Geometry and extension mode of the Tando Basin, Hwaseong-Ansan area, Gyeonggi-do, Korea

박무성; 임혜원; 이선갑; 손문

doi:10.14770/jgsk.2026.022

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박무성 (부산대학교) 임혜원 (부산대학교) 이선갑 (부산대학교) 손문 (부산대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제62권 제2호

발행연도: 2026.6

수록면: 267 - 285 (19page)

DOI: 10.14770/jgsk.2026.022

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탄도분지는 경기도 화성·안산시 일원에 위치한 백악기 퇴적분지로 길이 약 3.4 km (북서-남동 방향), 폭 약 2.6 km (북동-남서 방향)의 평행사변형 형태를 가진다. 본 연구에서는 분지 전역의 상세 지질도 작성, 경계단층과 내부 구조요소 분석을 통해 분지 기하와 확장형식을 규명하였다. 분지충전물은 화산쇄설물과 육성 기원 쇄설성퇴적물로 구성되며, 퇴적단위 B-D에 발달하는 주요 화산쇄설층을 건층으로 총 6개 퇴적단위(A-F)로 구분된다. 최하부 퇴적단위 A는 자색 이암·사암·역암으로 구성된 충적평원 및 선상지 퇴적층, 퇴적단위 B-D는 유문암질 화산쇄설층과 재동층, 퇴적단위 E는 호성 퇴적층, 최상부 퇴적단위 F는 유문암질 응회각력암으로 구성된다. 분지의 남동 경계에 기반암과 자색 이암이 접촉하는 북동 방향 경계단층이 관찰되며, 이 단층대 내 단층비지는 좌수향 운동감각을 보인다. 이 경계단층 인근 지층은 단층에 가까워질수록 고각으로 경동되며 경계단층과 평행한 방향으로 회전되어, 좌수향 주향이동단층운동에 의한 끌림습곡의 기하를 보인다. 분지 북서 경계에서는 지층이 경계단층과 평행하게 배열되는 특징을 보인다. 분지 북서부와 내부의 지층 경사가 상부로 갈수록 체계적으로 감소하고 분지 내부 충전물이 북북서-남남동 방향의 축을 가진 완만한 향사구조를 형성하고 있어, 탄도분지가 분지 중심을 향한 퇴적동시성 경동을 겪어 일종의 곡분의 기하를 이루고 있음을 지시한다. 분지 내부에는 남-북 주향의 공액상 퇴적동시성 정단층, 북북동 주향의 주입형 쇄설성 암맥, 남-북 및 북서-남동 방향의 방해석맥이 발달한다. 퇴적동시성 정단층의 기하와 단층면에서 확인된 이동 자료 그리고 쇄설성 암맥과 방해석맥의 기하를 이용해 고응력장을 복원한 결과, 평균 동-서 방향의 최소수평응력이 나타난다. 종합하면, 탄도분지는 북동-남서 주향의 경계단층들이 좌수향 주향이동운동을 함으로써 단층의 연결부에 동-서 방향의 인장력이 작동하여 확장된 소규모 당겨열림분지로 해석된다.

The Tando Basin is a small Cretaceous sedimentary basin in the Hwaseong-Ansan area of Gyeonggi Province, South Korea. It has a parallelogram shape of about 3.4 km in length (NW-SE direction) and about 2.6 km in width (NE-SW direction). This study elucidated the basin geometry and extension mode through detailed geological mapping and analyses of border faults and internal structural elements. The basinfills include volcaniclastic materials and terrestrial clastic sediments and are divided into six depositional units (A-F), using major volcaniclastic key layers in units B-D. The lowermost unit A comprises alluvial plain and fan deposits of purple mudstone, sandstone, and conglomerate; units B-D consist of rhyolitic volcaniclastic layers and reworked deposits; unit E comprises lacustrine deposits; and the uppermost unit F consists of rhyolitic tuff breccias. At the southeastern boundary of the basin, a NE-striking fault is exposed, where basement rocks are in contact with purple mudstone and fault gouge exhibits sinistral kinematic indicators. The strata of the basinfills adjacent to the border fault are progressively tilted to high angles and rotated parallel to the fault, forming a drag fold indicative of sinistral strike-slip faulting. Along the northwestern boundary, the strata are also characterized by parallel arrangement to the border fault. Dip angles of the basinfills systematically decrease upward in both the NW boundary area and the basin interior. Gentle syncline with an NNW-SSE axis is also recognized in the basin interior, indicating that the Tando Basin underwent a syn-depositional tilting toward the center to form a kind of geometry of trough. Within the basinfills, N-S-striking conjugate syn-depositional normal faults, NNE-striking injected clastic dikes, and N-S- and NW-striking calcite veins dominantly occur. Paleostress reconstructions using the geometry and/or slip data of these structures reveal a consistent E-W-trending minimum horizontal stress (σ<sub>Hmin</sub>) during the basin extension. Synthetically, the Tando Basin is interpreted as a small pull-apart basin extended under E-W-directed tensional stress associated with sinistral strike-slip movement of the NE-striking border faults.

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