409 자원환경지질, 제52권, 제5호, 409-425, 2019
Econ. Environ. Geol., 52(5), 409-425, 2019 http://dx.doi.org/10.9719/EEG.2019.52.5.409
pISSN 1225-7281 eISSN 2288-7962
강릉-부산 간 동해안 해안단구 검토
최성자*
한국지질자원연구원 국토지질연구본부
Review on Marine Terraces of the East Sea Coast, South Korea : Gangreung – Busan
Sung-Ja Choi*
Geology Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Daejeon, Korea (Received: 5 September 2019 / Revised: 15 October 2019 / Accepted: 16 October 2019)
Marine terraces, a step-like landform, are important geologic markers that provide tectonic information during the Quaternary Period. Marine terraces are well developed along all coastlines(East, West, and South) of the Korean Peninsula, those along the East coastline are the most distinctive. The marine terraces of the East coastline are classified into 4-6 flights that are several meters or several tens of meters above the present sea level. It is believed that these terraces, except for the lowest one, were formed in the middle Pleistocene. In the base of the OSL age dating results and Blake excursion events of magnetostratigraphy, the 2nd and 3rd terraces are correlated to the last interglacial stage. Considering the marine terraces linked to a sea-level curve of the Pleistocene, it is thought that regional tectonic movements have uplifted the East coastal area since the middle Pleistocene. Besides, former shorelines of each terrace have varied elevations from Gangreung to Busan bay, which can be divided into four regions, namely, Gangreung-Yonghanri(I), Homikot-Najung(II), Najung-Bangeojin(III), and Waesung-Busan Bay(IV).
The former shorelines of each terrace at both Gangreung-Yonghanri(I) and Najung-Bangeojin(III) are higher than those in the other two regions, due to block movements by regional faults such as the Ocheon Fault or its subsidiaries, the Gampo Lineament and Ulsan Fault. Uplift rate of the East coast ranges from 0.2 m/ky to 0.3 m/ky, but each region shows different uplift rate.
Key words :marine terraces, former shorelines, last interglacial stage, block movements, 0.2m/ky to 0.3m/ky 계단형 평탄지형면인 해안단구는 고해수면을 지시하는 표식지형으로 가까운 지질시대동안 일어났던 지구조운동 정 보를 제공하는 지질학적으로 매우 의미 있는 지형이다. 한반도의 동해, 서해 그리고 남해안 모두 해안단구가 발달하 고 있으며 그 중 동해안에 가장 잘 발달하고 있다. 동해안의 해안단구는 4-6조로 해발고도 수m 에서 수십m 상위에 발달하고 있다. 이들 중 최하위 단구를 제외한 모든 단구는 중기 플라이스토세 이후에 형성되었고, 특히 OSL 연령과 고지자기 층서의 블래이크 사건(Blake excursion event)에 따르면 2단구와 3단구는 공히 최종 간빙기에 대비된다. 플 라이스토세 해수면변동 곡선과 단구의 구정선고도를 서로 대비하여 본다면 동해안에서 중기 플라이스토세 이후부터 중기 홀로세까지 광역적 지구조 운동이 일어났음을 알 수 있다. 또한 강릉에서 부산까지 해안단구의 구정선 고도가 지역별로 상이하며 4개 지역으로 구분할 수 있다: 강릉-용한리(I), 호미곶-나정(II), 나정-방어진(III), 왜성-부산만(IV).
구정선 고도가 지역 간 서로 다르게 발달하고 있는 것은 오천단층 혹은 그의 부수단층, 감포 선구조, 울산단층 등에 의한 지괴운동에 의한 것으로 해석된다. 구정선 고도와 단구 평탄면 형성시기를 상호 함수로 한 동해안의 융기율은 0.2-0.3m/ky 범위 내외이며, 구정선 고도에 따라 융기율은 지역적으로 다르다.
주요어 : 해안단구, 구정선, 최종간빙기, 광역지구조운동, 융기율, 0.2-0.3m/ky
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*Corresponding author: [email protected]
1. 서 론 : 해안단구의 형성과 그 의미 해안단구는 해안을 따라 발달하고 있는 평탄면으로 바다를 향해 약 1-5° 경사로 기울어져 있다. 이 평탄면 은 해빈퇴적물이나 붕적 퇴적물로 덮여있을 수 있으며, 형성 이후에는 시스텍(sea stack), 산사태, 혹은 도랑 (gullies)등에 의하여 그 형태가 달라진다(Jara-Muñoz et al., 2015). 이러한 해안단구는 고해수면을 지시하는 표식지형으로 최근세인 플라이스토세 이후에 일어났던 지구조운동이나 지각진화 정보를 제공할 뿐 만 아니라 지표변형을 정량적으로 제시할 수 있는 좋은 지질학적 증거이다.
해안단구는 해수면 변동과 지구조적 융기의 상호작 용에 의하여 형성된다. 고조위 해수면 기간 동안 해안 역의 기반암은 해수 운동에 의하여 침식·삭박되어 계 단형 지형이 형성된다. 고조위 해수면이후 해수면이 하 강하기 시작하면 평탄면 상위에 퇴적물이 퇴적된다. 해 수면 하강에 의해 해수면이 후퇴하면서 고조위때 형성 된 평탄면은 더 이상 해수에 의한 침식과 퇴적 영향을 받지 않게 되어 바다로 부터 유기된 지형으로 남게 된 다. 이후 해수면 변동보다 융기운동이 빠른 속도로 일 어나게 된다면 유기된 평탄면은 또 다른 고조위 시기 에도 해수면 상위에 남아 있게 된다. 따라서 이와 같 은 해안단구는 고해수면의 지시자이며 동시에 지표 변 형을 일으킨 지구조 운동을 지시한다.
한반도는 판 경계로부터 약 400-500km 이상 떨어 져 있는 판 내부에 위치하고 있으며 안정된 지괴로 알 려져 있다. 그럼에도 불구하고 한반도 해안을 따라서 현 해수면보다 수m 내지 수십m 상위에 해안단구가 발 달하고 있다. 이와 같은 해안단구에 대해서는 지금까 지 수 십 편의 연구 논문들이 발표 되었으며, 주로 동 해안에 집중되어 있다. 대부분의 연구들은 한정된 조 사지역 내에서 단편적으로 해안단구들을 기술 하고 있 거나 해안단구퇴적층에 대한 연령측정 결과들을 보고 하고 있다. 뿐만 아니라, 동일한 곳에서 조사·연구한 해 안단구 임에도 저자 마다 서로 다른 구정선 고도와 서 로 다른 형성시기를 제안하고 있다. 그 결과, 동해안 해안단구 연구 결과들은 매우 다양하여, 이들 중에서 합리적 자료들을 구분하는 것은 매우 어려워 한반도 중기 플라이스토세 이후의 지구조 운동을 밝히는 것은 쉽지 않다. 따라서 사회 및 국가 기반시설물 건설 등 에서 요구되는 신뢰성 있는 신기지구조운동 기초정보 를 제공하는데 어려움이 따른다.
본 연구는 지금까지 보고된 동해안의 해안단구 자료
들을 취합하여 해안단구의 분포, 형성시기, 해안단구 층서 대비 결과들을 직관적으로 도시하여 객관적 결과 를 얻고자 하였다. 특히, 한 지점에 대한 연구 결과 자료보다는 해안단구도를 포함하고 있는 연구 자료들 을 정리하며 층서대비를 하였다. 해안단구 연령측정 연 구결과도 표와 그림으로 취합·정리하여 해안단구 형성 시기를 결정하였으며 이를 토대로 동해안의 융기율 등 을 정하였다. 최종적으로는 발표된 모든 연구 자료 검 토 결과를 종합하여, 동해안 해안단구가 내포하고 있 는 지구조 운동을 밝히고자 하였다.
