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논문 : 트렌치에서의 단열분석을 통해 도출한 단열발달사 및 고응력 해석: 울산 신암리의 예
권세현 ( Se Hyeon Gwon ),김영석 ( Young Seog Kim ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.1
연구지역인 울산시 신암리 지역은 각섬석화강암을 기반암으로 하여 이를 관입하고 있는 규장질 및 고철질 암맥, 열수주입과 관련된 석영맥 그리고 단층파쇄대가 형성되어 있다. 이 지역에는 역학적으로 균질한 화강암이 우세하게 발달하는 지역이지만 지역적으로 발달한 암맥의 영향으로 불연속면을 형성하여 지반의 불안정과 단층의 재활을 유도하였다. 이러한 화강암 내 불연속면에 집중된 응력의 특성을 해석하기 위하여 우리는 N-S방향으로 트렌치를 개설하였고, 이를 통해 노출된 지질구조요소들을 활용하여 단열발달사 및 이와 관련된 고응력 방향을 추론하기 위하여 기하학적 및 운동학적 분석을 실시하였다. 이를 위해 먼저 연구지역에 발달하는 단열들 간의 상호절단관계와 인접한 지역에서 수행된 선행연구들을 토대로 구조변형사를 수립하였으며, 단열발달 시 작용한 고응력 방향을 유추하여 최대수평주응력(σHmax)과 최소수평주응력(σHmin)으로 나타내었다. 단열분석 결과 (1) 기반암인 각섬석화강암 관입 이후 적어도 NNE-SSW, ENE-WSW, E-W, WNW-ESE 방향의 단열들이 존재하였을 것으로 추정되며, 이후 (2) NNE 내지 N-S 방향의 σHmax/E-W 방향의 σHmin 하에서 NNE-SSW 및 E-W방향의 규장질 암맥이 관입하고, (3) E-W 내지 ENE-WSW 방향의 σHmax/N-S 내지 NNW-SSE 방향의 σHmin 하에서 E-W 내지 ENE-WSW 방향의 고철질 암맥이 관입하였으며, (4) E-W 내지 WNW-ESE 방향의 σHmax/N-S 내지 NNE-SSW 방향의 σHmin 하에서 열수주입과 관련된 석영맥들의 발달, ENE-WSW 방향의 주단층 우수향 운동이 있었고, (5) NNE-SSW 내지 NE-SW 방향의 σHmax/WNWESE내지 NW-SE 방향에서 작용하는 σHmin 하에서 E-W 주향의 열수관련 석영맥 좌수향 재활과 ENE-WSW 방향 주단층의 정이동성 좌수향 재활운동이 있었고, 최종적으로 (6) NW-SE 방향의 σHmax/NE-SW 방향의 σHmin 하에서 ENE-WSW 방향의 주단층은 역이동성 우수향 재활을 겪은 것으로 해석되었다. 단열발달사 및 고응력장 복원결과는 기존에 제시된 포항-울산 지괴내의 신생대 지구조운동사와 잘 대비된다. 이는 양산단층과 울산단층으로 경계된 울산단층의 남쪽 지역이 신생대에 포항-울산지괴와 유사한 지구조 운동을 겪었음을 시사한다. 이러한 연구결과는 본 연구지역과 인접한 주요 시설물의 안정성 평가 및 차후의 지진재해 대책을 수립하는데 있어 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다. The study area, located in Sinam-ri, Ulsan, in the southeastern part of the Korean Peninsula, is mainly composed of hornblende granite (ca. 65 Ma). Fracturing and reactivation of a fault striking ENE-WSW was strongly controlled by the intrusion of a mafic dyke (ca. 44 Ma), which behaves as a discontinuity in the mechanically homogeneous pluton, increasing the instability of the basement in this area. A geometric and kinematic study undertaken to interpret the faults and fractures was performed in a trench excavated almost perpendicular to the orientation of the dyke. The analysis of structural elements, such as dykes, veins, and faults, is used to infer the deformation history and to determine the paleostress orientations at the time of formation of the structures. The deformation history established based on this analysis is as follows: (1) NNE-SSW, E-W, ENE-WSW, and NE-SW trending fractures had already developed in the pluton before dyke intrusion; (2) felsic dykes intruded under conditions of σHmax oriented N-S and σHmin oriented E-W; (3) mafic dykes intruded under conditions of σHmax oriented E-W and σHmin oriented N-S; (4) dextral reactivation of the main fault associated with the development of hydrothermal quartz veins under conditions of σHmax oriented EW and σHmin oriented N-S; (5) sinistral reactivation of the main fault and high-angle normal faults under conditions of σHmax oriented NE-SW and σHmin oriented NW-SE; and (6) dextral reactivation of the main fault and NE-SW low-angle reverse faults under conditions of σHmax oriented NW-SE and σHmin oriented NE-SW. These results are consistent with the tectonic history of the Pohang-Ulsan block in the southeastern part of the Korean Peninsula, and indicates the tectonic deformation of the southern area of the Ulsan fault bounded by Yangsan fault was analogous to that of the Pohang-Ulsan area from the Cenozoic. This work greatly aids the selection of sites for critical facilities to prevent potential earthquake hazards in this area.
