울산광역시의 지질
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양산 단층대의 남부 지역인 울산광역시 언양읍~양산시 통도사 일대에는 양산 단층과 관련해 다수의 단층 지형이 발달한다. 단층대의 양측부는 고지대이나 중앙부는 양산 단층대에 평행한 북북동-남남서 방향의 단층곡을 형성하며, 경부고속도로와 국도 제35호선이 지나는 단층곡의 저지대를 따라서 제4기 단층의 노두가 확인된다. 양산 단층대의 양측 지형은 단층곡을 중심으로 하여 서부는 고지대와 급사면을 이루고, 동부는 저지대와 완사면을 이루는 서고동저의 고도 분포를  보이고, 양산 단층대 중심부의 일부 하안단구는 단층곡을 중심으로 동쪽이 상승하여 있고 하안단구면이 동쪽으로 경사하는 특징을 보인다. 언양 지질도폭(1972)에서의 양산 단층은 언양 단층으로 명명되었으며, 양산 이남에서 시작하여 경주, 포항으로 이어지는 북북동 20°방향의 대규모 단층이다. 본 단층을 경계로 서부에 경상 누층군 유천층군 화산암류(주산안산암질암)와 화강암류가 분포하며, 동부에는 주로 경상 누층군 하양층군 대구층이 분포하여 지질도폭 설명서에서는 단층 서부가 융기하고 단층 동부가 침강한 것으로 추정하였다. 도폭 중부 언양읍 직동리 북부 경부고속도로변에서 단층각력과 단층경면이 확인되었다.
이기화 외(1985)는 울주군 두서면에서 중력, 지전기, 방사능 탐사를 실시하였고 양산 단층의 존재를 확인하였다. 중력 이상은 대체로 양산 단층에 수직한 방향으로 나타나며 단층파쇄대에서 풍화암이 100 m 깊이까지 연장된 것으로 추정된다. 단층파쇄대와 연관되어 낮은 전기 비저항값을 갖는 구간이 중력이 낮은 구역에 나타나며 단층파쇄대 부근에서 감마선 방출량이 급격하게 증가한다.
김영화와 이기화(1988)는 울주군 두동면 봉계리에서 언양읍까지 5개 지점에서 전기 비저항 탐사와 시추조사를 실시하였다. 양산 단층은 북동 15~20°의 주향에 경사는 거의 수직(서쪽 약간)이며 단층파쇄대의 규모는 봉계리에서 수십 m에 불과하나 남쪽으로 내려갈수록 증가해 언양읍에서 수천 미터에 이른다.
울주군 두동면 천전리에서 양산 단층의 주 단층대가 확인되었다. 단층대는 폭이 약 100 m에 달하며, 주로 남-북 방향으로 거의 수직에 가까운 고각의 단층대를 이루고 있다. 단층의 감각은 대부분 우수향 주향이동이 우세하나 동측의 상반이 서쪽으로 올라간 역단층 운동도 확인되어 우수향 주향 이동 이후 동-서 방향의 압축력에 의한 역단층 운동이 있었음을 지시한다.
2019년 양산 단층 남부 지역을 대상으로 한 정밀 지질조사 수행 중 울산광역시 두서면 미호리 아미산 못길 54번지 신우목장 절개사면에서 미고결 퇴적층을 절단하고 있는 역단층이 확인되었으며, 이는 양산 단층 남부 인근 이서 지역에서 최초로 발견된 제4기 단층 노두이다. 이 지점은 양산 단층의 주 단층대로부터 서쪽으로 약 1.7 km 떨어져 있으며 단층은 주향 북동 30-35°, 경사 남동 79~82°의 자세를 보이며, 동쪽 지괴(상반)가 서쪽 지괴(하반)를 올라타는 일반적인 역단층으로 약 5.8 m 의 겉보기 수직 변위가 관찰된다. 이 단층은 단층면은 선명하나 단층손상대가 거의 발달하지 않으며 단층면에 1~3 cm 두께의 적갈색 단층비지가 있고 단층조선은 순수한 역단층 운동을 지시한다. 기존에 보고된 단층들은 대부분 해발 100 m 이하의 저지대에 있지만 이 노두는 해발 280 m에 있어 양산 단층과 직접적인 관련이 없는 독립적인 기반암 단층이 제4기 동안 재활성된 결과일 가능성이 있다. 그러나 이 단층은 2016년 경주 지진을 야기한 단층과 매우 유사한 기하학적 자세를 보이고 있어 양산 단층과 평행한 북북동 방향의 덕천 단층 사이의 연결부 손상대 내 부수 단층이 제4기에 재활성한 결과일 가능성도 있다.