2. 동해안 해안단구 문헌
우리나라는 동고서저의 지형이 뚜렷하게 발달하고 있다. 동해안은 태백산맥과 함께 고지대가 형성되어 있 는 반면 서해안은 넓은 갯벌, 만, 대규모 하천 등이 발달하면서 저지대가 형성되어 있다(Fig. 1). 동해안은 산지로부터 해안까지의 거리가 짧을 뿐 만 아니라 대 규모로 발달한 하천도 없으며 조석 간만도 1–0.5m 내 외로서 매우 적다. 동해안의 해안선은 매우 단조로우 며 전체적으로 동쪽으로 볼록한 형태의 완만한 곡선지 형을 보인다. 동해안은 융기해안의 암석해안으로 분류 되며 자갈해빈, 석호, 해안사구, 해안단구 등이 잘 발 달하고 있다. 그리고 이 지역은 제3기 말 울릉분지를 중심으로 횡압력을 받아 융기된 지역으로 알려져 있으 며(Chough et al., 2000), 특히 연안에는 후포단층이 해안선과 평행하게 영일만 인근까지 발달하고 있다 (Fig. 1).
해안단구 연구는 Kim(1973)에 의해 시작된 이래 많 은 연구자들에 의해 수행되었다. 1997년 이후 OSL (Optical Stimulated Luminescence) 연대 측정 방법 이 소개되면서 해안단구형성시기에 대한 많은 정량적 연구 결과들이 생산되었다. 주요 연구들의 해안단구 층 서대비는 Table 1과 2와 같다. Kim(1973)은 포항 호 미곶면 강사리에서 울산-방어진에 분포하는 해안단구 를 6조로 분류하고 최하위 단구를 제외한 모든 단구를 후기 플라이스토세에 대비하였다. Oh(1981)는 한반도 동, 서, 남해안에 분포하는 해안단구를 보고하였으며, 특히 동해안에 발달하는 해안단구를 4조로 분류하고 이중 최하위 것을 제외한 나머지 3조를 중-후기 플라 이스토세에 대비하였다. 그는 또한 동해안의 해안단구 구정선의 고도를 근거로 하여 정동진-포항, 호미곶-울 산만, 그리고 진하-부산 만 등 세 지역으로 나누었을 뿐 만 아니라 구정선 고도가 남쪽으로 내려오면서 낮
강릉-부산간 동해안 해안단구 검토 411
아지고 있음을 제시하였다. 이와 같은 연구결과는 국 내에서 해안단구를 근거로 한 지형·지구조적 연구의 시 초라고 할 수 있다. Lee(1987)는 호미곶-방어진을 따 라 해안단구를 크게 5조로 분류하였으며 하위로부터 송하단구, 나아단구, 월성단구, 읍천단구, 봉화재단구 등으로 명명하였다. 나아와 송하단구는 탄소동위원소연 령으로, 그리고 상위의 3조의 단구는 고지자기로 단구 형성 시기를 각각 해석하였다. 그 결과 나아, 월성, 읍 천단구를 각각 초기, 중기, 후기 플라이스토세, 최상위 의 봉화재단구는 신신생대(Neogene)의 플라이오세에 대비하였다.
Choi(1995a; 1995b; 1996; 2016; 2019)는 많은 해 안단구 논문을 발표하였으며, 그는 동해안, 서해안, 그 리고 남해안에 발달하는 해안단구 구정선 고도가 18m 와 10m이고 이들의 형성 시기는 MIS 5e, MIS 5a 혹은 5c임을 일관되게 주장하고 있다. 예를 들어 강릉 -묵호에서 구정선 고도는 18m와 10m등 2조가 발달하 고 있으며 교차단구와 토양색으로 각각 MIS 5e, MIS 5a 혹은 5c로 보았다(Choi, 1995a; 1995b). 또한, 포항 시 흥해읍 용한리, 동해면 도구리, 호미곶면 강사리에 서도 18m, 10m 등 2조의 해안단구를 기술하고 이들 의 형성 시기는 아미노산 연대, 탄소동위원소 연령, 그 리고 고토양의 색갈, 결빙구조 등으로 각각 MIS 5e,
MIS 5a에 대비하였다(Choi, 1996). 최근, 영덕에서도 11m 와 19m의 해안단구가 각각 MIS 5a와 MIS 5e 에 형성되었음을 발표하였을 뿐 만 아니라(Choi, 2016;
2019) 울산시 북구 산하동 해안단구도 18m이며 화분 분석에 의해 MIS 5e임을 주장하였다(Choi et al., 2017). 결론적으로, 그는 동해안에 발달하는 모든 해안 단구는 10m 내외와 18m 내외인 2조로 발달하고 이들 은 각각 최종 간빙기의 MIS 5a와 MIS 5e임을 주장 하고 있다.
Inoue and Choi(2006)와 Kim et al.(2008)은 포항- 방어진 혹은 포항-정자리의 상세 해안단구도를 제시하 였다. 이들은 공히 저위면 2조 내지 3조, 중위면 1조, 고위면 3조 등으로 해안단구를 분류하였으며 저위면을 MIS 5e에 대비하고 중위면 이후부터는 중기 플라이스 토세 것으로 보았다. 이와는 달리 Choi(2003; 2004)와 Choi et al.(2008)은 오차 범위 수cm의 DGPS 수신기 를 이용하여 호미곶-기장의 해안단구를 4조 내지 5조 로 분류하고 단구도를 제시하였으며 OSL 연령으로 2 와 3단구를 MIS 5 최종간빙기인 것으로 보았다.
Oh(1981)와 유사하게, 호미곶-기장의 해안단구 구정선 고도가 상이함을 근거로 고리, 월성, 대보지역 등 3개 지역으로 구분하고 단층운동에 기인 한 것으로 해석하 였다.
Fig. 1. Google image of the Korean Peninsula showing topographic feature and profile of E-W cross-section(a white line on the Google map). Red arrows are principal horizontal stress(Heidbach et al., 2018).
최성자 Table 1. Correlation of marine terraces distributed in southeastern part of Korean Peninsula, with a summary of the names, elevation(m) in parentheses, and age estimates from previous works. Modified from Choi et al. (2008)
Authors
&Area
Geologic time
Kim [1973] Oh [1981] Lee [1987] Inoue and Choi
[2006] Kim et al.(2008) Choi et al., [2008]
Homigot-Bangeojin Homigot- Ulsan bay
Jinha-Busan bay
Homigot- Bangeojin
Pohang -
Bangeojin Pohang-Jeongja* Homigot-Gijang
Weolsung Daebo Gori
Holocene=1 Jujeon-ri (3-7) Wave cut bench (1-3)
Wave cut
bench (1-2) Songha (3-5) T1 (2-5) T1 (<1.0) T1 (<0.5)
Upper Pleistocene Last Glacial stage (?)=3
Jeongja-ri (10-20) Bangeojin (30-40) Whajeong-ri (50-60)
Sanha-ri (10-20)
Weolrae
(9-11) Naa (10-15)
Isotope stage 5 a Yeompo-ri (70-80) Bongwhajae (90-130)
Saegcheon-ri (30-50)
Sinam-ri
(16-30) T2 (19-24) T2 (9-11) T2 (8-11)
c Lower II (10) T3b (30-35) T3b (18-22) T3b (17-22)
e Lower I (20-25)
Low T3(8-12) Low T2(14-18) Low T1(22-25)
T3a (40-50) T3a (27-33) T3a (25-30)
Middle Pleistocene
Gampo (60-80)
Gwangan-ri (35-50)
Weolsung (35-42)
Middle (30-40) Higher III (50-60) Higher II (80-100) Higher I (110)
Middle T3(32-35) T4 (60-70)
T5 (75-85) T4 (40-50) T4 (40-44) Middle T2
Middle T1 High T3 High T2 High T1
63-88
Lower Pleistocene
Eubchun (50-60)
Upper High T (100- 165)
Pliocene Bongwhajae
(75-90)
* Jeongja is the same area as Sanha Uplift Rate
(m/ky) 1.1 - 1.4 0.1 - 0.7 - - 0.14 -0.22 - 0.3 0.2 0.2
강릉-부산간 동해안 해안단구 검토413 Table 2. Correlation of marine terraces distributed in eastern part of Korean Peninsula, with a summary of the names, elevation(m) in parentheses, and age estimates from previous works. Modified from Choi et al.(2008)
Authors
&Area Geologic time
Oh [1981] Choi [1995-2019]**
Hong [2014]
Kim et al.
