금왕단층의 내부구조 및 단층발달사

김만재(Man-Jae Kim),이희권(Hee-Kwon Lee) 한국암석학회 2016 암석학회지 Vol.25 No.3

금왕단층(Keumwang fault)을 따라 실시한 자세한 지질조사를 통해 쥐라기 후기 및 백악기 초기에 발생한 연성 전단작용 이후에 취성단층 특징을 보이는 재활동이 여러 번 일어났음이 밝혀졌다. 금왕단층은 단층비지로 이루어진 약 10~50 m 폭의 단층핵과 이를 둘러싸고 있는 약 30~100 m 폭의 단층손상대로 이루어져 있다. 연구지역 내 선캠브리아 누대 편마암과 쥐라기 화강암 내에서는 서로 다른 변형환경, 변형시기, 변형기작에 의해 구별되는 최소 6단계의 단층운동이 관찰된다. 첫 번째 단계의 전단운동은 쥐라기 후기 및 백악기 초기에 일어났으며, 좌수향 연성 전단에 의해 압쇄암 계열이 금왕전단대를 따라 형성되었다. 두 번째 단계에서는 주로 취성변형 환경에서 금왕단층을 따라 파쇄암 계열이 압쇄암 계열 위에 중첩되었다. 모암에서 초파쇄암으로 가까워질수록 반상변정의 원마도와 기질의 함량이 증가한 것은 단층의 중심으로 갈수록 파쇄유동이 증가한 것을 지시한다. 세 번째 단계에서는 두 번째 단계에 형성된 파쇄암대에 단층비지대가 중첩되었으며, 좌수향 주향이동 운동에 의해 단층을 따라 퇴적 분지(음성, 풍암분지)들이 형성되었다. 단층비지에 떠있는 파쇄암 잔유물들은 취성변형 환경에서 금왕단층이 여러 번 재활동 했음을 지시한다. 네 번째 단계에서는 금왕단층이 재활동하여 퇴적 분지 내에 안행상의 습곡, 절리 및 단층 등이 형성되었다. 대부분의 전단변형이 엽리 및 전단면을 따라 집중된 반면, 퇴적 분지 내 이암에서는 전반적으로 변형이 단층손상대에 분산된 양상을 보인다. 네 번째 단계 동안 세립의 안산암이 관입을 하였다. 다섯 번째 단계에서는 안산암에 우수향 주향이동 단층운동을 지시하는 전단면과 전단띠가 발달하였다. 단층비지의 ESR(Electron Spin Resonance) 연대 자료에 의하면, 여섯 번째 단계에서는 활동기에 단층운동이 집중적으로 일어나고 휴지기에는 일어나지 않았으며, 주향방향을 따라 단층운동이 이동하는 경향을 보여준다. Detailed mapping along the Keumwang fault reveals a complex history of multiple brittle reactivations following late Jurassic and early Cretaceous ductile shearing. The fault core consists of a 10~50 m thick fault gouge layer bounded by a 30~100 m thick damaged zone. The Pre-cambrian gneiss and Jurassic granite underwent at least six distinct stages of fault movements based on deformation environment, time and mechanism. Each stage characterized by fault kinematics and dynamics at different deformation environment. Stage 1 generated mylonite series along the Keumwang shear zone by sinistral ductile shearing during late Jurassic and early Cretaceous. Stage 2 was a mostly brittle event generating cataclasite series superimposed on the mylonite series of the Keumwang shear zone. The roundness of pophyroclastes and the amount of matrix increase from host rocks to ultracataclasite indicating stronger cataclastic flow toward the fault core. At stage 3, fault gouge layer superimposed on the cataclasite generated during stage 2 and the sedimentary basins (Umsung and Pungam) formed along the fault by sinistral strike-slip movement. Fragments of older cataclasite suspended in the fault gouge suggest extensive reworking of fault rocks at brittle deformation environments. At stage 4, systematic en-echelon folds, joints and faults were formed in the sedimentary basins by sinistral strike-slip reactivation of the Keumwang fault. Most of the shearing is accommodated by slip along foliations and on discrete shear surfaces, while shear deformation tends to be relatively uniformly distributed within the fault damage zone developed in the mudrocks in the sedimentary basins. Fine-grained andesitic rocks intruded during stage 4. Stage 5 dextral strike-slip activity produced shear planes and bands in the andesitic rocks. ESR(Electron Spin Resonance) dates of fault gouge show temporal clustering within active period and migrating along the strike of the Keumwang fault during the stage 6 at the Quaternary period.

