Fault zone classification and structural characteristics of the southern Yangsan fault in the Sangcheon-ri area, SE Korea

Q: 이 논문에서 정의한 양산단층이란 무엇인가?

한반도 남동부에 위치한 대표적인 주향이동단층 중 하나로, 특히 울산시 상천리 일대에서 단층대 분류와 지질구조적 특성이 분석되는 대상이다. 주로 우수향 주향이동 운동을 겪었으며, 일부 구간에서는 상반이 상승하는 역단층성 단층 운동의 증거가 발견되는 지질 구조이다.

Q: 양산단층 상천리 지역의 단층대 구조와 운동 특성은 무엇인가?

연구 결과, 폭 20m 내외의 단층핵을 중심으로 양측에 대규모 단층손상대와 혼합대가 발달한 구조임이 밝혀졌다. 이를 통해 양산단층은 우수향 주향이동이 우세하게 나타나면서도 동시에 역단층성 단층 운동이 수반되었음을 확인할 수 있다.

최진혁; 양석준; 김영석

doi:10.14770/jgsk.2009.45.1.9

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저자정보: 최진혁 (부경대학교) 양석준 (부경대학교) 김영석 (부경대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제45권 제1호(통권 제180호)

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일반적으로 단층대는 단층핵과 단층손상대로 구분되고, 단층핵과 단층손상대의 경계부에는 혼합대가 발달하기도 한다. 이러한 단층대는 단층의 영향을 받지 않은 모암과 구분되며, 단층대 내의 지질구조는 단층의 운동특성을 반영한다. 이 연구에서는 우리나라의 대표적인 주향이동단층인 양산단층의 남부지역에 속하는 상천리일대에 대한 선형구조 판독 및 지형분석을 실시하고, 양산단층을 가로질러 흐르는 상천천의 지류를 중심으로 한 정밀지질조사를 바탕으로 양산단층의 단층대를 분류하여 지질구조를 분석하였다. 연구지역은 양산단층을 중심으로 서측지괴와 동측지괴가 지형 및 지질학적인 차이점을 뚜렷하게 보여준다. 연구지역에서의 양산단층은 강한 파쇄작용이 일어나고 전단대가 발달하는 폭 20 m내외의 단층핵을 중심으로 소규모 단층, 습곡, 단열 및 세맥이 발달하는 단층손상대가 단층의 양측으로 각각 ＞200 m, 450 m 내외의 폭으로 발달하는 대규모 단층대(fault zone)로 나타난다. 또한 단층핵과 동측의 단층손상대 경계부에는 소규모의 전단대와 단층손상대가 반복적이고 점이적인 변화를 보이는 약 140 m내외의 혼합대가 발달하고 있다. 양산단층의 단층대에서 발견되는 전단대, 소규모 단층, 습곡 및 세맥 등의 구조요소로부터 도출된 양산단층의 운동특성은 우수향 주향이동이 우세하고 역단층성 단층 운동이 있었음을 지시하고 있다. 특히 양산단층의 부수단층인 가천 제1단층을 경계로 이단층의 서측에 발달하는 미고결 퇴적층에 존재하는 역에 대한 장축방향의 분석 결과, 단층 주변부에서는 단층면과 평행하게 수직으로 회전된 특성을 보여 이 퇴적층이 퇴적된 이후 역단층성의 단층운동이 있었음을 지시하고 있다. 이번 연구를 통해 기존에 주로 소규모 단층을 대상으로 확립된 단층대의 분류법이 양산단층과 같이 상대적으로 규모가 큰 단층대의 분류에 있어서도 비교적 잘 적용될 수 있음이 확인되었다. 또한, 이와 같이 대규모 단층의 단층대 내에 발달하는 지질구조의 특성을 밝히는 것은 주 단층의 운동사 및 운동특성을 밝히는데 매우 중요할 수 있음을 보여준다.

A fault zone is commonly classified as several distinctive components such as fault core, mixed zone and damage zone. Accompanying structures in fault zones are related to the general characteristics of main faults. The Yangsan fault (YSF) is one of the major strike-slip faults in Korea, located in the southeastern part of the Korean peninsular. In this study, a cross-fault classification of the Yangsan fault zone(YSFZ) is performed based on the analyses of lineaments, geomorphology and deformation structures (secondary faults, fold, fractures and veins) around the fault zone to interpret the characteristics of the YSF in Sangcheon-ri, Ulsan. These analyses display geomorphic and geologic differences between both blocks of the YSF. The YSFZ can be divided into three general categories depending on the characteristics of the fault-related rocks across the fault zone; 1) fault core - developing shear zones and accommodating most displacement, (2) mixed zone - developing minor shear zones and fractured bedrocks between fault core and damage zone, (3) fault damage zone - developing secondary faults, folds, and veins in fractured bedrocks. The analyses of the structures in the YSFZ indicate that the YSF has experienced predominant right-lateral strike-slip and thrust movements. In the western side of the main fault, Cretaceous sedimentary bedrocks thrust over young Conglomerate deposits along an east-dipping reverse fault. The long axes of the pebbles in the conglomerate deposits show a preferred orientation near the fault plane, which is sub-paralleled to the YSF. This indicates that the reverse movement along the secondary fault in the YSFZ occurred after the deposition of the conglomerates. Well-defined cross-fault classification for small-scale fault zones can be applied to the classification of large-scale faults such as the YSF. The result also indicates that the interpretation of deformation structures in large-scale fault zones is very important to understand the characteristics of the main faults.

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