[2005]
Hwang and Yoon [1996]
Hong [2014]
Kim et al.
[2007]
Yoon et al.
[2003]
Kim et al.
[2006]**** Hong [2014]
Jeongdongjin- Pohang
Gangreung, Mukho, Sajin,
Byungkog, Geumjin,
Pohang,
Pohang
Geumkog-Youngduk
Jukbyun Gangreung- Mukho
Geumkog Chilbosan- Geumkog
Holocene=1 Holocene (2-3)
T1 ?
(4-8) (5-6) (5.5) (5-6)
Upper Pleistocene Last Glacialstage (?)=3
Jugcheon
(18-30) (5-10?)*** L II(10)
Isotope stage 5 a
Mugho (35-80)
Lower marine terrace II (10-11)
T2 (10-20)
T2
(10-25) (10-20) (16.5)
L I(25)
T2
(15-25) (10-20)
ce Lower marine
terrace I (18-19)
T3 (30-50)
T3 (35-45)
Geumgok
(19-24) (20-40?)*** (34) T3
(30-40)
(20-25) (Anin) (25-35) (Mukho)
Middle Pleisto- cene
Jeongdongjin (50-100)
Chilbosan
(35-40) (50-80?)***
M(40) MIS7 H II(70)MIS9 H I(90)MIS11 HH II(110)MIS13 HH I(140)MIS15
T4 (50-70)
(50-80) (Anin & Mukho)
(60-80) (Jeongdongjin)
** (1995a, 1995b, 1996, 2016, 2019), *** Inferred correlation by stratigraphic order. ***** Hong(2014)
Uplift Rate (m/ky) - - 0.19 - 0.34 - - - 0.19 - 0.34
강릉에서 포항이북지역의 해안단구연구는 Oh(1981) 연구 이후 주로 Kim(2005; 2006; 2007)과 Hong(2014) 에 의하여 이루어졌으며, 그 이외에 Hwang and Yoon(1996)과 Yoon et al.(2001)의 연구가 있다. 이들 연구에 의하면, 이곳의 해안단구는 3-4조로 발달하고 있으며 최하위단구는 평균 5m 내외이다. Kim(2005;
2006; 2007)과 Hong(2014)에 의하면 2단구와 3단구의 구정선 고도가 약 10-20m, 30-40m 이며 각각 MIS 5a와 MIS 5e에 대비하고 있다. 그러나 Yoon et al.(2003)은 정동진-대진에서 해안단구를 저위면, 중위 면, 고위면 등으로 나누고 홀로세 평탄면을 근거로 저 위면은 상부 플라이스토세, 중위면과 고위면은 중기 플 라이스토세에 대비하고 있다.
해안단구 OSL연구는 Choi(2003a; 2003b; 2009), Kim(2005; 2007)과 Hong(2014) 등에 의하여 주로 연 구되었다. Choi(2003a; 2003b; 2009)는 주로 포항시 흥해읍 용한리 이남의 해안단구 퇴적층을 대상으로 측 정하였으며, Kim(2005; 2007)과 Hong(2014)은 포항시 흥해읍 용한리를 포함하는 그 이북 지역의 해안단구 퇴적층 연령을 측정하였다. 최근 Park et al.(2017)은 동해안 해안단구결과들을 토대로 하여 시기별 그리고 지역별 융기율을 종합적으로 검토하였다.
3. 연대측정
3.1. 국내 해안단구 미고결 퇴적층 연령 측정 방법 해안단구의 형성 시기는 해안단구 분포와 함께 신기 지구조 운동을 해석하는데 있어서 매우 중요하다. 그 럼에도 불구하고, 해안단구 형성시기를 정량적으로 결 정할 수 있는 연령측정 대상 물질이 전무하다. 해안단 구 연구 초기에는 단구면 상위에 퇴적된 토탄이나 목 탄의 탄소동위원소 연령으로 단구 형성시기를 정하였 다(Kim, 1973). 그러나 그 당시 탄소동위원소로 측정 할 수 있는 연령 한계가 35ky로 이보다 오래된 단구 의 퇴적연령을 확인하지 못하였다. 그래서 Oh(1981)는 정량적 연대결과 없이 단구의 구정선 고도, 퇴적층의 층후, 그리고 토양특성에 의하여 단구 형성시기를 최 종간빙기에 대비하였다. 이 후 국내에서 처음으로 Lee(1987)에 의하여 미고결 퇴적층에 대한 고지자기측 정을 통하여 소위 월성해안의 해안단구의 층서를 설정 하였다.
2000년대에 들어오면서 해안단구연구 분야는 원자력 산업과 관련하여 활발하게 진행되었다. 이와 함께 화
석이 없는 미고결퇴적층에 대한 다양한 연대 측정방법 들이 개발되면서 단구 형성시기를 정하는 정량적 자료 들이 생산되었다(Chwae et al., 2000; Choi et al., 2003a; 2003b). 1997년 “신기지각변형연구”를 시작하 면서 OSL 연령 측정방법이 도입되었고 그 후 지금까 지 지속적인 발전을 거듭하여 국내 지형·지구조적 연 구에 큰 발전을 가져 왔다. 최근에는 장석에 의한 IRS 방법을 시도하고 있으나 아직까지 신뢰할 만한 연령 결과는 보고되지 않았다(Hong, 2014). Inoue and Choi(2006)는 국내에서 처음으로 테프라 연대를 적용 한 바 있고, Shim(2006)은 고지자기 측정으로 단구 형 성시기를 정하였다. 그러나 이후 상기와 같은 테프라 나 고지자기연구는 더 이상 수행 되지 않았다. 한편, 20여 년 전부터 해외에서 수행되어왔던 10Be 연령 측 정 방법은 평해단층의 미고결 퇴적층에서 활용된 바 있었으며(Chwae et al. 2000), 최근 Lee et al.(2015) 이 정동진의 해안단구 약65-67m 로부터 10Be의 159- 253ky 연령을 보고하였다(Table 4).
또 다른 방법은 아미노산 라세미화로 제4기 퇴적층 의 상대적 연령을 측정할 수 있다. 아미노산의 라세미 화 연령측정 대상은 뼈, 이빨, 조개화석, 새의 알 껍질 등이며, 아미노산의 라세미화 율은 물리·화학적 환경에 따라 다르고 물질마다 다르다(Wagner, 1998; Walker, 2008). 따라서 동해안 해안단구퇴적물에서는 상기와 같 은 측정가능 대상 화석 등이 지금까지 알려져 있지 않 을 뿐만 아니라 이에 대한 물리·화학적 특성 등에 대 한 선행 자료도 전무하다. 그러므로 이 방법은 우라늄 동위원소 연대측정과 동일하게 국내 해안단구 미고결 퇴적층 연령 측정에 적용하기 어렵다.
3.2. 퇴적층 연대측정결과 3.2.1.탄소동위원소
탄소동위원소연령은 MIS 3 보다 젊은 시기에 형성 된 단구 퇴적층의 시대 혹은 단구의 지표 퇴적층 시기 를 규명할 수 있다. Kim(1973)은 주전리 단구(3-7m) 와 정자리 단구(10-20m)로 부터 14C 연령 1.73ky와 12.06 ky을 얻었으며 이를 바탕으로 해안단구 층서와 융기율을 결정하였다. 포항이북에서 Kim et al.(2007) 은 최하위 단구로부터 4.5ky를 보고하였다(Table 4).