제한된 천부자료와 시추코어분석을 통한 심부지질단면도 작성과 단층 인지법: 한반도 남동부 양산단층대 주변에서의 적용

김태형 ( Taehyung Kim ),김영석 ( Young Seog Kim ),이영민 ( Youngmin Lee ),최진혁 ( Jin Hyuck Choi ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.2

심부지질조사에는 많은 경비와 시간이 필요해 심부지질을 해석하는데 많은 어려움이 있다. 그러나 지열모델링과 같이 많은 경비를 투자할 수는 없지만 심부의 지질정보가 필요한 경우 제한적이지만 천부의 지질정보를 이용하여 심부의 지질을 해석하 고 추정할 수 있다. 이번 연구에서는 이러한 제한된 심부자료를 가진 지역에서 천부지질자료를 활용하여 어떻게 심부의 지 에 대한 정보를 추정할 수 있는지를 보여주고자 하였다. 이번 연구의 목적은 한반도 남동부를 관통하는 양산단층이 이 지역의 지 열분포에 어떠한 영향을 주고 있는지를 연구하기 위하여 심부지질단면도를 획득하기 위한 것이다. 따라서 양산단층과 주변 단 층들의 특징을 가장 잘 반영할 것으로 판단되는 울주군 상북면과 웅촌면 지역에서 양산단층을 가로지르는 NW-SE 방향으로 단 면을 설정하였다. 이 심부 지질단면을 작성하기 위하여 먼저 기존 지질도를 검토하여 발달하는 암상의 분포와 주요 지질구 를 확인하였으며, 야외조사자료를 기반으로 도학적인 분석을 실시하여 지층의 심부연장성을 추정하였고, 지표에서 노출된 단층 등 의 발달규모 및 자세를 통해 심부로의 연장가능성을 추정하였다. 또한 비록 천부자료이긴 하지만 기존 물리검층자료와 시추자 료를 종합하여 한반도 남동부 양산단층대의 심부단면도를 작성하였다. 양산단층 주변의 암상에 대한 야외지질조사 결과 양 단 층의 서쪽지괴에는 화강암이 주를 이루며, 양산단층의 동쪽지괴는 퇴적암류와 이를 관입한 화성암류가 주로 발달하고 있다. 지 표상 드러난 양산단층의 연장성을 통해 규모를 추정해 볼 때 지하로 수 km 이상 발달할 것으로 추정되며, 물리검층자료를 분 석한 결과 양산단층과 인접한 퇴적암류는 그 깊이가 얇고, 동쪽으로 갈수록 두꺼워지는 양상을 보인다. 이러한 자료를 종합 해 석하여 모식적인 지질단면을 제작하였다. 비록 지질학적 개념에 기초하여 가능한 정보를 수집하였지만 이러한 천부자료에 초 한 심부단면도의 작성은 신뢰성이 매우 제한적이라는 것을 고려하는 것이 필요하다. 또한 이번 연구에서는 시추코어의 단열분 석을 통해 단층의 존재를 인식할 수 있는 새로운 방법을 제시하였다. 이는 앞으로 시추자료 분석을 통해 단층의 존재와 규모 를 판단하는데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Deep geological cross-sectional data is generally not common nor easy to construct, because it is expensive and requires a great deal of time. As a result, geological interpretations at depth are limited. Many scientists attempt to construct geological cross-sections at depth using geological surface data and geophysical data. In this paper, we suggest a method for constructing cross-sections from limited geological surface data in a target area. The reason for this study is to construct and interpret geological crossections at depth to evaluate heat flow anomaly along the Yangsan fault. The Yangsan Fault passes through the south eastern part of the Korean Peninsula. The cross-section is constructed from Sangbukmyeon to Unchonmyeon passing perpendicularly through the Yangsan Fault System trending NW-SE direction. The geological cross-section is constructed using the following data: (1) Lithologic distributions and main structural elements. (2) Extensity of sedimentary rock and igneous rock, from field mapping. (3) Fault dimension calculated based on geometry of exposed surface rupture, and (4) Seismic and core logging data. The Yangsan Fault System is composed of the Jain fault, Milyang fault, Moryang fault, Yangsan fault, Dongnae fault, and Ingwang fault which strike NNE-SSW. According to field observation, the western section of the Yangsan fault bounded by igneous rocks and in the eastern section sedimentary rocks are dominant. Using surface fault length we infer that the Yangsan Fault System has developed to a depth of kilometers beneath the surface. According to seismic data, sedimentary rocks that are adjacent to the Yangsan fault are thin and getting thicker towards the east of the section. In this study we also suggest a new method to recognize faults using core loggings. This analysis could be used to estimate fault locations at different scales.

