 빈번하게 발생하는 곳으로, 기상청(KMA)의 결과에 따르면 지난 10년 동안 매년 규모 3.0 이상의 지진이 지속적으로 발생하였다. 이 지역 일대의 지진들은 울릉 분지의 남서부 경계(또는 울릉 단층)와 돌고래 스러스트 단층대에서 발생하고 있다. 부산, 울산과 가까운 대마도의 서쪽 해안에는 북북동-남남서 방향의 쓰시마-고토 단층대(Tsushima-Goto fault zone)가 위치한다. 이 단층대는 한반도 동남부의 주요 구조선인 양산 단층대와 평행하게 배열되며 동해 확장을 주도한 울릉 분지의 서쪽 경계 단층인 동한 단층의 남쪽 연장으로 알려져 있고, 울릉 분지 중심부로 이어지며 스러스트 단층으로서 심한 횡압력을 받아 형성된 것으로 주로 주향 이동 운동을 한 것으로 보고되었다. 1990년대의 조사 결과 경주시 감포 앞바다의 경우 감포 동쪽 앞바다 10 및 30km 지점과 같이 특정 지점에서 지진이 한정된 기간에 집중적으로 발생하는 현상이 나타났다. 이는 이 일대에 작용하는 조구조력(Tectonic Force)에 의해 축적된 에너지가 지진에 의해 조금씩 방출되는 것으로 진원지 부근의 매질의 특성을 나타내는 것이다. 이외에도 지진이 꾸준히 발생하고 있는 지진 다발 지역이 여러 곳 존재한다.
동해상의 지진이 단층에 의한 것임은 이미 확인되었다. 기존의 발진기구의 해석에 따르면 동해 대륙단 지진은 특정 단층이 아니라 다양한 단층에 의한 것으로 확인되었고 인접한 지진들도 서로 다른 형태의 단층이 연관된 것으로 알려져 있다. 2500만 년 전 동해가 생성된 후 현재는 1년에 1 cm 정도 좁아지고 있는데, 이 압축력을 받으며 기존의 단층들이 재활성되어 역단층성 지진들이 발생하는 것으로 추정된다. 수직 운동을 동반하는 역단층성 지진은 지진해일을 유발할 가능성이 있다. 동해상에는 울릉 단층, 후포 단층, 쓰시마-고토 단층 등이 알려져 있으며, 2004년, 2006년 발생한 지진과 2013년 동안 동해 해역에서 발생한 지진의 위치들은 모두 울릉 단층대 위에 놓이고 있어 울릉단층은 활동성 지구조 운동을 하는 단층으로 생각된다. 후포 단층은 2004년 울진 해역 지진과 2019년 포항시 해역에서 발생한 규모 4.1 지진의 원인으로 추정되며, 쓰시마-고토 단층은 2016년 울산 해역 지진과 2022년 울산 먼바다에서 발생한 규모 4.6 지진의 원인으로 보인다.
서해 지진.
한반도 서쪽에 위치한 황해는 지진활동이 매우 활발하며 1978년부터 극히 최근까지 중규모 지진들이 자주 발생해 왔다. 대표적인 예로 1982년 덕적도 해역 지진(M=4.0), 1985년 옹진군 해역 지진(M=4.0), 1992,1993,1994년의 신안 해역 지진(M=4.4/4.5/4.9), 1995년의 백령도 해역 지진(M=4.2), 1998년의 백령도 해역 지진(M=4.1), 2002년의 흑산도 해역 지진(M=4.0), 2003년의 백령도, 신안 해역, 서격렬비도 지진(M=5.0/5.0/4.0), 2011년의 백령도 해역 지진(M=4.0), 2013년의 신안군 및 백령도 해역 지진(M=4.9/4.9/4.0), 2013년 보령 해역 군발 지진(M=최대 3.5), 2014년의 서격렬비도 해역 지진(M=5.1), 2019년 백령도 해역 지진(M=3.7), 2021년 황해 중부 해역 지진(M=4.6), 2021년 신안 해역 지진(M=3.7), 2021년 군산 어청도 해역 지진(M=4.0) 등이 있다.