그 후 정자리(산하동)에 위치한 제2단구 퇴적층에서 30–35ky 탄소동위원소 연령을 얻었으며(Choi et al., 2008), 포항과 죽변의 제2단구 퇴적층에서는 14.8–48.5ky 범위 값이 있다(Kim et al., 2005)(Tables 4, 5).
강릉-부산간 동해안 해안단구 검토 415
3.2.2.고지자기
Lee(1987)는 고지자기측정으로 소위 월성해안의 해 안단구 층서를 설정하였다. 해안단구 고도 약 40m에 서 측정된 고지자기는 현재와 동일한 정자극 방향을 지시하고 있기 때문에 0.73Ma보다 후기의 브르네스 정 자극기(Brunhes Magnetozone)를 의미한다고 하였다.
따라서 월성단구(35-42m)를 중기 플라이스토세에 대비 하였고 이보다 상위 것은 순차적으로 전기 플라이스토 세와 플라이오세로 각각 설정하였다. Shim(2006)는 포 항시 동해면 마산리 해안단구(23-24m) 퇴적층으로부터 111-117ky를 지시하는 블레이크사건(Blake excursion
event)을 근거로 마산리 해안단구 23-24m의 형성시기 가 MIS 5e임을 규명하였다.
3.2.3. OSL(Optical Stimulated Luminescence) OSL은 국내 해안단구 형성시기를 규명하는데 매우 중요한 역할을 하였으며 향후에도 이보다 더 좋은 방 법이 발명될 때까지 화석이 없는 미고결퇴적층의 연령 을 측정할 수 있는 유일한 방법이다. 국내에서 OSL은 150ky 이내 단구 퇴적층을 주로 규명하였으나, 예외적 으로 단일입자 OSL 방법에 의해 수렴단층의 단구 퇴 적층으로부터 약 194ky 내외의 연령이 산출된 바 있
Table 3. List of published OSL age data on marine terrace sediments. Modified from Choi et al.(2008) Region Location Lab.
Sample No. Material (elevation m) Age(ky) References Remarks
Weolsung
Suryom
/ T3 beach sediment (45) 31.7±3.9
Ree et al.
[2003]
/ T3 beach sediment (45) 52.6±6.4
/ T3 beach sediment (45) 58.1±11.7
SU-1 T3 beach sediment (45) 68±4
Choi et al.
[2009]
SU-2 T3 beach sediment (45) 75±4
SU-3 T3 beach sediment (45) 92±11
SU-4 T3 beach sediment (45) 87±3
12SU-1 T3 beach sediment (45) 194±24 Heo et al.
[2014] single grain
Yangnam
WYN-1 T2 beach sediment(19-24) 48±2
Choi et al.
[2003a]
WYN-2 T2 beach sediment(19-24) 52±4
WYN-3 T2 beach sediment(19-24) 67±9
Kwansung
WKS1 T2 beach sediment(19-24) 59±6
WKS2 T2 beach sediment(19-24) 61±4
WKS-3 T2 beach sediment(19-24) 68±4 WKS-4 T2 beach sediment(19-24) 68±3 WKS-5 T2 beach sediment(19-24) 71±5
Gori
Waesung WKR-5A T3 alluvial sediment (17-22) 112±7 WKR-5B T3 alluvial sediment (17-22) 106±8 Nasa-ri WKR-8A T2 beach sediment (8-11) 67±4
WKR-8B T2 beach sediment (8-11) 62±5
Bihag WKR-9A T2 beach sediment (8-11) 55±3
WKR-9B T2 beach sediment (8-11) 57±5
Daebo Oryu
OR1 T2 beach sediment (8-11) 52±5
Choi et al.
[2003b]
OR3 T2 beach sediment (8-11) 55±12
OR4 T2 beach sediment (8-11) 56±5
OR5 T2 beach sediment (8-11) 64±3
OR6 T2 beach sediment (8-11) 65±6
OR 21 T2 beach sediment (8-11) 49±74 OR 22 T2 beach sediment (8-11) 34±5 OR 23 T2 beach sediment (8-11) 52±7 OR 24 T2 beach sediment (8-11) 52±5
다(Table 3). 지금까지 보고된 자료를 토대로 동해안의 해안단구퇴적층의 OSL연령은 크게 두 개의 군으로 나 눌 수 있다(Fig. 2). 첫 번째 군은 3단구의 최대 연령 은 127ky 이며 102-119ky 사이에 집중되어 있다. 두 번째 군은 2단구의 최대 연령은 95ky이며 49-80ky범
위를 갖는다. 미발표된 OSL 자료(Table 5)들도 기 발 표된 자료들과 유사한 경향을 보이고 있다(Fig. 3). 최 근 Hong(2014)에 의하여 제시된 장석 IRS와 PIR- IRSL 결과들은 150ky 이상의 기존 석영 OSL 보다 오래된 연령들이 산출되었다(Fig. 3). 지금 까지 발표된 Table 3. Continued
Region Location Lab.
Sample No. Material (elevation m) Age(ky) References Remarks
Pohang
Woomok-ri
PH-1 beach pebbles and corase sands (8-10) 58±3
Shin et al [2016]
PH-2 beach sand (8-10) 71±6
PH-3 beach sand (8-11) 95±13
/ T2 beach sediment (13) 78±4
Kim, J.W. et al.
[2005]
/ T2 beach sediment (13) 74±5
/ T2 beach sediment (16) 73±3
Yonghan
YH01 T3 beach sediment (35) 64±6
Choi et al.
[2009]
YH02 T3 beach sediment (35) 92±6
YH03 T3 beach sediment (35) 93±7
YH04 T3 beach sediment (35) 108±6
YH05 T3 beach sediment (35) 102±5
NYH01 T3 beach sediment (35) 104±6
NYH02 T3 beach sediment (35) 114±7
NYH03 T3 beach sediment (35) 127±12
YH06 T2 beach sediment (15) 51±2
YH07 T2 beach sediment (15) 53±3
NYH04 T2 beach sediment (15) 80±4
NYH05 T2 beach sediment (15) 77±4
NYH06 T2 beach sediment (15) 73±3
YH09 T1 beach sand (4) 0.09±0.01
YH10 T1 beach sand (4) 0.11±0.01
/ T3 beach sediment (32) 127±12
Kim et al.
[2005]
/ T3 beach sediment (32) 123±09
/ T3 beach sediment (34) 104±06
/ T3 beach sediment (33) 114±07
Youngduk- Jukbyun
Hujung
0411UL-1 T1 beach sand (5.5) 32±3
Kim et al.
[2007]
0411UL-2 T1 beach sand (6) 73±4
0411UL-3 T1 beach sand (6.5) 73±5
HJ-2 T2 beach sediment (16.5) 69±4 0411UL-4 T3 beach sediment (30) 119±15 0411UL-5 T3 beach sediment (34) 111±09 0411UL-6 T3 beach sediment (31.5) 45±04 0411UL-7 T3 beach sediment (32) 40±03
Jukbyun JB-3 T3 beach sediment (36.5) 35±03
Gangreung Anin ANIN01 beach sand (23) 117±6
Lee et al. [2015]
ANIN02 beach sand (23) 129±8
Sokcho Ayajin AYJ-T-1 beach sand (17) 66±3
AYJ-T-2 beach sand (17) 70±4
강릉-부산간 동해안 해안단구 검토 417
OSL 자료들을 종합하여 보면, 2단구와 3단구의 형성 시기는 각각 MIS 5a와 MIS 5e으로 해석된다. 그러나 4단구의 OSL 연대 결과는 일관성을 보이지 않아 단구 형성시기를 결정하기 어렵다.