울주군 언양읍 신흥리 신흥마을 입구의 트렌치 단면에서 양산 단층대의 주 단층과 제4기 단층이 관찰되었다. 이 일대에는 경상 누층군 유천층군의 주산안산암질암과 진동층에 대비되는 하양층군 대양동층 그리고 불국사 화강암류가 분포한다. 연구 결과 양산 단층대의 형성과 관련되어 있는, 적어도 2회의 주향 이동 단층 운동과 그 이후 발생한 적어도 2회의 역이동 단층운동이 인지되었다.
경부고속도로 서울방향 언양휴게소의 남쪽 절개사면과 바닥면에 드러난 노두에서 70 m 이상의 폭, 북동 10~20°의 주향과 남동 70~80°의 경사를 가지는 단층이 발견되었다. 이곳에서는 공액상의 북서 방향의 소규모 정단층들이 북동 주향의 단층에 의해 우수향으로 잘려 있다. 이 노두의 단층경면의 단층조선과 수평변위 등은 북동-남서 방향의 수평 응력이 양산 단층의 우수향 주향 이동을 주도하였음을 지시한다.
울주군 삼남면 신화리(N 35°32'53.93", E 129°07'21.44")와 교동리(N 35°33'09.90", E 129°06'53.30")에 발달하는 신화 단층은 급경사 지형의 발달로 확인되었다. 교동리와 신화리 지역의 고위면 단구면에는 서쪽경사를 하고 있는 3조의 북북동-남남서 방향인 저단층애의 급경사 지형이 확인되었다. 급경사면 인근에서 단층의 노두는 확실하게 관찰되지 않으나 작전천 곡벽 노두 단면에는 백악기 이암층의 층리 경사 변화 양상이 관찰된다. 이암층의 층리는 북서 25~30°의 완만한 양상을 보이나, 저단층애의 급경사 지역에 가까워지면서 이암층의 층리가 급해지다가, 추정 단층 위치에서 층리의 경사는 거의 수직이 된다. 그리고, 전단 작용을 받은 이암에서는 수평의 단층조선이 관찰된다. 단층비지에 대한 칼륨-아르곤 연대 측정 결과는 95.1±2.5 Ma 이나 이는 최후기 단층 운동이 아닌 그 이전의 단층 운동을 지시하는 것으로 판단된다.
울주군 삼남면 상천리에 발달하는 상천 단층 주변 지역에는 4개의 하안단구면이 발달하며 이들은 전체적으로 서쪽으로 기울어져 있다. 상천 1지점의 단층은 양산 단층의 가지 단층이다. 경재복 외(1999)는 서쪽 단층을 f1, 동쪽의 것을 f2로 하였고, 그 후 여러 보고서에서 이를 상천 1단층, 상천 2단층으로 지칭하였다.
상천 1단층은 상천리의 중남초등학교 약 50 m 남쪽 지점(N 35°32'06.59", E 129°06'29.96")에 발달하며 하안단구의 고위면을 절단하고 있다. 중남초등학교 동측에 위치한 국도 제35호선 도로변에 화강암과 단구퇴적층이 접촉하고 있는 단층 노두가 있는데 이 노두상에서 측정된 단층의 주향과 경사는 북동 23°및 수직으로 약 10 cm 단층 점토대와 1 m 내외의 단층 파쇄대가 관찰된다. 상천 1단층 지점으로부터 서쪽으로 약 10, 30 m 떨어진 곳에 시추를 한 결과 기반암인 안산암이 하부 11 m 에 분포하는 것이 확인되었으며 단층운동에 의한 수직변위는 최소 약 11 m이다. 단층비지에 대한 TL 연대측정 결과는 100 ka이며 ESR 연대측정값은 850±240 ka, 630±150 ka, 660±60 ka, 540±60 ka, 520±50 ka, 480±40 ka, 340±30 ka이다.
