본문으로 이동

포항 분지

한울위키, 우리 모두의 백과사전.
파일:Geological map and stratigraphy of the Pohang Basin.jpg
포항 분지 동부의 두호층과 학전층
파일:Gyeongsang Basin.jpg
경상 분지와 포항 분지의 지진

포항 분지(浦項 盆地, Pohang Basin)는 한반도 대한민국 경상북도 포항시 일대에 분포하는 신생대 마이오세의 퇴적 분지로, 신생대 마이오세의 퇴적암 지층 연일층군으로 구성된다.

개요

파일:Commons-logo.svg
위키미디어 공용에 포항 분지 주제와 관련된 미디어 분류가 있습니다.
 연일구조선 문서를 참고하십시오.

신생대 마이오세에 동해가 확장되면서 한반도의 동해안을 따라 지각변형이 발생하였고 그 결과로 한반도 남동부에는 포항 분지, 장기 분지, 와읍 분지, 어일 분지, 하서 분지, 정자 분지, 울산 분지와 같이 신생대 마이오세의 퇴적암 지층으로 채워진 마이오세 퇴적분지들이 존재한다. 이들 마이오세 퇴적분지들은 지리적으로는 인접해 있으나 대부분 단층들에 의해 격리되어 고립적으로 분포하고 분지확장에 수반된 활발한 화산활동으로 암상의 변화가 심하다. 이들 마이오세 퇴적분지에 분포하는 지층은 장기층군, 범곡리층군, 연일층군으로 구성되는데 이들은 층서적 논란이 심하다.[1][2]

포항 분지의 경계와 단층

양산 단층

파일:YFUFandYTL.jpg
양산 단층, 울산 단층과 연일구조선
 이 부분의 본문은 양산 단층입니다.

포항 분지는 양산 단층에 의해 경상 분지로부터 격리되어 있다. 기존의 포항(1964) 및 청하(1968) 지질도폭에서는 양산 단층의 존재가 보고되지 않았다. 대부분의 기존 연구들에서는 포항 분지 서편이 양산 단층에 의해 경계되며, 이 단층이 주 변위대(Principal Displacement Zone)로써 우수향 주향이동 운동을 하여 확장된 인리형 분지로 해석되어 왔다.[3][4] 일례로 윤선(1975)은 포항 분지 북서측의 포항시 청하면 유계리에서 영덕군 남정면 장사리까지 이어지는 수직의 단층을 청하 단층으로 명명하고 청하 단층이 포항 분지의 서측 경계를 이루며 포항 분지의 기원이 청하 단층의 운동이라고 추정하였으나 확실한 증거를 찾지 못하였다.[5]

그러나 이후의 야외 조사를 통해 포항 분지의 서편은 양산 단층과 접하지 않으며, 양산 단층 동편에 위치하는 북북서 방향의 이음 단층(transfer fault)과 북북동~북동 방향의 정단층들의 분절로 이어지는 지그재그 형태의 단층대로 경계된다는 것이 알려졌다. 포항 분지 서편 경계단층은 남쪽으로 연일 구조선과 약 50°각도로 사교하며 북쪽 말단에서 양산 단층과 연결된다. 분지의 서편 경계 단층은 확연한 지그재그 형태로 양산 단층으로부터 약 2~3 km 동측에 위치하며, 북북동과 북북서의 분절 단층으로 구성된다. 또한, 기존의 연구들은 양산 단층의 우수향 주향이동이 포항-경주 일대에 분포하는 제3기 마이오세 퇴적분지들의 확장을 주도한 것으로 해석하였으나[6][7][8] 최근의 연구들은 마이오세 퇴적분지들의 확장이 양산 단층과는 관련 없고 양산 단층 동쪽의 연일구조선에 의해 규제되는 것으로 보고되었다.[9] 조성권 외(1998)는 포항 분지 경계부에 발달하는 4개의 선상지-삼각주 내 역들의 공급지를 분석하여 선상지-삼각주계가 퇴적되는 동안 분지 서편 경계를 따라 양산 단층의 주향이동 운동이 없었다고 결론 지었다. (그러나, 이 논문에서는 포항 분지의 서측 경계가 양산 단층인 것으로 보았다.)[10]

연일구조선

 이 부분의 본문은 연일구조선입니다.