3.2.4. 테프라
Inoue and Choi(2006)는 울산시 북구 산하동, 월성 원전 인근지역, 포항시 장기면 신창리, 포항시 흥해읍 용한리 등지에서 Ata와 Aso-4 테프라를 발견하고, 저 Table 4. List of published 10Be and 14C age data on marine terrace sediments
Region Location Lab. Sample No. Material(elevation m) Method Age (ky) References South coast
of Gangreung
Jeongdongjin
JDJ103 Qz rich bedrock(65)
10Be
211±20
Lee et al.
[2015]
JDJ104 Qz rich bedrock(66) 159±23
JDJ201 Qz rich bedrock(67) 224±30
JDJ202 Qz rich bedrock(68) 253±27
Jukbyun Hujung
Hu-P-1 T1 beach sand (6)
14C
4.42±0.04
Kim et al.
[2007]
Hu-P-2 T1 beach sand (6) 4.48±0.04
Hu-P-3 T1 beach sand (6) 4.58±0.04
Pohang
Woomok-ri
/ T2 beach sediment (18.5)
14C
14.8±0.06
Kim et al.
[2005]
/ T2 beach sediment (17.6) >48
/ T2 beach sediment (17) >49
/ T2 beach sediment (17) 34.4±0.2
Yonghan / T2 beach sediment (25) 38.6±0.19
/ T2 beach sediment (20) 48.5±1.2
Fig. 2. Compilation of published OSL dating for sediments of the T2 and T3 marine terraces. Ages represent minimum values for the timing of terrace platform forming. The oldest ages for the T2 and T3 terrace sediments are 80 and 127 ky in the circles, respectively(arrows).
Fig. 3. Compilation of unpublished OSL and IRSL dating for sediments of the T2 T3 and T4 marine terraces. The oldest OSL ages for the T2 and T3 terrace sediments are 79 and 128ky almost the same as the published ones. IRSL dating results are older than OSL.
위면 II(10m)와 저위면 I(20-25m)을 각각 MIS 5c 와 MIS 5e에 대비하였다. 그러나 Choi et al.(2008)은 한 반도에 Ata 와 Aso-4의 독립적 테프라 층 준이 없다 는 것을 이유로 재 퇴적된 입자 일 가능성을 제시하였
다. Inoue and Choi(2006)의 연구 이후 최근까지 Ata 와 Aso-4 테프라를 동해안을 포함한 타 해안지역에서 보고 된 바 없어 상기 테프라 연대를 근거로 동해안 해안단구층서를 설정하기는 어렵다.
Table 5. List of unpublished OSL, radiocarbon, and paleomagnetic age data for marine terrace sediments. Modified from Choi et al.(2008)
Region Location Lab.
Sample No. Material(elevation m) Method Age (ky) References Remarks
Weolsung
Eubchun
EP1 T3 beach sediment(40)
OSL
67±5
KHNP [2002]
EP2 T3 beach sediment(40) 61±7
TR2A T3 sand patch(40) 69±5
TR2B T3 sand patch(40) 63±12
Suryum
12SU-1 T3 beach sediment(45) 87±6
/ T3 beach sediment(45)
OSL
20±9 - 18±8
Choi et al.
[2008]
Jeongja-ri
/ T2 beach sediment(19-24) >62±4 / T2 beach sediment(19-24) >60±4
/ T2 beach sediment(19-24) 113±39
/ T2 terrace peat(19-24)
14C
30.17±0.16
/ T2 terrace peat(19-24) 32.73±0.22
/ T2 terrace peat(19-24) 35.73±0.3
Daebo
Ipam-ri / T3 dune sand(23-24)
OSL
100±5
Kim et al.
[2005]
/ T3 dune sand(23-24) 99±7
Masan-ri
/ T3 dune sand(23-24) 119±8
/ T3 dune sand(23-24) 111±5
/ T3 dune sand(23-24) 116±7
/ T3 dune sand(23-24) 107±8
MS
(27-257cmbs) T3 dune sand(23-24) Paleomagnetism 117.1±1.2
~111.8±1.2
Shim [2006]
Blake event Oryu KR-GP-1A T2 beach sediment(9-11)
OSL >52±3 Choi et al.
[2008]
KR-GP-1B T2 beach sediment(9-11) 50±7
Pohang
Woomok-ri
1104UM-1 T2 beach sediment (7.6)
OSL
79.3±2.6
Hong [2014]
Qz
1104UM-1 T2 beach sediment (7.6) 76.3±3.0 IRSL
1104UM-1 T2 beach sediment (7.6) 113.7±17.7 PIR-IRSL
1104UM-G T2 beach sediment (7.9) 97.6±10.4 IRSL
1104UM-G T2 beach sediment (7.9) 171.9±48.6 PIR-IRSL
Yonghan
1105YH-1 T2 beach sediment (11.0) 31.4±1.0
Hong [2014]
Qz
1105YH-1 T2 beach sediment (11.0) 28.0±1.6 IRSL
1105YH-1 T2 beach sediment (11.0) 56.0.0±5.5 PIR-IRSL
Youngduk- Hupo
Chilbosan
1105CBS-1 beach sediment (10.3)
OSL
78.3±3.7
Hong [2014]
Qz
1105CBS-1 beach sediment (10.3) 72.7±7.5 IRSL
1105CBS-1 beach sediment (10.3) 108.3±11.1 PIR-IRSL
Geumkog
1105GG-1 beach sediment (21.2) >44
Hong [2014]
Qz
1105GG-1 beach sediment (21.2) 124.5±25.3 IRSL
1105GG-1 beach sediment (21.2) 165.8±12.4 PIR-IRSL
1105GG-2 beach sediment (23.9) >41 Qz
1105GG-2 beach sediment (23.9) 122.1±24.9 IRSL
1105GG-2 beach sediment (23.9) 185.9±14.8 PIR-IRSL
강릉-부산간 동해안 해안단구 검토 419
3.2.5. 연대 종합 토의
국내에서 수행된 해안단구 퇴적층 연령들은 대부분 이 OSL 결과들이며, 그다음이 탄소동위원소 연령이다.
이외에 고지자기, 테프라, 10Be 등에 의한 연대들이 보 고되어 있다(Tables 3-5). 해안단구퇴적층의 연령 결과 들을 종합하여 보면, Inoue and Choi(2006)의 테프라 연대와 Lee(1987)의 고지자기 연대, OSL 연령, Shim(2006)의 고지자기연대들은 서로 일치하지 않는다.
특히 테프라와 Lee(1987)가 제안한 고지자기 연대층서 는 OSL 연령과 Shim(2006)의 고지자기연대보다 오래 된 시기를 지시하고 있다. 그리고 테프라나 Lee(1987) 의 고지자기 연대가 다른 지역의 해안단구에서 발표된 바 없어, 이들 결과를 동해안 전 지역에 적용하기 어 렵다. 반면, OSL과 탄소동위원소 측정 연령 결과들은 동해안 전역에 걸쳐 보고 있다. 강릉-부산 만 해안단구 퇴적층에서 보고되어 있는 OSL 연령 결과들은 일관되 Table 5. Continued
Region Location Lab.