논문 : 수치해석을 이용한 단층핵 내 각력의 배열 형태 및 함량에 따른 탄성계수의 비교,분석

윤현석 ( Hyun Seok Yun ),송규진 ( Gyu Jin Song ),문성우 ( Seong Woo Moon ),김창용 ( Chang Yong Kim ),서용석 ( Yong Seok Seo ) 대한지질공학회 2015 지질공학 Vol.25 No.3

단층핵 내에는 지각의 마찰에 기인한 암석의 파쇄 및 풍화 변질 작용 등으로 단층각력이 분포하며, 이러한 각력은 단층 운동 시 지각의 이동방향에 따라 일정한 방향으로 배열하게 된다. 본 연구에서는 단층핵 내에 분포하는 각력의 배열 형태 및 함량이 역학적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 수치해석을 통해 탄성계수를 산정하였다. 해석모델은 단층핵 내에서 각력이 선택 배향하는 모델과 무작위 분포하는 모델로 구분되며, 각력의 종류는 화강암과 셰일, 그리고 각력 함량은 10 wt%, 20 wt%, 30 wt%로 구분된다. 해석결과에 의하면 변형률의 차이는 0.1~1.1% 범위 내, 그리고 탄성계수는 0.02~0.4 MPa 범위 내에 분포하여 각력의 배열에 따른 탄성계수의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. Fault breccia, produced by fracturing and comminution of host rock during fault activity, is a common component within fault cores. Fault breccia may display a preferred orientationin accordance with the sense of motion on the fault. Here we use a numerical analysis technique to study the effects of the distribution and content of breccia in fault core on the elastic moduli. The analytical models are grouped into those in which breccias display a preferred orientation within fault core and those in which breccias are randomly oriented. The breccia compositions considered here are granite and shale, and the breccia contents are 10 wt%, 20 wt%, and 30 wt%. Our results show that for all the cases considered, differences in the deformation moduli fall within the range 0.1%~1.1% and differences in the elastic moduli fall within the range 0.02~0.4 MPa. Thus, the distribution and content of fault breccia have almost no effect on the elastic moduli.

Determination of representative elementary volume of fault core materials by particle distribution analysis

Hyun-Seok Yun,Seong-Woo Moon,Seong-Seung Kang,Yong-Seok Seo 한국지질과학협의회 2018 Geosciences Journal Vol.22 No.1