서해는 친링-다비-술루 충돌대에 의해 북쪽과 남쪽 해역으로 나뉘어진다. 이 충돌대는 중생대 초기에 양쯔 지괴(남중국 지괴)가 북중국 강괴에 붙음으로써 생긴 봉합대이며, 충돌한 대륙의 동쪽 경계부는 중생대 초기에 섭입대가 되었으며 이 섭입작용에 의해 대륙의 안쪽으로 인장력이 발생하여 대륙지각의 리프팅(rifting)에 의해 서해상에 군산 분지와 같은 오늘날의 많은 수의 열개분지가 형성되었고, 이들 분지는 단층작용에 의해 형성된 퇴적 분지이므로 지진 활동은 한반도보다 더 활발할 것으로 해석된다. 현재 발생하는 지진들도 이들 단층에서 발생하고 있을 것으로 예상된다. 유인창(2002) 등에 의하면 쥐라기 남중국 지괴의 섭입으로 인해 퇴적 분지가 소멸되고 인장력의 발생으로 단층분지인 열개 분지(rift basin)와 인리형 분지가 형성되었다.
따라서, 서해상의 단층대가 존재하고 이 단층에서 지진이 발생하는 것으로 생각되지만 서해에 분포하는 단층에 대한 연구 자료가 미비해 알 수 없다. 현재까지 황해 상에 알려진 단층으로는 오늘날에는 한반도 서해안 연안 가장자리의 단층(West Marginal Fault, WMF)으로 잔존해 있는 황해 변환단층(Yellow Sea Transform Fault, YSTF)이 거의 유일하다. 다만 서해안 육지에는 당진 단층 등 북동-남서 방향의 단층선이 다수 평행하게 발달되어 있으며, 이들의 대부분은 서해 해저까지 연장될 것으로 생각되며, 이러한 일련의 단층들의 존재는 지진의 발생과 관련이 있을 것으로 생각된다. 2004-2006년 한반도 중부 지역과 해역에서 발생한 지진들의 발진기구를 분석한 결과 정단층성 지진이 관측되었으며 서해에서 발생하는 정단층성 운동의 지진은 북중국 강괴와 남중국 지괴의 충돌에 의한 황해 분지의 발달로 인한 것으로 해석된다.
황해 해저에는 몇 개의 단층이 숨어 있는 것으로 밝혀졌다. 황해 군산 분지 서부 해역의 퇴적 분지는 백악기에서 팔레오세에 진행되었던 지각 열개에 의해 형성되었으며 분지에는 동-서, 북동-남서 및 북서-남동 주향의 대규모 단층들이 발달한다. Chun-Feng (2012) 등은 중국의 탄루 단층, 자샹(Jiaxiang) 단층, 창난(Changnan) 단층이 황해를 건너 한반도로 연결되어 있을 것으로 판단하였다.
서해에 존재하는 열개분지(rift basin) 중 대표적인 것으로 한반도의 남쪽 부분에 가까이 있으면서 한국의 서해 해역에서 상당 부분을 차지하는 군산 분지는 북부 황해 분지의 동쪽 지역이다. 실제로, 2014년 4월 1일 태안군 서격렬비도 서북서쪽 100km 해역에서 발생한 규모 5.1의 지진과, 최근인 2021년 1월 19일 서해 중부에서 발생한 규모 4.6의 지진은, 백악기 때 형성된 군산 분지 경계부에서 발생한 것으로 분석됐다.
