당진 단층은 북동 10° 주향의 수직 단층으로, 1989년 한국지질자원연구원의 1:5만 지질도 당진-장고항 도폭에서 그 존재가 처음으로 보고되었다. 단층선을 경계로 서부가 하강하고 동부가 상승한 수직단층으로 추정되며, 현재 추적된 당진 단층은 충청남도당진시석문면 석문호에서 시작하여 남쪽으로 홍성군 서부를 통과해서 보령시천북면으로 약 48 km 연장된다. 당진시고대면과 당진읍의 역천을 따라서 남쪽으로 연장되는데 역천 주변은 평야 지역으로 단층면을 찾기가 어려우며, 서산시운산면으로 이어지면서 서해안 고속도로와 평행하게 연장된다. 당진 단층은 서산시에서도 대부분 낮은 구릉 지대와 작은 평야지대를 통과하기 때문에 단층면을 발견하기가 어려우며, 서산시에서 운산면, 해미면, 고북면내를 통과한다. 이후 홍성군갈산면과 서부면으로 이어지며, 홍성군과 남쪽의 보령시에서는 비교적 높은 구릉 지대를 통과하기 때문에 당진 단층의 단층면을 찾을 가능성이 높지만 단층면이 노출된 노두는 없다.[3]
한국지질자원연구원의 5만 지질도 당진-장고항 도폭에 의하면, 북동 10° 주향으로 추적되는 단층으로 서부가 하강아고 동부가 상승한 수직 단층으로 생각되나 단층선을 따라 제4기 충적층이 덮인 관계로 확실한 이동은 알 수 없다.[4] 1999년 대부도 도폭에 의하면, 이 단층은 석문호에서 북쪽으로는 남양만 해저를 지나 화성면송산면 지역으로 연장되는 것으로 보인다.[5]
노두
다음은 한국지질자원연구원이 2012년 발간한 보고서에 제시된 당진 단층의 노두 위치이다.[1]
이기화(1986)는 지진이 홍성읍을 북동 65°의 주향으로 지나는 선구조(lineament)와 관련있다고 언급함으로서 간접적으로나마 단층의 존재를 암시하였다.[9]
권병두 외(2003)는 홍성군 지역의 단층대를 가로질러 전기 비저항 탐사를 실시하였으며 예상단층선을 따라서 뚜렷한 저비저항대가 깊게 발달하는 것을 확인하였다. 단층이 지속적으로 활동하면 단층대를 따라 지하수 등 유체의 흐름이 활발하게 발생하고 이로 인해 저비저항대가 발달하며 이에 근거하여 홍성 단층이 최근까지도 지진을 일으키는 활동 중인 단층으로 추정하였다.[10]
2016년 11월 13일에는 보령시 북북동쪽 4 km 지역에서 규모 3.5의 지진이 발생했다.[11] 인근의 주포면과 천북면을 각각 홍성 단층, 당진 단층이 통과하나 이 지진과 단층과의 관계는 불분명하다.
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