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논문 : 울산 매곡동 일대의 대규모 단층대 특성과 제4기 단층운동
최진혁 ( Jin Hyuck Choi ),김영석 ( Young Seog Kim ),권세현 ( Se Hyeon Gwon ),에드워즈폴 ( Paul Edwards ),레자이쏘레 ( Sowreh Rezaei ),김태형 ( Tae Hyung Kim ),임순복 ( Soon Bok Lim ) 대한지질공학회 2015 지질공학 Vol.25 No.4
울산광역시 매곡동 일대에서 새롭게 발견된 단층대의 기하학적, 운동학적 특성 및 제4기 단층운동에 대해 알아보고자 야외조사를 통한 지질구조분석을 실시하였다. 그 결과, 퇴적암이 분포하는 첫 번째 조사지점에서는 100 m 내외의 절취사면을 따라 반복층서, 소규모 단층, 단열대, 변형띠대 등이 연속적으로 관찰되고 있어, 이 지점은 대규모 단층의 손상대에 속하는 것으로 해석된다. 한편 주로 화강암 암편으로 구성된 쇄설성 퇴적층이 분포하는 두 번째 조사지점에서는 저각의 경사를 보이는 여러 조의 단층이 서로 분지 또는 결합하는 형태로 발달하고 있어 대규모 역단층이 발달하는 것으로 판단된다. 이 단층의 단층비지 내에 포함된 유기물의 방사성탄소연대에 기초해 추론된 단층의 최후기 운동시기는 33,275 ± 355년 전 이후로 제한된다. 이번 조사에서 확인된 단층대의 손상대 규모, 운동감각, 운동시기 등은 이 단층대가 연구지역 인근의 대규모 신기단층으로 알려진 울산단층 또는 연일구조선과 밀접한 관련이 있음을 시사한다. 따라서 연구지역 일대에 조성 중인 산업단지와 아파트를 비롯한 여러 시설물에 대한 지진 및 지질학적 안정성을 확보하고 이 지역에서의 지질재해에 대비하기 위해서는 보다 정밀한 구조지질학 및 고지진학 관점에서 이 단층에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. Structural analysis for a large-scale fault in Maegok-dong, Ulsan, was carried out based on filed-works to investigate the geometric and kinematic characteristics of the fault as well as its Quaternary slip. As results, a series of repeated stratigraphy, minor faults, fracture zones, and deformation band clusters are observed over a distance of about 100 m in the first studied site consisting of sedimentary rocks, which may indicate the damage zone of a large-scale fault in this site. In the second site, mainly composed of granitic clastic rocks, a large-scale thrust fault is expected based on low-angle dipping faults showing branched and/or merged patterns. Age of the last slip on this fault was restrained as after 33,275 ± 355 yr BP based on radiocarbon dating for organic material included in the gouge zone. Dimension of fault damage zone, dominant sense of slip, and age of the slip event associated with the fault suggest that these structures have a close relationship with the Ulsan Fault and/or Yeonil Tectonic Line, which are well-known large-scale neotectonic structural features around the study area. Therefore, it is necessary to study the characteristics of the faults in detail based on structural geology and paleoseismology in order to ensure seismic and geologic stability of the buildings under construction, and to prevent geologic hazards in this area.
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