아무르판은 유라시아판의 하위 판으로, 1981년 그 존재가 보고되었다. 그 남서쪽 경계는 아직도 명확하지 않지만, 여러 연구들을 통해 한반도의 서쪽에 있는 서해상을 지나는 것으로 여겨지고 있다. 그 경계는 그 속도가 연간 1~5 mm 인 열개(裂開;Rift) 경계로 간주되고 있으며, 동서로 열리는(Rifting) 운동은 북동-남서 방향 또는 북서-남동 방향 주향 이동 단층 운동을 일으킬 수 있다. 서해 지진은 주향 이동 단층의 운동일 가능성이 높으며, 서해에서 (주기는 매우 길겠지만) 큰 지진이 발생할 가능성이 있다. 특히 아무르판의 서측 경계가 보고된 것과 같이 실질적으로 동경 125~126°사이에 존재한다면 지질 재해의 가장 주요한 요인 중의 하나가 될 가능성이 있다.
하나 특기할 사항은 서해에서 발생하는 지진의 발진기구가 주향 이동 단층 운동이라면 이러한 지진에 의해서 지진 해일이 만들어질 가능성은 거의 없다. 역단층이나 정단층 또는 수직 운동에 의해 해수를 대규모로 위아래로 움직여야 지진 해일이 생길 수 있는데 주향 이동 단층의 운동에는 이러한 효과를 기대할 수는 없다. 2021년 규모 4.0의 군산 어청도 해역 지진은 북서-남동 또는 북북동-남남서 방향의 주향 이동 단층 운동에 의해 발생된 것으로 분석되었다.
해역 지진 통계.
서해에서 지진이 활발한 대표적인 해역으로는 신안군이 있다. 신안군은 규모 4.9에 달하는 대규모 지진이 1978년부터 2020년까지 3차례나 발생했으며, 규모 3.0이상의 지진만도 16회나 발생했다. 대표적인 것으로는 2013년 신안 해역 지진 등이 있는데, 흑산도에서 101km나 떨어진 해역에서 발생해 피해는 없었다. 가장 심한 곳은 백령도인데, 1978년부터 2021년 12월 현재까지 미소지진을 포함 무려 207회나 발생했다. 이는 다른 해역과 비교해 보아도 비정상적으로 높은 수치이다. 가장 큰 규모의 지진은 2003년의 규모 5.0의 지진이었다. 규모 2.0 이상의 지진은 74회, 규모 3.0 이상 지진은 28회 발생했다.
충청도와 옥천 습곡대.
옥천대(沃川帶; Okcheon belt) 또는 옥천 습곡대(Okcheon folded Zone)는 한반도 중·남부 지역에 북동-남서 방향으로 발달하고 남동쪽 영남 지괴와 북서쪽 경기 지괴 사이에 자리잡고 있으며 고생대에 형성된 지괴(地塊; 땅덩어리)이다. 지리적으로 강원도 평창군에서 영월군, 단양군, 충주시, 괴산군, 옥천군 등을 지나 전라남도 남서부 지역까지 이어지고, 충청북도, 충청남도 남동부, 대전 및 세종특별자치시 등을 포함한다. 제천시와 문경시를 잇는 선을 경계로 북동쪽의 옥천 비변성대(non-metamorphosed zone/neogeosynclinal zone, 태백산 분지)와 남서쪽의 옥천 변성대(metamorphosed zone/paleogeosynclinal zone)로 나누어진다.
