The nature and structural-geomorphic characteristics of the Gyeryongsan Fault, central Korea

천영범; 하상민; 김동은; 류충렬

doi:10.14770/jgsk.2026.020

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자료유형: 학술저널

저자정보: 천영범 (한국지질자원연구원) 하상민 (한국지질자원연구원) 김동은 (제주대학교) 류충렬 (한국지질자원연구원)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제62권 제2호

발행연도: 2026.6

수록면: 373 - 383 (11page)

DOI: 10.14770/jgsk.2026.020

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이 단보는 세종 및 공주 일대에 북북동-남남서에서 남-북 방향으로 발달하는 계룡산단층의 실체를 보고하고, 구조 및 지형학적 특성을 제시한다. 계룡산단층은 기존 1:5만 도폭 연구와 일부 보고서에서 지형 지시자 및 암상 이격에 근거해 존재가 추정되어 왔으나, 단층대를 직접 제시하는 야외 증거는 제한적이다. 이번 연구에서 확인된 계룡산단층은 북쪽의 세종시 전의면에서 남쪽의 공주시 의당면 및 금흥동 일대까지 최소 20 km 이상 연장되며, 공주 시내를 관통하여 남쪽으로 추가 연장될 가능성도 있다. 단층의 전반적 주향은 북부에서는 N10~20°E, 남쪽으로 갈수록 남-북 방향으로 변화하며, 야외에서 확인되는 단층의 경사는 거의 수직이다. 이 단층은 선캄브리아시대 변성암과 백악기 퇴적암·화산암류를 약 1~1.5 km 변위로 우향 절단한다. 퇴적암을 모암으로 하는 금흥지점의 단층핵은 약 2.5 m 폭으로 주로 자색 엽리상 단층비지와 일부 단층각력으로 구성된다. 반면 변성암을 모암으로 하는 덕학지점과 양곡지점의 단층핵은 수 m에서 수십 m 폭으로 발달하며, 주로 담청색 단층각력이 우세하나 부분적으로 망상의 단층 비지대 및 폭 2 cm 이내의 좁은 단층비지띠(주미끌림대, principal slip zone)가 확인된다. 각 지점에서 관찰되는 다양한 단층암의 산상(단층각력대, 수십 cm 폭의 엽리상 및 망상 단층비지대, 수 cm 폭의 주미끌림대), 여러 운동감각 지시자, 그리고 최대 수십 m 폭에 이르는 단층핵의 규모는 이 단층이 변화하는 지구조 환경(응력장) 하에서 다양한 거동의 단층운동이 반복적으로 누적되며 비교적 성숙한(mature) 단층대로 진화해 왔음을 지시한다. 한편, 단층대를 따라 발달하는 좁은 폭의 단층곡(fault valley), 선형적인 분포의 단층안부(fault saddle) 등의 지형 요소는 이 단층의 일부 구간이 최근 지질시대 동안 재활성되었을 가능성을 제기한다. 다만, 이러한 특징들은 기반암 단층대가 구조적 약대로 작용하며 차별침식을 받아 형성된 지형일 가능성도 있으므로, 우리나라 지진 지질학적 환경에서는 해당 지형 요소만으로 제4기 단층운동을 직접적으로 입증하기에는 한계가 있다. 그럼에도 불구하고, 양곡지점에서 관찰되는 연질퇴적변형구조는 계룡산단층대 일대에서 최근 지질시대 동안 중규모 이상의 강한 지진동이 발생하였을 가능성을 지지한다.

This short note presents the direct field evidence of the Gyeryongsan Fault, a N-S to NNE-SSW-striking fault developed in the Sejong-Gongju area, central Korea, and summarizes its key structural and geomorphic characteristics. The fault has previously been inferred from 1:50,000 geological maps and several reports based on geomorphic indicators and discontinuities in lithological distribution, however, direct field evidence of the fault zone remains limited. The fault extends for at least ~20 km from Jeonui-myeon, Sejong City, in the north to Uidang-myeon and Geumheung-dong, Gongju City, in the south, and may further extend southward across the Gongju urban area. Its overall strike changes progressively from N10~20°E in the northern part to nearly N-S toward the south. The fault surface observed in the field is steeply dipping to nearly vertical. The fault dextrally offsets Precambrian metamorphic rocks and Cretaceous sedimentary and volcanic rocks by approximately 1~1.5 km. The width and lithological features of the fault core vary among sites. At the Geumheung site, the sedimentary rock-derived fault core is ~2.5 m wide and consists mainly of purple, foliated fault gouge with minor fault breccia. In contrast, at the Deokhak and Yanggok sites, hosted by Precambrian metamorphic rocks, the fault core is several meters to several tens of meters wide and is dominated by light bluish fault breccia, locally accompanied by anastomosing gouge zones and <2 cm-wide principal slip zones. The coexistence of diverse fault rock assemblages (fault breccia zones, decimeter-wide foliated and/or anastomosing fault gouge zones, and centimeter-wide principal slip zones), multiple kinematic indicators, and the large width of the fault core suggest that the fault evolved into a relatively mature fault zone through repeated accumulation of fault slip with variable behavior under changing tectonic stress regimes. Meanwhile, narrow fault valleys and fault saddle arrays developed along the fault zone imply possible reactivation of the Gyeryongsan Fault during the recent geological past. However, these geomorphic features alone cannot be regarded as definitive evidence for Quaternary faulting, because they may also result from differential erosion along a bedrock fault zone under the Korean tectonic and climatic setting. Nevertheless, the soft-sediment deformation structures observed at the Yanggok site support the occurrence of moderate-to-strong seismic shaking in the Gyeryongsan Fault zone during recent geological time.

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