연일구조선(延日構造線, Yeonil Tectonic Line, YTL)은 신생대 마이오세에 한반도 남동부에서 발생한 지각 변형을 규제한 서쪽 한계선으로 정의되는 단층이다. 연일구조선에 의해 포항 분지를 포함 한반도 남동부에 분포하는 제3기 마이오세 퇴적 분지들은 연일구조선의 동쪽에만 분포한다.[11] 양산 단층과 울산 단층 동편에 존재하는 연일구조선의 최북단은 북서 30°방향으로 양산 단층계와 연결되며 포항 분지의 서측 경계를 형성하며 경주시 양남면 효동리에서 남-북 방향으로 분절되다가 최남단인 울산광역시 북구 호계동에서 북북동 방향으로 우수향 굴곡되어 울산 단층과 연결되어 약 30 km의 연장을 가진다.[12][13]

천영범 외(2012)와 손문 외(2013)는 포항 분지를 연일구조선과 해저에 발달하는 북북서 방향의 동한 단층이 주 변위대로써 짝을 이루고 두 단층의 이음부에 서북서-동남동 방향의 인장력이 작동하여 만들어진 인리형 분지로 해석하였다.[14][15] 천영범 외(2012)는 포항 분지가 연일구조선과 동한 단층 2개의 주 변위대(Principal Displacement Zone, PDZ) 사이에서 확장된 인리형 분지인 것으로 해석했다. 포항 분지의 침강은 연일구조선의 우수향 주향이동 운동에 의해 유도되었으며 오천 단층은 시계 방향으로 회전했고 연일구조선과 연결되지는 않았던 것으로 보인다.[14]

오천 단층

오천 단층(烏川 斷層, Ocheon Fault)은 포항 분지의 남동쪽 경계를 형성하는 북동-남서 주향의 단층이다. 포항시 남구 오천읍에서 이름이 유래된 오천 단층은 민경덕 외(1990)의 전기비저항 연구에 의해 처음 그 존재가 보고되었다. 포항시 오천읍에서 전기 비저항 탐사를 실시한 결과 단층의 존재를 지시하는, 주위보다 전기비저항이 낮은 저비저항대가 지하 400 m까지 거의 수직으로 나타났으며 비저항 탐사의 결과로 단층대의 폭은 지표에서 200 m, 심부에서 400 m이며 포항 분지와 장기 분지가 단층으로 접촉하고 있다는 사실이 처음으로 밝혀졌다.[16] 윤혜수 외(1991)은 단층 양쪽 지괴의 화석의 차이에 의해 단층의 존재를 밝혔다.[17] 민경덕(1992)는 중력 탐사에 의해 단층의 존재를 보고하고 단층의 주향이 북동 30°이며 거의 수직으로 경사한고 장기층군이 이 단층을 따라 약 300 m 상승하였다고 보고하였다.[18]

오천 단층계 중 가장 규모가 큰 오천 단층은 포항 분지와 장기 분지를 직접 경계 짓는데, 천영범 외(2012)에 의하면 이 단층은 남서쪽으로 갈수록 수직 변위가 줄어드는 가위 단층의 형태를 보인다. 포항시 남구 오천읍 일대에는 북동 주향의 오천 단층과 정단층 및 좌수향-정단층들이 다수 발달하여 북동 방향의 단층계를 형성하며, 천영범 외는 이를 오천 단층계(Ocheon Fault System, OFS)로 명명하였다. 북서쪽으로 기울어 있고 큰 수직 변위를 가진 오천 단층 자체는 충적층 밑에 숨어 있다. 오천 단층계는 동해 확장과 관련하여 최초에 장기 분지의 북서측 경계를 형성하는 정단층으로 활동하였으나, 약 1700만년 전에 서측으로 전파하는 전단력과 연일구조선의 우수향 활동, 포항 분지의 침강과 함께 퇴적 중심이 갑작스럽게 북서쪽으로 이동하며 오천 단층은 시계 방향으로 회전하여 포항분지의 동남쪽 경계단층으로 재활성된 것으로 해석되었다. 또한 이 단층은 전기 마이오세 동안에 작동된 북북서 방향의 우수향 전단력에 의해 시계방향으로 점진적으로 회전되면서 운동감각이 정이동에서 좌수향 사교이동으로 변화된 것으로 보고되었다.[14] 고자기학적 연구에 따르면 포항 분지 서쪽 경계단층의 서편 분지 기반암의 잔류자기는 편향되지 않은 반면, 오천 단층계 동편의 장기반도 암석들의 잔류자기는 시계 방향으로 평균 약 25° 회전되어 있어 이러한 해석을 지지한다.