옥천 습곡대 서부 및 경기 지괴 남서부에 해당하는 대한민국 중부 및 서부지역은 상대적으로 지진 활동이 활발한 지역에 해당한다. 옥천대는 내부의 소지괴 간 경계가 변환 단층이기 때문에 에너지가 모이면 지진이 발생할 수밖에 없는 구조로서 지진이 자주 발생하는 것으로 추정되며, 한국지질자원연구원이 2012년 발간한 보고서에 따르면 대전ㆍ충청권에 공주 단층, 십자가 단층, 당진 단층, 홍성 단층, 의당 단층, 예산 단층 등 활성단층 6개가 존재하는 것으로 나타났다. 옥천 습곡대에서 발생한 주요 지진으로는 1978년의 속리산 지진(M=5.0), 1996년 영월 지진(M=3.5), 2015년 익산 지진(M=3.9) 그리고 2022년 괴산 지진(M=4.1) 등이 있다. 이기화 등(1988, 1993)은 옥천대 내에는 북동 0~40°, 북서 0~30°및 80~90°방향의 지체 구조선(tectonic lineament)이 우세하게 발달하고, 북동부의 옥천 비변성대보다 남서쪽의 옥천 변성대에서 더 많은 지진이 발생하며 많은 수의 지진이 옥천대 중부 지역에 집중되어 있으며 이는 해당 지역의 지각이 심하게 파쇄되어 있다는 것을 나타낸다고 설명하였다. 또한 역사 지진과 계기 지진은 옥천대의 지진 활동이 인접한 경기 지괴와 영남 지괴보다 높음을 보여주며, 특히 옥천대의 남동부 영남 지괴와의 경계에서 지진이 밀집된 지진대가 나타나고 이는 두 지괴 간의 경계가 활성 단층대임을 나타낸다고 설명한 바 있다. 옥천대의 남동부 경계는 문경시에서 상주시, 영동군을 거쳐 전라남도로 이어지며, 이중 상주시와 문경시는 현재까지도 지진이 활발한 지역에 해당한다. 옥천 습곡대에서는 관측년도에 관계없이 오래전부터 지진이 다발적으로 발생하고 있으며, 이는 이 습곡대 내부의 복잡한 지체구조와 연관되어 있는 것으로 생각된다.
진앙의 분포는 옥천대와 경기 지괴 등 주위 지체 구조와의 경계들을 따라 발생하면서 옥천대 내에 집중되어 전체적으로 북동-남서 방향을 나타낸다. 한반도 남부 지역에서는 옥천 습곡대가 그 남쪽의 영남 육괴와 태백산 분지와 접하는 부분에서 다수의 지진 밀집지역이 나타나고 있다. 강원 영월군과 삼척시, 경북 상주시, 충남 논산시 등의 지진 밀집대는 옥천습곡대 내에 위치하며, 경북 상주시와 성주군의 경우에는 영남 육괴와 옥천대 태백산 분지의 지체구조 경계선이 지나는 지역이다. 특히 남서부 대전광역시 근방에서도 많은 지진이 발생하였으며, 이들은 이 지역을 지나는 단층 혹은 경기 육괴와 옥천대의 경계와 연관되리라 생각된다.
이기화(1993) 등은 옥천대의 지진 데이터를 분석한 결과 옥천대와 영남 육괴와의 경계부를 북위 36도 및 37.2도를 기준으로 북부, 중부, 남부로 나누고, 남부 구역의 이동률은 1.112mm/yr인데 이는 판 경계 부위에 위치한 판 내부(intraplate) 활성단층에 해당하고, 중부와 북부의 이동률은 각각 0.021mm/yr과 0.042mm/yr인데 이는 판 중앙부에 위치한 판 내부 활성단층에 속한다고 보았다.
단층으로 확인되지는 않았으나 단층의 가능성을 완전히 배제할 수는 없는 가칭 유성 선구조(Yuseong lineament)는 화강암이 넓게 분포하는 지역에 동-서 방향으로 뚜렷한 선구조(lineament)를 형성하고 있다. 단층의 증거는 없으나 부분적으로는 관입 맥암이 선구조를 관통하지 못하는 경우도 있어 단층의 가능성을 암시하고 있다. 이 선구조를 따라 하천이 발달하여 두꺼운 충적층이 퇴적되고 있어 기반암 확인은 불가능하고, 따라서 단층의 존재도 쉽게 확인되지 않는다. 기상청이 지진을 관측하기 시작한 1978년 이후 대전지역에서 규모 2.0 이상의 지진이 발생한 건수는 총 11건에 달한다. 1994년과 1998년에는 유성구에서 각각 규모 3.4와 3.5의 지진이 발생했으며, 2006년 서구에서는 2.9 지진이 일어났다. 잇따른 대전 및 충청권 지역의 지진을 두고 한국지질자원연구원은 "한반도 지진 환경이 변화하고 있는 증거"로 분석하기도 했다.