Fault core materials (fault breccia and fault gouge) exhibit heterogeneous particle size distributions due to many factors, including the type of cataclasis, the degree of weathering, and the scale and mechanism of the fault system. When studying particle size distributions in fault core materials, there is no clear standard of the sample size that should typically be used for testing and analysis. In this study, we present a method to establish the ideal sample size by statistically assessing a suite of laboratory tests on 451 fault-core samples from 21 locations in South Korea. These samples were divided into five different classes according to grain size. Weight ratios of gravel, sand, and silt/clay were calculated from laboratory tests on each sample, and the means and standard deviations were subsequently assessed via analysis of variance and multiple comparison analysis. The results of the analysis of variance suggested that classes 1–5 are different from each other in at least one factor. Tukey’s HSD tests and Duncan’s LSR tests were also applied to identify groups within the classes that might be statistically similar to each other. In this manner, it was found that classes 1 and 2 could be grouped together (group A), as could classes 3, 4, and 5 (group B). Standard deviation means and distribution ranges within groups were used to deduce that group B, rather than group A, contained the sample sizes that best represented the site. Furthermore, class 3 (which had the smallest weight among the different classes in group B) was determined as being the representative elementary volume (REV). This deduction is consistent with the recommendation for reference sample size used in soil particle size analysis (as defined by the American Society for Testing and Materials).

EL-CID를 이용한 발전기 고정자 철심의 건전성 평가

金秉來(Byeong-Rae Kim),金熙東(Hee-Dong Kim) 대한전기학회 2009 전기학회논문지 Vol.58 No.2

The Electromagnetic Core Imperfection Detector (EL-CID) test was performed on a small generator in the laboratory and a gas turbine generator in the field to assess the fault condition of generator stator core. Artificial defects with six different sizes were introduced in the small generator. The scan results on six defects show a very large increase in the magnitude of fault current compared to that obtained with a healthy core. After the stator core heats up, a thermal imaging camera was used to detect hot spot on the inner surface of the core for comparison. Several faults were found during inspection of the gas turbine generator with the EL-CID. It has been shown that the existence of a fault can be determined by monitoring the magnitude of fault current.

단층비지대의 성장: 경주시 양북면 부근의 사례

장태우 ( Tae Woo Chang ),장윤득 ( Yun Deuk Jang ) 대한지질공학회 2008 지질공학 Vol.18 No.2

단층의 내부 구조가 잘 구분되는 하나의 단층핵이 경주시 양북면 용당리 부근 작은 계곡에 인접하여 노출되어 있다. 단층핵의 중앙에는 약 25 cm두께의 단층비지대가 놓여 있으며 색깔에 의해 청회색 비지대와 녹황색 비지대로 구분된다. 현미경하에서 비지들은 옛 비지편, 석영, 장석, 철광물 등의 반상쇄편으로 구성되며 기질은 점토광물이 풍부하고 점토광물은 선택정렬하며 P엽리를 잘 발달시킨다. 청회색 비지와 녹황색 비지의 차이점은 녹황색 비지가 청회색 비지에 비해 점토광물이 훨씬 풍부하고, 반상쇄편의 수와 크기가 적으며, 철광물 또한 매우 풍부하고 철광물의 종류는 청회색 비지대에서 대부분 황철석인데 반해 주로 적철석으로 이루어진다. 이 적철석은 청회색 비지 형성 단층작용 시에 유입된 열수가 청회색비지대에 황철석을 침전시킬 동안 녹황색 비지대에는 기존의 황철석을 변질시켜 적철석을 형성한 것으로 생각된다. 단층핵 내 청회색 비지대와 녹황색 비지대는 점진적인 단층대 발달 단계를 거쳐 형성된 것으로 생각된다. 첫째 단계에서는 이른 단층작용이 시작되고 이에 수반되어 손상대가 생성되었다. 두 번째 단계는 손상대에서 반복적인 단열작용으로 각력대가 형성되었다. 세 번째 단계에서는 입자 마모와 연마작용이 활발하게 일어나며 녹황색 비지대가 발달하였다. 네 번째 단계에서 변형작용은 단층핵의 중심에서 옛 비지대(녹황색 비지대)가 변형경화로 비활동적으로 남을 때 단층핵의 연변을 향하여 새로운 비지대인 청회색 비지대가 생성되어 녹황색 비지대에 인접하여 부가되었으며 이로 인해 단층핵 내 비지대는 더 큰폭으로 성장하였다. 비지대 내에서 청회색 비지대 생성 후 변형작용은 반상쇄편의 내부 파쇄작용과 혼합면열구조의 발달로 비지대 내 큰 변형이 수용되었다. A fault gouge zone which is about 25cm thick crops out along a small valley in Yangbuk-myeon, Gyeongju city. It is divided into greenish brown gouge and bluish gray gouge by color. Under the microscope, the gouges have a lot of porphyroclasts composed of old gouge fragments, quartz, feldspar and iron minerals. Clay minerals are abundant in matrix, defining strikingly P foliation by preferred orientation. Microstructural differences between bluish gray gouge and greenish brown gouge are as follows: greenish brown gouge compared to bluish gray gouge is (1) rich in clay minerals, (2) small in size and number of porphyroclasts, and (3) plentiful in iron minerals which are mostly hematites, while chiefly pyrites in bluish gray gouge. Hematites are considered to be altered from pyrites in the early-formed greenish brown gouge under the influence of hydrothermal fluids accompanied during the formation of bluish gray gouge that also precipitated pyrites. It is believed that the fault core including bluish gray gouge zone and greenish brown gouge zone was formed by progressive cataclastic flow. In the first stage the fault core initiates from damage zone of early faulting. In the second stage damage zone actively transforms into breccia zone by repeated fracturing. The third stage includes greenish brown (old) gouge formation in the center of the fault core mainly by particle grinding. In the third stage further deformation leads to the formation of new (bluish gray) gouge zone while old gouge zone undergoes strain hardening. Consequently, the whole gouge zone in the core widens.

