An intraplate tectonic fault evolves with repeated seismic cycles that may exhibit multi‐mode slip behaviors (continuous aseismic sliding, slow slip with silent earthquakes, and earthquakes resulting from stick‐slip frictional instability). Here, we show long‐term (geological time scale) fault zone weakening processes and short‐term (seismic cycle scale) fault behavior of the Yangsan Fault, SE Korea, based on structural and mineralogical observations of an across‐strike fault zone sequence retrieved by inclined borehole drilling. Since the Late Cretaceous, physical and chemical weakening processes have formed a wide and complex fault zone characterized by interconnected clay‐rich fault core strands and fractured lenses. The deformation is more concentrated in the eastern block (Cretaceous sedimentary rock with felsic dikes) of the fault zone than in the western block (Paleogene granite) of the fault zone. The asymmetrical deformation pattern is controlled by the distinct properties of the different host rocks and differential fluid‐assisted reaction softening involving hydrothermal processes. Of the five main strands and numerous subsidiary strands in the wide fault zone, strand S1 between the sedimentary rock and granite has accommodated the largest displacements. In particular, the smectite‐rich, <2‐cm‐wide principal slip zone within S1 has acted as the major pathway for past seismic slip. Our findings consider that slow deformation in the sedimentary rocks formed the asymmetrical wide fault zone over long geological time, whereas that the preferential propagation of repeated seismic slip events propagated preferentially along the narrow principal slip zone of S1.

일반적으로 규모 6 이상의 지진과 관련된 단층 파열은 지표까지 전파, 확장될 수 있으며, 이 경우 지표변위가 발생한다. 따라서 제4기 지형 또는 퇴적층에 기록된 지표변위 증거는 중대규모 고지진 이력을 해석하는데 중요하다. 이번 연구에서는 우리나라의 대표적인 지질구조 중 하나인 양산단층의 제4기 운동 특성을 파악하기 위해 단층을 가로질러 발달하는 하천 주변의 제4기 하안단구에 대한 지형분석을 실시하였다. 조사지역은 양산단층 중남부에 해당하는 용장리, 교동리, 상천리, 초산리 지점으로, 정밀 지형 분석을 위해 과거 항공사진(1968년)과 항공LiDAR 기반 DEM자료(2017년)를 이용하였다. 본 연구에서는 단구면 및 단구애 분포를 지형변위지시자로 이용하였다. 지형변위지시자의 직진성이 확보된 구간을 대상으로 수평오프셋을 분석하였으며, 분석의 신뢰도를 높이고자 평균 제곱근 오차 기법을 이용하였다. 또한 단층 양측의 지형단면도를 이용하여 수직오프셋을 측정하였다. 그 결과, 최소 약 10 m 이상의 다양한 수평오프셋(용장리 지점: 19.09 ± 2.58 m, 21.92 ± 2.69 m, 교동리 지점: 195.43 ± 23.54 m, 상천리 지점: 37.53 ± 6.56 m, 초산리 지점: 9.68 ± 2.73 m, 34.44 ± 4.40 m)이 인지되었으며, 이들은 모두 우수향 운동감각을 지시한다. 반면 수직오프셋의 경우 모든 지점에서 수평오프셋을 기준으로 최대 약 10% 의 값을 보인다. 이는 제4기 하안단구 지형면의 형성 이후 중남부 양산단층을 따라 발생한 중대규모 고지진이 일부 경사이동성분을 포함하나 우수향 주향이동 단층운동이 우세했음을 지시한다. 본 연구 결과는 단층 주변에 대한 정밀 지형 분석을 통해 단층의 분포, 운동감각, 오프셋 등과 같은 중대규모 고지진 정보를 획득할 수 있음을 보여주며, 향후 지형면 연대분석에 기초한 평균 변위율을 산출하는데 기초자료로 활용될 수 있다.