곡강 단층

포항 분지의 남부는 남-북 주향의 곡강 단층(曲江 斷層, Gokgang Fault)에 의해 동부와 서부 지괴로 나누어지며 퇴적암의 두께는 단층 동부에서 600~700 m, 서부에서 300~500 m이다. 이 단층의 존재는 포항시의 석유탐사시추공에서 인지되었다.[19] 곡강 단층은 형산 단층에 의해 300 m 변위된다.[20]

형산 단층

형산 단층(兄山 斷層, Hyeongsan Fault)은 형산강을 따라 동북동-서남서 방향으로 발달하는 정단층이다. 형산 정단층의 남측 지괴가 북측에 비해 상승했다.[17] 형산 단층의 변위량은 200 m로 추정되었다.

포항 분지의 동측 경계

윤혜수와 김봉균(1983)은 포항시 흥해읍 오도리 일대에 분포하는 기존의 두호층을 경상 누층군으로, 오도리-신흥리 계곡에 분포하는 지층을 천북 역암층으로 간주하고 이 일대에 포항 분지의 동측 경계가 있음을 주장하였다. 이들에 의하면 오도리의 오봉산(177.8 m) 일대에 분포하는 흑색 셰일은 두호층의 전형적인 암상(연갈색, 연회색의 이암)과 다르고 오도리-신흥리 계곡의 지층은 암상과 산출되는 연체동물 화석으로 보아 두호층으로 간주될 수 없다.[21]

포항 분지 기반암

홍국영(1991)은 포항분지 내 기반암인 백악기 유천층군의 응회질암을 관입한 암맥의 시추 코어를 이용해 K-Ar 각섬석 전암연대를 117±2.62 Ma로 보고하였으며[22] Shin and Nishimura (1994)는 동일한 시추공의 심부코어에서 획득한 저어콘과 스핀을 이용해 각각 45 Ma와 58 Ma의 피션트랙 연령을 계산하였다.[23] 이승구 외(2007)는 포항분지에서 시추된 2300 m 심부 화강섬록암 시추코어의 저어콘 U-Th 연대를 273±4 Ma로 보고하였고[24] 이승구 외(2008)에 의하면 포항 분지에서 시추를 실시한 결과 상부는 제3기 퇴적암과 백악기 응회암류로, -1300~1900 m까지는 섬록암, -1900~2300 m는 화강섬록, -2300~3000 m 부분은 화강암으로 구성되며 이 화강암류들은 동일 기원의 마그마로부터 분화된 것이다. 화강암의 Rb-Sr 등시선 연대는 60±12 Ma, 화강섬록암의 오시선 연대는 64.2±8.5 및 166±230 Ma이다.[25] 안해성 외(2015)는 시추 자료와 삼차원 지질 모델링을 통해 심성암 -1100~1500 m, 화산암 -400~800 m, 심도 -600 m의 학림층 밑에 있는 육성암이 -680~700 m의 심도를 가진다고 보고하였다.[26]

연일층군

 이 부분의 본문은 연일층군입니다.

연일층군(Yeonil Group, 延日層群)은 포항 분지 내에 분포하는 신생대 제3기 마이오세의 퇴적암 층군이다. 천북 역암층, 학전층, 두호층 등 퇴적암 지층으로 구성되며 식물 및 동물 화석이 많이 산출된다.

천북 역암층

 이 부분의 본문은 천북 역암층입니다.

학전층

 이 부분의 본문은 학전층입니다.

두호층

 이 부분의 본문은 두호층입니다.