Sample No. Material(elevation m) Method Age (ky) References Remarks
South coast of Gangreung
Mugho
1205MH-1 T3 beach sediment (30.2)
OSL
126.1±10.1
Hong [2014]
Qz
1205MH-1 T3 beach sediment (30.2) 127.5±24.6 IRSL
1205MH-1 T3 beach sediment (30.2) >173 PIR-IRSL
1205MH-2 T3 beach sediment (29.2) 128.0±14.0 Qz
1205MH-2 T3 beach sediment (29.2) 124.1±14.0 IRSL
1205MH-2 T3 beach sediment (29.2) >166 PIR-IRSL
1205MH-3 T3 beach sediment (28.2) 112.1±7.7 Qz
1205MH-3 T3 beach sediment (28.2) 125.3±24.0 IRSL
1205MH-3 T3 beach sediment (28.2) >166 PIR-IRSL
Jeongdongjin
1205JDJ-1 T4 beach sediment (58.6)
OSL
>110
Hong [2014]
Qz
1205JDJ-1 T4 beach sediment (58.6) 220.6±23.5 IRSL
1205JDJ-1 T4 beach sediment (58.6) >273 PIR-IRSL
1205JDJ-2 T4 beach sediment (59.6) >106 Qz
1205JDJ-2 T4 beach sediment (59.6) 185.1±19.6 IRSL
1205JDJ-2 T4 beach sediment (59.6) >235 PIR-IRSL
1205JDJ-3 T4 beach sediment (59.1) 215.8±40.8 IRSL
1205JDJ-3 T4 beach sediment (59.1) >458 PIR-IRSL
Sfo T4 beach sediment (60-80) >132 Qz
Sfo T4 beach sediment (60-80) 187.6±5.3 IRSL
Sfo T4 beach sediment (60-80) >238 PIR-IRSL
Anin
1205SME-1 T3 sand (29.7)
OSL
>85
Hong [2014]
Qz
1205SME-1 T3 sand (29.7) 128.3±24.5 IRSL
1205SME-1 T3 sand (29.7) >187 PIR-IRSL
1205SME-2 T3 sand (29.7) >92 Qz
1205SME-2 T3 sand (29.7) 124.1±25.3 IRSL
1205SME-2 T3 sand (29.7) >197 PIR-IRSL
1205SME-G T3 sand (28.7) 133.7±13.9 IRSL
1206SME-G T3 sand (28.7) >174 PIR-IRSL
1205-BHS-1 T2 sand (12.5) 75.3±4.2 Qz
1205-BHS-1 T2 sand (12.5) 88.7±9.2 IRSL
1205-BHS-1 T2 sand (12.5) >128 PIR-IRSL
1205-BHS-2 T2 sand (12.5) 78.2±17.2 Qz
1205-BHS-2 T2 sand (12.5) 107.7±21.0 IRSL
1205-BHS-2 T2 sand (12.5) >141 PIR-IRSL
1205-BHS-G T2 sand (12.2) 111.3±22.8 IRSL
1205-BHS-G T2 sand (12.2) >150 PIR-IRSL
게 3단구는 MIS 5e, 2단구는 MIS 5a를 지시하고 있 다. 동해안 전 역에 걸쳐서 산출된 OSL연령들과 구정 선 고도들을 서로 대비하여 해안단구 형성시기를 정하 는 것이 현재로서는 가장 합리적이다. Shim(2006)의 고지자기 연구결과도 이를 뒷받침하고 있다.
4. 해안단구
4.1. 해안단구 분포
동해안을 따라 발달하는 해안단구는 강릉에서 포항 이북까지 간헐적 분포를 하고 있는 반면, 남동해안인 포항이남-기장에서는 수조의 해안단구가 계단상으로 발 달하고 있을 뿐만 아니라 측방으로도 잘 연장되어 있 다. 따라서 남동해안지역의 해안단구는 많은 연구가 이 루어져 있는 반면, 강릉-포항이북에서는 Oh(1981) 이 후 2000년대 초까지 구체적인 연구가 거의 없었다.
남동해의 해안단구 연구 자료들이 많이 있지만, 그 들의 연구결과들은 매우 다양하다. 그러나 해안단구의 구정선 고도와 단구 수만을 고려하여 본다면 크게 3가 지로 연구결과를 나눌 수 있다(Table 1). 예를 들어, 첫째(Table 1; 노란색 열), Kim(1973)과 Lee(1987)의 연구결과로 단구형성시기 해석은 다르나 단구분류와 고 도에 있어서 유사하다. 두 번째(Table 1; 쑥색 열), 포 항에서 방어진 사이를 연구한 Inoue and Choi(2006) 와 Kim et al.(2008)의 연구 결과로서 구정선고도, 단 구 분류 방법과 수가 유사하고 해안단구 형성시기도 두 저자 모두 중기 플라이스토세 이후로 해석하였다.
세 번째(Table 1; 파란색 열), Oh(1981)와 Choi et al.(2008)의 호미곶-진하의 해안단구로 서로 단구분류가 유사할 뿐 만 아니라 방어진을 중심으로 양 지역간의 구정선 고도가 상이함을 언급하였다. 3개의 서로 다른 연구 결과들을 종합하여 보면 공통적으로 포항이남지 역에서는 4-5조의 해안단구 발달하고 있지만, 이들 중 고도 75m 이상의 해안단구에 대해서는 연구자들 마다 서로 달라 이에 대한 재조사가 필요하다.
한편, 강릉-포항이북까지의 해안단구 연구는 Oh(1981), Kim(2005; 2006; 2007), Hong(2014) 등에 의해 주로 이루어졌다(Table 2). Kim(2005; 2006; 2007)의 해안 단구 분포는 Oh(1981)가 제시한 구정선 고도 범위를 크게 벗어나지 않을 뿐 만 아니라 형성시기도 거의 일 치한다. 이들 연구결과를 종합하여 보면 포항이북에서 는 해안단구가 4-5조가 발달하고 이중 1과 2단구의 구 정선 고도는 각각 5m, 10-20m로 정하고 있다. 3단구 는 20-40m 범위이고 고도 40m 이상 해안단구는 저자
들 간에 그 분류가 상이하다. 특히, Yoon et al.(2003) 은 40m 이상의 해안단구를 5조 이상의 평탄면으로 분 류하고 중기 플라이스토세에 대비하였다.
4.2. 해안단구 단면도 해석
강릉에서 부산까지의 해안단구 구정선 고도를 N10°E 선상에 투영한 단구 단면도를 작성하였다(Fig. 4). 투영 된 구정선고도의 자료들은 여러 학자들의 해안단구도 에서 제시된 고도들 이다. 또한 범위 값으로 주어진 구정선 고도는 중간 값을 택하여 단면도에 투영하였다.
이 단면도에서는(Fig. 4) 5조 이상의 해안단구가 발달 하고 있는 것으로 나타나며 지역에 따라 그 단구수가 다를 뿐 만 아니라 고도차를 보여주고 있다. 예를 들 어, 울산시 서생면 진하에서 포항시 동해읍 호미곶 까 지는 연속적으로 5조가 발달하며, 포항시 흥해읍 용한 리 이북부터 속초까지는 3-4조 내외로 간헐적이다. 또 한 2와 3단구의 구정선 고도를 추적하여 연결하여 보 면 일정한 고도를 유지 하지 못하고 상승(융기)과 하강 (침강)하는 양상을 보여준다(Fig. 4). 이들이 보여주는 구정선 고도의 상이성에 따라 >300km의 해안역을 4 개의 지역으로 나눌 수 있다; 강릉-용한리(I), 호미곶–
나정(II), 나정-방어진(III), 왜성-부산만(IV) (Fig. 4).
(I) 강릉-용한리
이구간은 직선거리로 약 180km 이다. 해안단구 3-4 조가 간헐적 분포를 하고 있지만 1단구와 2단구의 구 정선은 측방으로 잘 연장되고 있는 편이다. 1단구의 구 정선 고도는 용한리 이남보다 높으며 대부분 5m 내외 이다(Table 2). 2단구의 구정선 고도는 평균 16-17m 내외이고 3단구부터는 구정선 고도가 다양하다. 다양 한 3단구의 구정선 고도 추세선을 고려하여 볼 때, Kim(2005; 2006; 2007)의 35m 내외가 합리적인 것으 로 보여 진다. 그러나 강릉-용한리에서는 1과 2단구가 타 지역에 비해 높을 뿐 만 아니라, 2단구 구정선고도 가 북으로 가면서 상승하는 추세를 보이는데 반해 3단 구는 하강 추세를 보이고 있어 2단구 양상과 불일치하 고 있다. 이와 같은 불일치성은 3단구 형성시기에만 일 어난 지구조 운동이 있었음을 의미하거나, 2와 3단구 의 구정선 고도 중 어느 하나가 잘못된 값 일수 있다.
