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한반도 동남부 마이오세 포항분지 내 달전현무암의 층서적 의미
송철우(Cheol Woo Song),김현정(Hyeonjeong Kim),김종선(Jong-Sun Kim),김민철(Min-Cheol Kim),손문(Moon Son) 한국암석학회 2015 암석학회지 Vol.24 No.4
달전현무암은 포항분지의 발달사 해석에 중요한 의미를 가지나 야외 산상, 층서적 위치, 동위원소 연대 등에서 연구자들 간에 많은 논란이 있다. 본 연구는 이러한 논란을 해결하기 위해 상세한 야외조사를 통해 이 암석의 분포와 연일층군과의 접촉관계를 밝히고 지화학 자료를 분석하였으며, <SUP>40</SUP>Ar/<SUP>39</SUP>Ar 동위연소 연대를 측정하였다. 달전저수지 주변에는 연일층군과 관입접촉 관계를 가지는 3매의 현무암체와 10여 개의 소규모 암맥과 암상이 분포하고 있음이 밝혀졌다. 경하관찰에서 이들은 감람석과 휘석을 반정으로 하는 반상조직을 보이며 기질은 사장석, 감람석, 휘석 등으로 구성된 알칼리 현무암의 특징을 보인다. 기존 지화학 분석결과를 재구성한 결과, 3 매의 암체와 소규모 관입암들은 TAS 도표, 미량원소와 희토류원소 패턴, Zr-Ti 도표상에서 모두 동일한 지화학적 특성을 보이고 있다. 이들은 모두 알칼리 계열로 도시되며, 부화된 해양성 현무암 또는 지판 내의 알칼리 현무암과 유사한 원소별 패턴을 보인다. 또한 <SUP>40</SUP>Ar/<SUP>39</SUP>Ar 동위연소 연대측정 결과, 13.82 Ma의 등시선 연대가 도출되었다. 이러한 결과들은 종합하면, 달전현무암은 알칼리 현무암으로써 층서적으로 연일층군을 관입한 포항분지 충전물에 속하는 것으로 결론지어진다. Although the Daljeon Basalt in the Pohang Basin is important for interpreting the basin evolution, its relative chronology, stratigraphic position, and isotopic age still remain controversial. In order to clear up the controversies, this study carried out detailed field investigation to determine its distribution and occurrence together with reanalysis of its previous geochemical data and <SUP>40</SUP>Ar/<SUP>39</SUP>Ar age dating. Based upon the field investigation, the basalt occurring in the central part of the Pohang basin is composed of three main bodies and a dozen of minor dikes and sills that intruded into the Yeonil Group. Their mineral assemblages consist of phenocrysts such as olivine and clinopyroxene and fine groundmasses of clinopyroxene, plagioclase, olivine, and opaque oxide, impling the porphyritic texture of alkaline basalt. All their geochemical data also show the similar geochemical characteristics in TAS, Zr-Ti, and REE/trace elements distribution diagrams. The samples are plotted on alkalic field in the total alkali-versus-silica diagram and show similar patterns to enrichment oceanic basalt or within plate basalt in trace elements. In addition, <SUP>40</SUP>Ar/<SUP>39</SUP>Ar isochron age of 13.82Ma is obtained. These results indicate that the Daljeon Basalt is an alkaline intrusive rock belonging to the middle Miocene Yeonil Group.
한반도 신기 지각변형과 현생 응력장 그리고 지구조적 의미
김민철(Min-Cheol Kim),정수환(Soohwan Jung),윤상원(Sangwon Yoon),정래윤(Rae-Yoon Jeong),송철우(Cheol Woo Song),손문(Moon Son) 한국암석학회 2016 암석학회지 Vol.25 No.3
한반도 일원의 신기 지각변형과 현생 응력장의 특징을 규명하고 지구조적 형성 배경을 이해하기 위해, 제4기 단층과 발진기구해에 관한 기존 자료와 더불어 최근의 지각천부 시추공 응력자료를 종합하여 재분석하였으며, 마이오세 이후 동아시아 일원의 지구조 환경 변화와 지각변형 특징을 정리하였다. 한반도 남동부의 제4기 단층은 대부분 기존 단층대를 따라 발견된다. 또한 대부분 남-북으로 배열된 상반 서향의 충상단층의 기하와 운동특성을 보이며, 동-서 방향의 순수 압축응력 하에서 적절히 배향된 기존 약대가 재활된 특징을 보인다. 한반도와 인근 해역의 발진기구해 분석 결과, 내륙에서는 주향이동단층 또는 역이동성 운동감각을 포함하는 주향이동단층이 우세한 반면, 동해와 서해 연안의 경우에는 역단층이 우세한 특징을 보인다. 압축 축은 동북동과 서남서를 향해 수평 내지 아수평한 자세로 군집되며, 인장 축은 북북서-남남동 주향을 가지는 수직의 대원 상에 배열된다. 시추공 내 응력측정 자료를 취합한 결과, 한반도 지각천부의 평균 최대수평응력은 동북동-서남서 방향으로 나타났다. 따라서 한반도 일원은 현재 광역적인 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축력에 의한 압축구조가 발달중인 것으로 판단된다. 동아시아 일원의 광역적인 현생 응력장 분포와 비교한 결과, 이러한 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축응력환경은 태평양판의 서향 저각 섭입과 인도-유라시아 충돌로부터 전파된 응력장이 중첩된 결과로 판단되며, 대부분 고각 섭입의 양상을 보이는 필리핀해판은 배호지역 내에서 인장 환경의 특징을 보여주고 있어 한반도에서의 영향은 미미한 것으로 판단된다. 이상과 같은 동아시아 일원의 신기 지구조환경과 지각변형은 약 5~3.2 Ma 경 태평양판의 이동방향과 섭입각도의 변화와 함께 시작된 것으로 해석된다. In order to characterize the Neotectonic crustal deformation and current stress field in and around the Korean Peninsula and to interpret their tectonic implications, this paper synthetically analyzes the previous Quaternary fault and focal mechanism solution data and recent geotechnical in-situ stress data and examines the characteristics of crustal deformations and tectonic settings in and around East Asia after the Miocene. Most of the Quaternary fault outcrops in SE Korea occur along major inherited fault zones and show a NS-striking top-to-the-west thrust geometry, indicating that the faults were produced by local reactivation of appropriately oriented preexisting weaknesses under EW-trending pure compressional stress field. The focal mechanism solutions in and around the Korean Peninsula disclose that strike-slip faulting containing some reverse-slip component and reverse-slip faulting are significantly dominant on land and in sea area, respectively. The P-axes are horizontally clustered in ENE-WSW direction, whereas the T-axes are girdle-distributed in NNW direction. The geotechnical in-situ stress data in South Korea also indicate the ENE-trending maximum horizontal stress. The current crustal deformation in the Korean Peninsula is thus characterized by crustal contraction under regional ENE-WSW or E-W compression stress field. Based on the regional stress trajectories in and around East Asia, the current stress regime is interpreted to have resulted from the cooperation of westward shallow subduction of the Pacific Plate and collision of Indian and Eurasian continents, whereas the Philippine Sea plate have not a decisive effect on the stress-regime in the Korean Peninsula due to its high-angle subduction that resulted in dominant crust extension of the back-arc region. It is also interpreted that the Neotectonic crustal deformation and presentday tectonic setting of East Asia commenced with the change of the Pacific Plate motion during 5~3.2Ma.