같이 보기

각주

  1. ↑ “땅_지반을 알게 하는 지질학(Geology) - 남한은 어떤 암석으로 구성되어 있나 Ⅱ - (전라도, 경상도 지역)”. 《한국지반공학회》 36 (3): 22-31. 2020년 5월. 
  2. ↑ 손문; 송철우; 김민철; 천영범; 정수환; 조형성; 김홍균; 김종선; 손영관 (2013년 2월). “Miocene Crustal Deformation, Basin Development, and Tectonic Implication in the Southeastern Korean Peninsula Top (한반도 남동부 마이오세 지각변형, 분지발달 그리고 지구조적 의미)”. 《대한지질학회》 49 (1): 93-118. doi:10.14770/jgsk.2013.49.1.93. 
  3. ↑ 김인수 (1992년 2월). “Origin and Tectonic Evolution of the East Sea(Sea of Japan) and the Yangsan Fault System: A New Synthetic Interpretation (새로운 東海의 成因모델과 양산단층계의 주향이동운동)”. 《대한지질학회》 28 (1): 84-109. 
  4. ↑ Choi, Pom-yong (2006년 6월). “'Singwang strike-slip duplex' around the Pohang Basin, SE Korea: its structural evolution and role in opening and fill of the Miocene basin”. 《Geosciences Journal》 10 (2): 145-157. doi:10.1007/BF02910359. 
  5. ↑ 윤선 (1975년 12월). “Geology and Paleontology of the Tertiary Pohang Basin, Pohang District, Korea Part Ⅰ. Geology (韓國 浦項地域 第三紀 浦項盆地의 地質과 古生物 第1部 地質)”. 《대한지질학회》 11 (4): 187-214. 
  6. ↑ Han, J. K.; Kwak, Y. H.; Son, J. D.; Son, B. K. (1987년). “Tectonic evolution and depositional environments of the Tertiary sedimentary basin, southeastern part of Korea”. Korea Institute of Energy and Resources. 
  7. ↑ Yoon, S. H.; Chough, S. K. (1995년). “Regional strike slip in the eastern continental margin of Korea and its tectonic implications for the evolution of Ulleung Basin, East Sea (Sea of Japan)”. 《Geological Society of America Bulletin》 107 (1): 83-97. doi:10.1130/0016-7606(1995)107<0083:RSSITE>2.3.CO;2. 
  8. ↑ Fabbri, Olivier; Charvet, Jacques; Fournier, Marc (1996년 6월). “Alternate senses of displacement along the Tsushima fault system during the Neogene based on fracture analyses near the western margin of the Japan Sea”. 《Tectonophysics》 257 (2-4): 275-295. doi:10.1016/0040-1951(95)00151-4. 
  9. ↑ Song, C.W.; Son, Moon; Sohn, Y.K. (2012년). “Geometry and kinematics of the western marginal faults of the Miocene Pohang basin, SE Korea, and their tectonic implications”: 241. 
  10. ↑ Hong, S. W.; Chough, S. K.; Hwang, I. G. (1998년 3월). “Provenance of coarse-grained detritus in fan-delta systems, Miocene Pohang Basin, SE Korea: implications for boundary fault movements”. 《Geosciences Journal》 2 (1): 46-58. doi:10.1007/BF02910203. 
  11. ↑ 손문; 정혜윤; 김인수 (2002년 6월). “Geology and Geological Structures in the Vicinities of the Southern Part of the Yonil Tectonic Line, SE Korea (한반도 남동부 연일구조선 남부 일원의 지질과 지질구조)”. 《대한지질학회》 38 (2): 175-197. 
  12. ↑ 손문; 정혜윤; 김승연; 김인수; 문태현; 장태우 (1999년 4월). “한반도 동남부 신생대 연일구조선의 야외기재학적 특성”. 《대한자원환경지질학회 1999년도 춘계 공동학술발표회》: 202. 
  13. ↑ 손문; 정혜윤; 김승현; 김인수; 문태현; 장태우 (1999년 11월). “한반도 동남부 신생대 지각변형과 연일구조선”. 《대한지질학회 1999년도 제54차 추계공동학술발표회 초록집》: 50. 