용한리, 병곡, 죽변 등지 에서는 두꺼운 풍성 사구층이 2와 3단구를 덮고 있는 것이 특징이다. 이보다 상위의 것으로 보이는 정동진 단구는 구정선고도의 범위가 너 무 넓어서 3단구 보다 높은 고도의 상위 단구들은 모 두 정동진 단구에 해당된다. 이와 같이 단구의 구정선
강릉-부산간 동해안 해안단구 검토 421
고도 범위가 큰 것은 두 가지로 해석된다. 첫째, 지역 내에서 발생한 지각운동에 의하여 지엽적 융기와 침강 이 일어남에 따라 동일시기 단구이나 다양한 고도로 발달한 것으로 해석된다. 둘째, 서로 형성시기를 달리 하는 2조 이상의 단구가 한조의 정동진단구로 판단될 수 있다. 따라서 포항 이북지역에서 발달하고 있는 50m 이상의 고위면 해안단구들에 대한 검토가 필요하다.
(II)호미곶-나정(대보지괴)
이곳은 직선거리로 약 30km 이다. 5조의 해안단구 가 발달하고 있으며 강릉-용한리(I)보다 구정선 고도들 은 낮다. 단구 별 구정선 고도는 1단구 1m 이하, 2단 구 10m, 3단구 하위면 20m, 3단구 상위면 30m, 4단 구 40-50m 이다. 1단구는 현 해수면직상위에 있으며 박층의 퇴적층이 있거나 퇴적층이 없는 기반암 평탄면
이다. 그러나 영일만과 인접하고 있는 1단구에는 두꺼 운 퇴적층이 발달하기도 한다. 2단구 평탄면을 따라서 구도로가 건설 되어 있었으며, 2와 3단구를 구분 짓는 단구애가 명확하다. 3단구는 하위면과 상위면 등 2조 로 나눌 수 있으나 때로는 이 2조를 구분 짓는 단구 애가 불명확하다. 이곳의 3단구는 매우 넓게 발달하고 있어 최종 간빙기 특징을 보이고 있지만 영일만과 인 접하는 2-3 단구는 매우 협소하다. 호미곶-나정의 4단 구는 전반적으로 매우 협소할 뿐만 아니라 간헐적 분 포를 한다. 마산리-호미곶-구만리 일대 2와 3단구에는 용한리 단구와 유사하게 사구층으로 덮혀 있다. 호미 곶-나정에는 2와 4단구를 각각 자르고 있는 구만단층 과 하정단층이 있으며 모두 역단층운동감각을 보인다.
특히, 4단구를 자르고 있는 하정단층의 수직 변위량은 180cm이다(Choi, 2016).
Fig. 4. Profile map of marine terraces from Gangreung to Busan Bay. The elevation of paleo-shoreline angles plotted on the north-south line striking to N10E. Paleo-shoreline elevations of each terrace vary between regions, either high or low along the East sea-coast.
(III)나정-방어진(월성지괴)
나정-방어진은 직선거리로 37km로 해안단구가 5-6 조 발달하고 있으며 호미곶-나정보다 구정선 고도가 높 고 강릉-용한리와 유사하다. 이곳의 1단구는 3-5m, 2 단구 20m, 3단구 하위면 30m, 3단구 상위면 45m 그 리고 4단구는 60m 이상이고 5단구는 75m 이다(Kim, 1973; Lee, 1987). 이곳도 2와 3단구를 구분 짓는 단 구애가 명료 하며 2와 3단구 평탄면에는 두꺼운 해빈 자갈층이 퇴적되어 있다. 2단구는 협소한 반면 3단구 는 매우 넓다. 나정-방어진의 2단구 해빈 자갈은 매우 신선하지만 3단구 해빈 자갈은 풍화되어 있어 쉽게 부 스러진다. 또한 3단구를 자르고 있는 읍천단층과 수렴 단층이 발달하고 있으며 모두 역단층이다.
(IV) 왜성-부산만(고리지괴)
이곳은 직선거리가 약 45km로 3-4조의 해안단구가 발달하고 있으며 이들의 구정선 고도는 나정-방어진보다 낮고 호미곶-나정과 비슷하다. 왜성-부산만의 구정선 고 도가 호미곶-나정과 유사한 양상을 보이지만 단구 분포 양상은 다르다. 최하위단구는 퇴적층이 결여된 기반암 평탄면이며 그 높이는 약 0.5-2m이다(Oh,1981; Choi et al., 2008). 그리고 2단구 10m, 3단구 하위면 20m, 3 단구 상위면 30m 이하이다. Oh(1981)의 월래, 신암리, 광안리 단구는 Choi et al.(2008)의 2, 3, 4단구에 각각 대비된다. 이곳의 단구는 협소하며, 측방 연장성도 좋지 않다. 진하에서 부산 만까지는 2와 3단구 하위면이 측 방으로 연속적으로 발달하고 있지만, 3단구 상위면과 4단구는 간헐적 분포를 한다(Oh, 1981; Choi et al., 2008). 왜성-부산 만에서 2단구에서는 박층의 해빈 자 갈이 퇴적 되어있으나 3단구에서 퇴적층은 드물다.
5. 토 의 : 융기율과 지구조운동 5.1. 융기율
Kim(1973), Oh(1981)와 Choi et al.(2008) 등이 해 안단구 대부분을 후기 플라이스토세 이후로 본 것과는 대조적으로 Lee(1987), Hwang and Yoon(1996), Yoon et al.(2003)과 Inoue and Choi(2006), 그리고 Kim et al.(2008) 등은 중기 플라이스토세로 해석하였고, 융 기율도 서로 상이하다. Kim(1973)은 정자리 단구(10- 20m)에서 탄소동위원소연령 1.73±0.1ky를 얻고 이를 바탕으로 융기율을 1.1-1.4m/ky 로 계산하였다. Oh(1981) 는 동해안의 평균 융기율을 0.1-0.7m/ky로 추정하였으 며, Kim(2008)은 테프라 연대를 바탕으로 남동 지역의
융기율이 0.14-0.22m/ky임을 산정하였으며 이는 일본 열도에 비해 매우 작은 값이라고 하였다. Choi et al.(2008)은 남동해안의 해안단구를 세 지괴로 구분하고, 월성지괴가 0.3m/ky, 대보와 고리지괴가 0.2m/ky로 융 기율이 서로 상이함을 기술하였다. Choi et al.(2009) 은 포항시 흥해읍 용한리와 경주시 양남면 수렴리의 OSL 연대측정을 통해 MIS 5시기의 융기율은 0.23- 0.22m/ky로 제시하였다. 포항이북에서 Hong(2014)은 간빙기 시대별로 융기율을 계산하였으며 각각 MIS 5a 의 해안단구는 0.25m/ky, MIS 5e는 0.19m/ky, MIS 7 은 0.34m/ky이다. 결론적으로 OSL 연대측정방법이 도 입된 이래 동해안의 평균 융기율은 0.2-0.3m/ky 내외 의 값으로 수렴된다. 이와 같이 융기율이 범위 값으로 보이는 것은 융기운동이 지역마다 서로 다르게 일어났 음을 지시하거나 구정선고도와 연령측정 결과의 상이 성에서 오는 결과 일수 있다.
5.2. 지구조 운동 해석
동해안을 따라 발달하고 있는 4-5조이상의 계단상 해 안단구들은 현해수면 보다 수m 에서 수십m 위에 발달 하고 있다. 중기 플라이스토세 이후 해수면 변동곡선에 서 현재 보다 높았던 시기는 125ky MIS 5e(Siddalle et al., 2007)와 홀로세 5-6ky(Choi, 2018) 등 2회이다.
MIS 5e 시기 동안 절대해수면은 현 해수면보다 4-6m 높았으며 중기 홀로세 동안 한반도 서해의 상대해수면 은 2m 이하이거나 현 해수면 아래였다(Schnak and Pirazzoli, 1990; Siddalle et al., 2007; Choi, 2018).
