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김민철(Min-Cheol Kim),정래윤(Rae-Yoon Jeong),강경걸(Gyeong Geol Gahng),손문(Moon Son) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
포항시 남구 호미반도 일원의 지질도 작성, 암층 분대, 구조요소 측정, 화산암 연대 분석 결과를 종합하여 이 지역의 마이오세 지각변형 특징을 규명하고자 하였다. 연구지역은 김민철(2018)에 의해 장기분지 구룡포 소분지로 제안되었으며, 그는 이곳의 전기 마이오세 암석이 한반도 남동부 육상의 최고기의 마이오세 분지충전물임을 보고하였다. 이들 암석은 암상, 화산암의 조성과 산상, 야외 횡절관계에 따라 하부로부터 중흥리층, 구룡포층, 공개산데사이트질암, 뇌성산현무암질암으로 구분된다. 중흥리층과 구룡포층은 대체로 남쪽으로 경사지고 상부로 갈수록 경사각이 얕아지는 경향을 보인다. 분지충전물의 하부는 데사이트질 응회질 물질을 다량 포함한 쇄설성 각력암과 이에 협재된 데사이트질 응회암(중흥리층)으로 구성된다. 상부로 갈수록 데사이트질 응회암의 비율이 급격히 높아지며 데사이트질 응회암과 응회질 퇴적암의 교호층(구룡포층)이 하위 지층을 정합으로 두껍게(>2.5 km) 피복한다. 퇴적암은 국지적으로 산출되는 역암과 사암이 주를 이루나, 층후 0.5~5 m 두께의 암회색 이암도 도처에 협재된다. 공개산데사이트질암은 분출과 관입 산상의 데사이트로 구성되며, 용암류, 맥암류, 집괴암 등 다양한 암상을 포함한다. 이들 암석은 뇌성산현무암질암에 의해 부정합 피복 및 관입된다. 구룡포소분지의 취성구조요소는 방향성에 따라 (1) 서북서 내지 동서, (2) 북동, (3) 북북서 방향으로 구분된다. 서북서 내지 동서 방향의 서북서 내지 동서 방향 정단층계와 맥암류는 분지 내에서 구룡포소분지에만 분포하는 것들로 분지 북쪽의 경계단층과 분지 내부의 소규모 성장단층 그리고 분지 내외 도처에서 관찰되는 데사이트질 암맥을 포함한다. 이들은 북동 방향의 정단층과 현무암질 암맥에 의해 절단되며, 데사이트질 용암류들도 후기의 현무암질 용암류에 의해 부정합 피복된다. 한편, 북북서 방향의 우수향 주향이동 단층은 소분지 남서부를 경계한 단층이며 횡인장형 꽃구조를 형성하고 있다. LA-MC-ICPMS 저어콘 연대측정 결과 구룡포층과 공개산데사이트질암의 데사이트질 화산암은 약 23.0-22.4 Ma의 연대를 보이는 반면, 분지 내 다른 지괴의 데사이트질 응회암은 약 21-20 Ma의 연대를 보인다. 현무암질 화산암은 약 20-17 Ma로 기존에 보고된 바 있다. 이번 연구를 통해 새로이 제안된 암층서에 근거하여 기존의 암석 잔류자기 분석 결과를 재분류한 결과, 기반암은 51.8°, 범곡리층군 하부와 상부는 각각 32.9°와 27.0°, 장기층군은 19.7°, 연일층군은 6.7°시계방향으로 수평지괴회전을 겪은 것으로 분석된다. 이상의 결과들을 종합하면, 호미반도는 전기 마이오세 동안 점진적으로 시계방향으로 수평회전된 것으로 해석되며, 동해의 확장으로 한반도 남동부 지역에 지속적인 우수향 전단력이 작동된 결과 해상에서 내륙을 향해 남남서 방향의 전파열개가 발생하며 분지가 확장되었음을 의미한다.
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