상천 2단층의 노두(N 35°32'03.70", E 129°06'43.06")는 경부고속도로에 인접해 있으며 단층에 의한 제4기 퇴적층의 변위는 관찰되지 않으나, 단층 주변의 선상지 퇴적층의 부정합면 표고차에 의하여 제4기 단층으로 인정되는 노두이다. 단층의 수직 변위량은 최소 10m 이상 될 것으로 추정된다.
울주군 삼남면 상천리에 발달하는 가천 단층은 양산 단층의 주 단층대이며 단층대의 폭은 60 m 이상이다.
가천 1단층은 경부고속도로 서쪽 약 200 m 지점의 상천천 단면(N 35°31'14.0", E 129°06'6.4")에 드러나 있으며 단층의 주향과 경사는 북동 10~25°및 남동 70~80°이다. 주 단층대 동쪽에 위치한 단층 비지대(N 35°31'03.10", E 129°06'14.30")와 파쇄대의 폭은 약 110 cm이다. 단층비지에 대한 ESR 연대측정값은 1010±190 ka, 1000±260 ka, 1290±250 ka, 1400±160 ka, 1150±70 ka, 1150±110 ka, 1290±110 ka 및 3000 ka 이상을 보여 이 단층은 약 100~140만 년 전에 재활동한 단층으로 해석된다. 가천 1단층 주변에서는 미고결 역암층 내 역의 장축 배열이 수직에 가깝게 회전되어 있는데 이는 퇴적층 형성 후 가천 1단층의 역단층성 운동에 의한 끌림습곡작용에 의한 것으로 해석된다.
가천 2단층은 가천 1단층으로부터 약 700 m 동쪽 지점(N35°31'17.86", E129°06'32.58")에 자연 노두로 있으며 백악기 이암과 제4기 역암이 단층으로 접하고 있다. 단층비지에 대한 ESR 연대측정값은 750±90 ka 및 830±130 ka이다.
울주군 삼남면 상천리 948-17, 서울주 분기점 옆 상천소류지(연봉저수지) 약 265 m 지점(N 35°30'41.47",  E 129°05'48.98"), 방기리 삼성전관 앞에 연봉 단층이 위치한다. 이 지역에는 서쪽을 향한 경사면이 발달하고 있는  단층애(flexural  scarp)가 북북동 방향으로 북쪽으로는 연봉저수지, 남쪽으로는 조일 목장까지 연장되고 있다. 이곳은 항공사진 판독에 의하여 역단층 운동에 기인한 단층애(flexural scarp)가 인지된 바 있다. 트렌치 조사에서 백악기 화강반암과 제4기 역암층을 절단하는 2조의 단층면이 확인되었다.
울주군 삼동면 조일리의 조일 단층(N 35°30'21.3", E 129°05'59.4", 하방저수지 동쪽 350 m)은 양산 단층에 인접한 단층으로 남동측의 백악기 화산암과 북서측의 제3기 퇴적암 위에 부정합으로 놓인 제4기 미고결 퇴적층이 접한다. 단층면의 주향과 경사는 북동 10° 및 남동 76°로 고각의 단층이고 단층을 중심으로 동쪽이 융기한 양상을 보이고 있다. 양산시 월평 2단층의 북측 연장부로 보이는 이 단층의 수직 변위량은 최소 4 m 이상이며, 단층암대는 두 갈래로 갈라져 있으며 제4기 역암쪽 단층면의 주향은 북동 32°경사는 남동 80°이며 우수향 주향이동을 보인다. 백악기 이암쪽 단층면의 주향은 북동 20°, 경사는 남동 62°이다. 단층비지에 대한 ESR 연대측정 결과는 800±100 ka 및 830±190 ka로 측정되었다.
뚜렷한 단층 계곡이 발달하는 울주군 지역에서는 미약한 하안단구 지형과 선상지 지형이 발달한다. 하안단구보다 선상지가 더 잘 관찰되는 특징은 수직 이동의 지각운동이 활발해진 결과인 것으로 추정되며, 단층곡 내부를 메우고 있는 높은 밀도의 지형면 분포는 활발한 파쇄 작용에 따른 퇴적물 공급에 기인한 것으로 판단된다.