2022년 괴산 지진이 발생한 이후 한국지질자원연구원의 조사 결과, 진앙에서 8km 이상 이어진 이 계곡에서 단층이 확인되었다. 연구진은 이곳의 단층이 괴산 지진을 일으킨 단층 중 하나로 강력히 의심된다고 설명했다. 하늘에서 바라본 단층은 서북서-동남동 방향이고 단층의 길이는 7 km가 넘는 것으로 나타났다.
영남 지괴.
선캄브리아기 암석으로 구성된 영남 육괴는 그 북서부의 옥천대와 남동부의 경상 분지 사이에서 북동-남서 방향으로 발달하며, 지리적으로 울진군에서 영주시, 예천군, 상주시, 김천시, 거창군, 지리산 등을 지나 광양시, 순천시까지 이어진다. 이 지역은 오래 전부터 지진이 활발함이 알려졌다. 이기화 등은 1980년 성주, 선산, 상주의 강진들이 영남 육괴 남동부의 경상 분지와의 지체구조 경계선과 일치하는 단층면에서 발생하였고, 김천, 문경 등지의 지진들은 하동군에서 시작하여 거창을 지나온 북북동 주향의 (추정) 단층선에서 발생하였다고 언급하였다. 1989년의 보고에서는 영남 지괴의 중부 지역과 그 남부인 경상 분지와의 경계 지역이 지괴 내에서 지진 활동이 높으며, 지진 활동이 영남 지괴 내에 존재하는 다수의 단층 및 높은 지체 구조선(lineament)의 밀도와 연관된다고 설명했다. 1세기부터 1984년까지, 영남 지괴에서 15회의 진도 VII 이상의 파괴적인 지진을 포함한 240회의 지진이 발생한 것으로 보고되었으며, 그 원인은 한반도에 작용하는 동-서 방향의 응력으로 인해 중생대에 형성된 영남 지괴 내부의 단층이 지진을 일으키면서 파열되며 발생하는 것으로 보인다. 지진은 특히 경상북도 상주시와 안동시 일대에 존재하는, 경상 분지가 영남 지괴 쪽으로 튀어나온 돌출부에서 높은 빈도를 보인다.
경상북도 상주시는 영남 지괴 중앙부에 위치하며 영남 지괴에서도 지진이 가장 활발한 곳이다. 이 지역에서 1978년 규모 5.0의 속리산 지진이, 2019년 규모 3.9의 지진이 발생했으며 그 외에도 미소 지진을 포함한 크고 작은 지진들이 1978년 이후 2021년까지 무려 117회나 발생했다. 이는 인접한 지역인 김천시(84회)나 문경시(56회), 의성군(45회)에서 같은 기간 발생한 지진에 비해 매우 높은 수치이다. 기상청은 2019년의 상주 지진이 응력이 작용함에 따라 지하의 단층이 움직여 발생한 지진이라고 설명했다. 상주시 일대에는 상당수의 단층이 분포함이 이미 알려졌으며, 상주시 일부 지역에서 소규모 지진이 집중적으로 발생하는 곳이 존재하며 이는 지표에 드러나지 않은 지하 단층의 존재 가능성을 시사한다.
강기훈(2021)은 낙동, 상주, 옥산동 지질도폭 지역에서 진앙의 분포와 지질 분석을 바탕으로 지표 단층들과 단열계에 대한 야외 지질조사를 수행하여 진앙의 분포와 이들 단층들 사이의 상관관계를 고찰하였다. 낙동 지역에서 노두 규모의 단층들은 (북)북동 이외에 동북동과 (서)북서 방향의 단층들이 발달하고, 북서~서북서 방향의 단층은 진앙분포의 선상구조 방향과 일치한다. 낙동 지역 북북동 방향과 북서 방향의 불연속면은 한반도의 현생 동북동-서남서 방향의 압축 응력장 하에서 활동 가능성이 가장 높은 것으로 추정되었고, 이들 방향은 한국의 지진들의 일반적인 단층 면해의 단층방향과도 일치한다.