| 초록 |
연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ○ 활성단층 조사 ․ 평가기술 표준화 - 우리나라에 적용될 수 있는 활성단층 조사 및 평가 방법 기준 정립, 체계화를 통해 조사평가 기술의 표준화를 추진 - 활성단층 조사연구 및 지도 작성을 위한 중장기 로드맵 수립 ○ 활성단층의 조사 ․ 연구를 통한 활성단층지도 제작 - 한반도 동남권의 100개 구역(200km<sup>2</sup>/1구역)에 대한 활성단층조사 ․ 연구 수행 - 수요자 중심의 디지털 활성단층지도 개발 전체 내용 ○ 연구 대상 및 범위 - 이번 사업의 조사대상은 ‘제4기 이후 적어도 한 번 이상의 고지진에 의해 지표파열 또는 지표변형을 유발한 단층’이다. 지표파열이나 변형은 중대형 지진에 수반되는 현상으로, 과거 중대형 지진의 기록과 이력을 파악하는 것이 주요 연구 내용이다. 활성단층으로 밝혀진 단층 구간에 대하여 단층자취의 분포와 기하를 바탕으로 하나의 단층을 구조적으로 구분되는 구간으로 나누는 ‘단층 분절화’ 연구를 수행하였다. ○ 국내 활성단층 조사 ․ 평가기술 표준화 - 한반도는 판 경계에 위치한 일본이나 대만에 비해 활성단층의 변위율(slip-rate)이 낮고 중대형 지진의 재발주기(recurrence interval)가 상대적으로 길다. 이에 반해 지표지질 작용(침식․퇴적)은 활발하여, 과거 중대형 지진의 기록이 잘 남아있지 않는 편이다. 따라서 비교적 조사 방법과 절차가 용이한 판 경계 지역과는 다소 차별화된 조사전략이 요구된다. 즉, 국내 지진 및 지질환경에 적절한 단층조사 기술이 요구되어 이번 사업을 통해 한반도 단층조사 절차 표준화 연구를 수행하였다. ○ 활성단층 조사 ․ 연구를 위한 중·장기 로드맵 작성 - 우리나라의 활성단층 연구는 2016년 경주 9.12지진으로 그 중요성이 부각되었으며, 전국에 대한 활성단층 조사는 2017년부터 2036년까지 총 20년간 4단계(5년/1단계)로 계획되었다. 이번 사업은 1단계에 해당하며, 1단계 지역의 활성단층 조사와 더불어 1단계 이후 사업의 진행을 위한 활성단층 조사 중장기 로드맵에 대한 연구를 수행하였다. ○ 한반도 동남권 활성단층 조사 ․ 연구 - 한반도 동남권은 우리나라의 대표적인 단층인 양산단층, 울산단층 등이 분포하는 지역으로, 활성단층 관련 선행 연구가 집중적으로 수행되어온 지역이다. 이번 연구에서는 총 100개 구역(단위면적: 200 km<sup>2</sup>)에 대한 활성단층 조사를 수행하였다. 조사는 크게 지형분석, 구조분석, 연대분석 순으로 연계하여 진행하였다. 지형분석 및 구조분석의 경우, 총 3개 조사팀(부경대학교, 부산대학교, 한국지질자원연구원)이 전체 100개 구역을 분할하여 조사를 수행하였으며, 연대분석은 1개 조사팀(한국기초과학지원연구원)이 전체 지역에 대해 조사를 수행하였다. 이때 각 조사팀은 앞서 언급한 단층조사 표준절차서에 따라 조사를 수행하였으며, 이를 통해 전 구역에 대해 동일한 방법으로 객관적인 조사를 수행하였다. 연차별 조사구역의 수는 다음과 같다. • 1차년도: 17개 구역 • 2차년도: 21개 구역 • 3차년도: 23개 구역 • 4차년도: 23개 구역 • 5차년도: 16개 구역 • 전체(1-5차년도): 100구역 ○ 디지털 활성단층지도 시스템 구축 - 이번 연구의 주요 결과물에 해당하는 활성단층 정보를 관리 및 공개하기 위한 디지털 시스템을 구축하는 연구를 수행하였다. 조사과정에서 수집, 생산, 분석되는 모든 조사자료를 데이터베이스화하는 연구를 수행함과 동시에 웹사이트를 통한 단층정보 관리 및 공개 체계를 갖추고자 하였다. 연구개발성과 ○ 단층조사 표준절차서 - 우리나라 지구조환경에 적합한 활성단층 조사절차에 관한 ‘단층조사 표준절차서’를 개발하였다. 표준절차서는 2017년 하반기에 ‘표준 절차 및 지침서’로 최초 작성된 이후 각 분야 연구팀의 실제 조사시 발생하는 문제점 및 시행착오 등을 통해 점차 보완되는 과정을 거쳤다. 이때 연구진의 자체적인 경험과 토의뿐만 아니라 국내외 전문가 자문, 국내 활성단층 관련 기관의 서면 검토 및 설명토론회 등을 통해 개정되었다. 