  14. ↑ 가 나 다 Cheon, Young Beom; Son, Moon; Song, Cheol Woo; Kim, Jong Sun; Sohn, Young Kwan (2012년 9월). “Geometry and kinematics of the Ocheon Fault System along the boundary between the Miocene Pohang and Janggi basins, SE Korea, and its tectonic implications”. 《Geosciences Journal》 16 (3): 253-273. doi:10.1007/s12303-012-0029-0. 
  15. ↑ 손문; 송철우; 김민철; 천영범; 정수환; 조형성; 김홍균; 김종선; 손영관 (2013년 2월). “Miocene Crustal Deformation, Basin Development, and Tectonic Implication in the Southeastern Korean Peninsula (한반도 남동부 마이오세 지각변형, 분지발달 그리고 지구조적 의미)”. 《대한지질학회》 49 (1): 93-118. doi:10.14770/jgsk.2013.49.1.93. 
  16. ↑ 민경덕; 윤혜수; 문희수; 이현구; 이대하 (1990년 4월). “電氣比抵抗 探査에 의한 浦項盆地와 長鬐盆地의 境界糾明 (Investigation of boundary between Pohang and Janggi basins by electrical resistivity survey)”. 《대한자원환경지질학회 자원환경지질》 23 (2): 215-219. 
  17. ↑ 가 나 Yun, Hyesu; Min, Kyung Duck; Moon, Hi Soo; Lee, Hyun Koo; Yi, Song Suk (1991년 6월). “Biostratigraphic, Chemostratigraphic, Paleomagne tostratigraphic, and Tephrochronological study for the Correlation of Tertiary formations in Southern part of Korea : Regional Tectonics and its stratigraphical implication in the Pohang Basin”. 《한국고생물학회》 7 (1): 1-12. 
  18. ↑ 민경덕; 방성수; 현용호 (1992년 4월). “한반도 동남부에 분포하는 제3기 퇴적분지에 대한 중력탐사 (Gravity survey of the tertiary basin in the southern part of Korean peninsula)”. 《대한자원환경지질학회 자원환경지질》 25 (2): 167-177. 
  19. ↑ Yi, Song Suk; Yun, Hye Su (1992년). “Miocene Calcareous Nannoplankton from the Pohang Basin , Korea”. 《한국고생물학회》: 36. 
  20. ↑ Yun, Hyesu (1994년 6월). “Emended Statigraphy of the Miocene Formations in the Pohang Basin, Part II : South of the Hyongasan Fault (포항 제3기층의 층서 검토 및 수정 II : 형산 단층 남부)”. 《한국고생물학회》 10 (1): 99-116. 
  21. ↑ 윤혜수; 김봉균 (1983년 12월). “Stratigraphy of East Margin of the Pohang Tertiary Basin near Chilpo (신제3기 포항분지 동부 연변(칠포부근)의 층서)”. 《대한지질학회》 19 (4): 252-257. 
  22. ↑ Hong, Young Kook (1991년 2월). “Petrogenetic Modelling of the Vertically Zoned Cretaceous Pohang Epizonal Intrusive Rocks, SE Korea 韓國 東南部에 分布하는 垂直的 累帶狀 白堊紀 浦項 淺處貫入岩에 對한 成因모델링 研究”. 《대한지질학회》 27 (1): 64-86. 
  23. ↑ Shin, S-C. and Nishimura, S. (1994) Thermotectonic and sedementation history of the Pohang Basin, Korea assessed by fission track thermochronolgy of a deep vorehole granite. Korean Journal of Petroleum Geology, 2, pp. 9-17.
  24. ↑ 이승구; 조등룡; 이창범; 이태종; 김통권; 송윤호; 이진수 (2007년 10월). “포항시 흥해읍 지하 2300m 화강섬록암 시추코아내 저어콘의 U-Th 연대 : 포항분지 기저암의 생성시기에 대한 고찰”. 《대한지질학회 2007 추계지질과학연합학술대회》: 110. 
  25. ↑ 이승구; 이태종; 신홍자 (2008년 8월). “Rb-Sr age and its geochemical implication of granitoid cores from deep borehole at Pohang area, Korea (포항지구 심부 화강암류 코아로부터의 Rb-Sr 년대 및 지구화학적 의의)”. 《대한지질학회》 44 (4): 409-423. 
  26. ↑ 안해성; 박재용; 김준모; 김정찬 (2015년 2월). “Three-dimensional geologic modeling of the Pohang Basin distributed in Haedo-Dong, Nam-Gu, Pohang-Si (한국 포항시 남구 해도동 일대에 분포하는 포항분지의 삼차원 지질 모델링)”. 《대한지질학회》 51 (1): 21-36. doi:10.14770/jgsk.2015.51.1.21. 
원본 주소 "https://www.hanul.wiki/w/index.php?title=포항_분지&oldid=1895790"