한편, 현 해수면 보다 수m 내지 수십m 위에 있는 해안 단구들의 형성시기가 중기 플라이스토세 이후라는 것에 대해 대부분의 학자들이 동의하고 있다(Tables 1, 2).
그러므로 중기 플라이스토세 이후 해수면 변동곡선과 동해안 해안단구 구정선 고도를 서로 대비하여 보면 동해안이 융기되었음을 알 수 있다.
포항 이남지역에 분포하고 있는 홀로세단구의 구정선 고도는 학자들 간 유사하다(Kim, 1973; Lee, 1987;
Choi et al., 2008)(Table 1; Fig. 4). Kim(1973)은 주전리 단구 3-7m, Lee(1987)은 3-5m 그리고 Choi et al.(2008)은 방어진-나정에서 2-5m임을 기술하고 있 다. 또한 포항 이북에서도 Yoon et al.(2003), Kim et al.(2005), 그리고 Hong(2014) 등은 홀로세 단구의 구 정선 고도가 약 5m 내외임을 밝혔다. 홀로세 5-6ky시 기는 전 세계적으로 상대 해수면이 최고조였으며, 서 해 상대 해수면 고도도 약 2m 내외이거나 현해수면 아래에 있었다(Choi, 2018). 5-6ky 기간 서해의 상대
강릉-부산간 동해안 해안단구 검토 423 해수면을 2m로 가정하여도 동해안의 최하위단구 구정
선고도가 이보다 높다는 사실은 동해안의 융기를 지시 한다. 결론적으로 중기 플라이스토세–홀로세 동안 해 안단구가 융기하였으며, 이는 동해안 전역에 걸쳐 작 용한 광역적 지각운동에 의한 것으로 해석된다. 단층 운동과 같은 지각운동을 일으킨 원동력은 태평양 판 섭입에 따른 융기와 해안에 가장 근접하고 있고 빈번 한 지진 활동이 알려져 있는 후포단층계에 의한 것으 로 생각된다(Heidbach, 2018; Park et al., 2012).
Oh(1981)는 동해안의 해안단구 구정선 고도는 일정 하지 않고 남에서 북으로 가면서 높아지고 있으며, 이 는 한반도가 남서방향 쪽으로 기울어지는 비대칭적 지 각 운동으로 해석하였다. 본 연구에서는 동해안을 4개 의 지역으로 구분하였고, 이들 중 월성지괴인 나정-방 어진(Choi et al., 2008)의)이 가장 큰 융기량을 보여 주고 있으며, 그다음이 강릉-용한리이다. 반면, 대보지 괴인 호미곶-나정(Choi et al., 2008)과 고리지괴인 왜 성-부산만(Choi et al., 2008)은 유사한 구정선 고도를 보이고 있으며 전자의 두 지역보다는 융기율이 작다.
결과적으로 4개 지역의 구정선 고도는 남에서 북으로 가면서 상승과 하강이 서로 교호하는 양상을 보여주고 있다. 이는 동해안의 해안단구 구정선 고도가 상이함 에 의한 것으로 지역 간에 작용한 단층운동결과로 해 석된다. 강릉-용한리와 호미곶-나정간의 구정선고도 차 이는 이들 지괴 사이를 통과하는 북동 방향의 오천단 층 혹은 오천단층에 수반된 부수 단층운동에 의한 것 으로 추정할 수 있다. 그리고 호미곶-나정과 나정-방어 진 지역을 분할하는 것은 감포 선구조이며(Choi et al., 2008), 나정-방어진과 진하-부산만의 구정선고도차 는 울산단층이 그 역할을 하였을 것이다. 울산단층을 따라서 그 주변부에는 제4기 단층 노두 들이 많이 알 려져 있다. 울산단층 북에서부터 남으로 내려오면서 마 동-1, -2, -3단층, 진현단층, 푸르뫼, 괘릉, 말방, 개곡, 모화, 원원사단층 지점 등이 발달하고 있다(Chwae et al., 2000; Choi et al., 2014). 모든 단층들은 남북 방 향의 주향과 동쪽 경사를 하며 역단층성 운동감각을 가지고 있다. 울산단층 동쪽에 위치하고 있는 나정-방 어진은 울산단층 하반에 해당되며 단층 하반이 서향으 로 올라간 역단층성의 운동에 의하여 나정-방어진이 융 기된 것으로 해석된다.
6. 결 론
한반도는 서해, 남해 그리고 동해 등 삼면에 해안단
구지형이 발달하고 있으며 이중 동해안에 가장 잘 분 포하고 있다. 국내에 OSL 연령측정방법이 도입되면서 대부분의 OSL 연구결과들은 동해안의 2와 3단구의 형 성시기가 MIS 5 최종 간빙기임을 지시한다. 한편, 부 산에서 강릉까지 분포하고 있는 해안단구 연구 결과들 을 종합하였을 때, 해안단구는 4-5(6)조 이상 발달하고 있으며 대부분의 학자들은 최하위 단구를 제외한 상위 단구들의 형성시기가 중기 플라이스토세 이후라는 것 에 동의하고 있다. 그러므로 플라이스토세 해수면 변 동곡선과 수m 내지 수십m 이상 융기된 해안단구를 서 로 대비하여보면, 동해안은 중기 플라이스토세 이후에 해안단구를 융기시킨 광역적 지구조 운동이 작용하였 음을 알 수 있다. 또한 >300km 길이 해안을 따라 발달하는 해안단구 구정선고도가 지역 간 서로 상이하 여, 이를 근거로 동해안은 4개의 지역으로 구분할 수 있다; 강릉-용한리, 호미곶-나정, 나정-방어진, 왜성-부 산. 이들 4개의 지역은 각각 오천단층 혹은 이의 부수 단층, 감포 선구조, 울산단층 등의 지괴운동으로 인하여 지역 간 구정선고도가 상이한 것으로 판단된다. 해안 단구의 구정선고도, 단구형성시기, 해수면 변동곡선 등 을 근거로 하여 산출된 동해의 융기율은 0.2-0.3m/ky 내·외에 해당되며, 이 융기율 범위 내·외에서 지역에 따 라 편차를 보일 것을 생각된다.
현해수면 직상위에 있는 최하위 단구의 형성시기에 대하여서는 연구결과가 많지 않아 향후 이에 대한 추 가 연구가 필요하다. 강릉-용한리와 나정-방어진의 해 안단구 구정선 고도는 상위단구로 가면서 누적 변위 량이 증가하는 양상을 보인다. 그러나 Kim(2005;
2006)에 의하면 강릉-용한리에서 북으로 가면서 2단구 (MIS 5a)와 3단구(MIS 5e)의 구정선 고도가 서로 상 반된 양상을 보여주고 있다(Fig. 4). 즉, 북쪽으로 가면 서 MIS 5e의 3단구의 구정선 고도가 낮아지는 추세를 보이는 반면, MIS 5a의 2단구에서는 높아지는 경향을 보이고 있어 이들에 대한 재조명이 필요하다. 이뿐만 아니라, 3단구의 상위 단구인 4단구 이상의 단구들에 대한 구정선 고도가 연구자들마다 매우 다르게 제시하고 있어 이에 대한 재조사도 필요하다. 동해안지역의 최근 세 지구조운동을 보다 확실하게 규명하기 위해서는 조사 자료가 부족한 지역들에 대한 추가 조사가 요구된다.
사 사
본 연구는 국토해양부 국토해양기술연구개발사업(해 양분야)의 국가연구개발사업인 “동해남부 해저활성단
층연구 및 해저지진발생 가능성 평가(과제코드 NP2018- 018)”와 국민안전처 재난관리지원기술개발의 국가연구 개발사업인 “한반도 단층 구조선의 조사 및 평가기술 개발(과제코드NP2017-037)” 과제의 지원으로 수행되 었습니다.
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