1단계 최종 버젼의 표준절차서는 2021년 9월에 확정되었다. - 단층조사 표준절차서 내에는 우리나라의 지구조환경, 기존 활성단층 조사, 이번 사업의 조사 목적과 대상, 활성단층의 정의와 활성단층지도의 의미, 고지진 조사의 한계점, 지진위험과의 연관성 등 활성단층 연구에서 필수적으로 소개되어야 할 내용을 기술하였다. 다음으로 지형분석부, 구조분석부, 연대분석부로 분류되는 연구체계에 대한 설명과 함께 각 분석부마다의 조사지침을 기술하였다. 분야별 가장 대표적인 조사지침으로 지형분석부에서는 선형구조의 1, 2등급 구분에 대한 기준을 정립하였고, 구조분석부에서는 활성단층의 분절, 그룹, 명명법, 지도 도시 등과 같은 여러 주제에 대한 세부 기준을 정립하였다. 연대분석부에는 시료의 채취, 전처리, 실험 절차와 더불어 연대 해석을 통한 활성단층 그룹 판정에 대한 지침을 개발하였다. ○ 활성단층 조사 ․ 연구 - 한반도 동남권의 활성단층을 조사하기 위해 가장 우선적으로 항공라이다(air-borne LiDAR(Light Detection and Ranging)) 및 과거 항공사진을 이용해 DEM(Digital Elevation Model)을 제작하고, 이를 이용하여 지형분석을 수행하였다. 이때 수목등 지형 장애물 제거 효과가 있는 항공라이다 자료는 1:100만 지질도(한국지질자원연구원)에 도시된 주요 단층(양산단층계, 가음단층계, 안동단층 등)을 중심으로 총 27세트를 획득하였는데, 항공라이다 1세트는 거리상 떨어져 있는 각각의 구역을 의미하며 각 세트별 항공촬영 면적은 60-240km<sup>2</sup> (평균 135km<sup>2</sup>)에 달한다. 지형분석 결과, 단층과 관련될 것으로 판단되는 총 3,344조의 선형구조를 추출하였고 이를 제4기 지형이 형성된 이후 단층에 의한 지표변위 판독 여부에 따라 1등급(322조)과 2등급(3,022조)으로 분류하였다. 선형구조 분석 결과를 토대로 야외지질조사를 통해 단층을 추적하였다. 총 1,457지점에서 단층(대) 노두 및 단층 관련 지형을 확인하였으며, 이러한 결과를 토대로 중점조사 구간을 설정하여 정밀 지형분석, 지구물리탐사, 굴착조사 등을 순차적으로 수행하였다. 지구물리탐사는 총 329측선에 대해 수행하였는데, 대부분은 전기비저항탐사로 탐사심도 10~100m이다. 저비저항대 또는 고비저항대와 저비저항대의 경계부를 중심으로 단층의 발달 여부를 추론하였으며, 탐사결과는 주로 굴착조사의 위치를 선정하는데 활용하였다. 굴착조사는 총 138개소에서 수행하였으며, 그 결과 39개소에서 기반암 단층, 45개소에서 미고결 퇴적층의 변위(고지진에 의한 지표파열 기록)를 확인하였다. 굴착위치 선정 및 굴착 후 미고결 퇴적층의 두께 측정 등을 위한 시추조사(총 46공)가 단속적으로 수행되었다. 미고결 퇴적층의 변위가 확인된 지점을 중심으로 총 784개 연대분석 시료가 채취되었는데, 이 중 활성단층 여부의 기준이 되는 ‘최후기 운동시기’ 규명을 최우선으로 연대분석 우선순위를 판단하여 총 430개 시료에 대한 분석을 완료하였다. 연대측정은 주로 OSL(Optically Stimulated Luminescence, 광여기루미네선스) 및 ESR(Electron Spin Resonance, 전자스핀공명) 방법을 이용하였으며, 그 밖에 방사성탄소, 우주선유발 동위원소, 방사기원 동위원소(기반암) 연대측정을 수행하였다. 그 결과, 24개 지점에서 제4기 단층의 기록을 확인하였으며, 이 지점들은 선형구조 분석 결과를 통해 단층자취의 분포와 기하를 파악하는데 활용되었다. 동시에 단층 기하의 불연속성을 기준으로 단층 분절화를 수행하였으며, 그 결과 총 14개 단층구간이 제4기 단층으로 조사되었고, 각각의 단층분절에 대한 정보(방향성, 경사, 길이, 단층종류, 최후기 운동시기, 운동횟수, 변위량, 변위률 등)를 도출하였다. 한편 12개 단층구간은 명확한 활성단층의 증거는 확인할 수 없었으나, 지형, 구조, 단층암 연대 등 간접적인 증거를 통해 제4기 단층 구간으로 추정하였다. ○ 단층조사 데이터베이스(DB) 구축 - 단층조사 표준절차서를 중심으로 단층분절을 규명한 것 외, 이번 사업의 가장 주요한 성과물 중 |
