단층 ()
내용 요약
단층은 단층은 암괴·지괴·지층 등이 지각에 미치는 압력에 의하여 어긋나거나 미끄러지는 지각변동 현상이다. 지구 내부의 에너지와 물질 운동의 결과가 지표상에 표출되면서 나타나는 현상이다. 지진과 화산에 수반되어 나타나기도 한다. 지각의 변동과 지괴 형성의 방향성을 보여준다. 단층 발생의 증거는 단층면을 따라 만들어진 급사면이다. 단층의 종류는 정단층·역단층·오버트러스트 단층·수평단층 등 다양하다. 한반도는 비교적 안정 지괴에 속해 있어 상대적으로 단층운동이 미약하다. 하지만 우리나라에도 양산단층대와 울산단층대같은 활성단층이 있다.
정의
암괴 · 지괴 · 지층 등이 지각에 미치는 압력에 의하여 열극을 중심으로 깨어져서 상대적으로 어긋나거나 미끄러지는 지각변동.
개설
연원 및 변천
지구 내부에서 지각으로의 압력 전달, 지각 판(plate)들의 활동과 그에 수반하는 조산운동 등의 일환으로 발생하며, 지진을 수반하기도 한다. 따라서 단층은 주4 작용과 함께 일어나는 경우가 많다. 단층은 항공사진, 위성영상, 지질도 등에서 직선을 포함하여 다양한 형태의 선형으로 지표상에 표시가 된다. 이를 선형구조(lineament)라고 한다.
내용
단층이 발생하면서 틈으로 분리되는 면을 단층면(fault plane)이라 하고, 지표면에 선형으로 표시되는 선을 단층선(fault line)이라 한다. 단층면이 마찰작용으로 연마된 상태가 되면 단층경면(斷層鏡面, slickenside)이 된다. 때로는 단층면에 파쇄물질들이 형성되는데 점토물질로 이루어진 단층점토(fault gouge)와 각력에 의한 단층각력(fault breccia)이 대표적이다.
단층의 종류는 다양한데 단층면이 수직이면 수직단층(vertical fault), 경사를 이루면 경사단층(dip fault)이 된다. 경사단층에서 경사면을 따라 위에 있는 주5를 상단(hanging wall), 아래에 있는 지괴를 하단(foot wall)이라고 한다.
단층에서 상단이 아래로 미끄러지는 경우를 정단층(normal fault)이라 하고 하단이 위로 움직이는 경우를 역단층(reverse fault)이라 한다. 오버트러스트 (overthrust) 단층은 단층면이 거의 수평을 이룬다. 수평단층(horizontal fault)은 단층면을 따라서 분리된 지각이 주6과 평행하게 움직이는 것으로 주향이동단층(stlike · slip fault)이라고도 한다.
단층 작용이 일어날 때 단층면을 따라 급사면인 단층애(斷層崖, faultscarp)가 만들어진다. 이것은 단층 발생의 가장 대표적인 증거이며, 시간이 흐를수록 풍화와 침식에 의하여 사면이 완만해지면서 변형되고 사라진다. 단층선을 따라서 차별적인 풍화와 침식이 일어나서 지하에 묻혀 있던 단층면들이 노출되면 단층선애(fault · line scarp)가 된다.
일반적으로 이러한 단층이 발달한 곳은 주7를 형성하고 풍화에 약하여 차별적인 침식에 의해 계곡을 형성하는 경우가 많아 단층선곡(fault · line valley)이 된다. 단층선이 계곡의 양쪽에 형성되어 가운데가 상대적으로 낮아져 형성된 계곡을 지구(地溝, 주8라고 한다.
현황
한반도는 비교적 안정 지괴에 속해 있으므로 일본과 같이 변동대에 속해 있는 지역보다는 상대적으로 단층운동이 미약하고 과거에 형성된 단층도 오랜 침식의 결과로 단층의 지형적 특색이 많이 소멸되어 단층선을 설정하거나 변위를 논하기에는 어려움이 많다.
그러나 지반이 견고하고 주변의 판으로부터 끊임없이 횡압력을 받고 있기 때문에 습곡보다는 단층이 우세하여 선상의 지형발달이 두드러진다. 우리나라와 같은 안정 지괴에서 흔히 나타나는 이러한 단층선들은 직선상으로 길게 뻗어 있으며, 이들의 배열은 지반 운동의 축과 평행하게 나타난다. 또한, 마그마의 관입이나 화산암의 분출도 지각의 갈라진 틈을 따라 이루어지므로, 화강암의 대상 배열도 이와 관련된 맥락에서 이해할 수 있다.
단층선을 따라 관입된 암석이 주변 암석보다 풍화에 강한 곳은 직선상의 산열을 이루고, 반대로 풍화에 약한 곳은 주9나 분지 등이 발달하여 열상 배열을 이룬다. 또한, 단층선에는 쉽게 하천이 유도되어 길이가 수십 km가 넘는 직선상의 주10을 발달시키기도 한다.
의의와 평가
단층은 단층선과 단층선곡과 같이 지각의 변동과 지괴 형성의 방향성을 보여준다. 단층선과 절리선 습곡의 방향 등을 총칭하여 선구조(線構造, lineation)라고 하는데, 이러한 단층의 방향성은 절리와 습곡의 방향성과 연관성을 가지면서 산지 및 하천의 방향과 형태에 영향을 미친다. 여러 개의 단층들이 모여 있을 때는 단층대(fault zone)가 된다.
최근 활성단층(혹은 활단층, active fault)의 존재와 그 특성에 대한 연구는 발전소, 댐 등 인공적인 구조물을 만드는 지역이나 장소의 구조적인 안전성 때문에 매우 중요하게 여겨지고 있다. 활성단층은 제4기 이후 지질적, 지형적인 증거를 보여주면서 역사지진과 계기지진이 빈번한 지역의 단층을 말한다.
그 대표적인 사례로는 부산, 양산, 경주, 포항으로 연결되는 양산단층대와 울산에서 경주로 연결되는 울산단층대가 대표적이다. 이들은 비교적 직선의 좁고 긴 곡지를 형성하고 있다. 추가령단층대도 활성단층에 의해 형성되었다는 주장도 있다.
참고문헌
『지형학』(권혁재, 법문사, 1999)
『한국의 제4기 환경』(박용안, 서울대학교출판부, 2001)
『구조지질학』(김정환, 우성, 2002)
『한국의 지형 발달과 제4기 환경 변화』(조화룡, 한울아카데미, 2006.12)
『지질학사전』(양승영 편저, 교학연구사, 1998)
“구조지형”(김창환,『자연환경과 인간』한국자연지리연구회 편, 한울아카데미, 2000)
주석