Fault Current Limiting and Magnetizing Characteristics of the Autotransformer Type SFCL

Park, Min Ki,Lim, Sung Hun The Korean Institute of Electrical and Electronic 2017 Transactions on Electrical and Electronic Material Vol.18 No.3

In designing the autotransformer type superconducting fault-current limiter (SFCL), one must consider that the iron core can be saturated for the SFCL to have effective fault-current limiting operation. In this paper, to examine the saturation of the iron core comprising SFCL during the fault period, the linkage flux and the magnetizing current of the SFCL were derived from the electrical equivalent circuit with the nonlinear exciting branch. By analysis on the linkage flux versus the magnetizing current of the autotransformer type SFCL, calculated from the short-circuit tests, the design condition for the suppression of the iron core's saturation was discussed.

Fault Current Limiting and Magnetizing Characteristics of the Autotransformer Type SFCL

박민기,임성훈 한국전기전자재료학회 2017 Transactions on Electrical and Electronic Material Vol.18 No.3

In designing the autotransformer type superconducting fault-current limiter (SFCL), one must consider that the ironcore can be saturated for the SFCL to have effective fault-current limiting operation. In this paper, to examine thesaturation of the iron core comprising SFCL during the fault period, the linkage flux and the magnetizing current ofthe SFCL were derived from the electrical equivalent circuit with the nonlinear exciting branch. By analysis on thelinkage flux versus the magnetizing current of the autotransformer type SFCL, calculated from the short-circuit tests,the design condition for the suppression of the iron core’s saturation was discussed.

Efficient Fault-Recovery Technique for CGRA-based Multi-Core Architecture

김윤진,손승연 대한전자공학회 2015 Journal of semiconductor technology and science Vol.15 No.2

In this paper, we propose an efficient fault-recovery technique for CGRA (Coarse-Grained Reconfigurable Architecture) based multi-core architecture. The proposed technique is intra/inter-CGRA co-reconfiguration technique based on a ring-based sharing fabric (RSF) and it enables exploiting the inherent redundancy and reconfigurability of the multi-CGRA for fault-recovery. Experimental results show that the proposed approaches achieve up to 73% fault recoverability when compared with completely connected fabric (CCF).

Efficient Fault-Recovery Technique for CGRA-based Multi-Core Architecture

Kim, Yoonjin,Sohn, Seungyeon The Institute of Electronics and Information Engin 2015 Journal of semiconductor technology and science Vol.15 No.2

In this paper, we propose an efficient fault-recovery technique for CGRA (Coarse-Grained Reconfigurable Architecture) based multi-core architecture. The proposed technique is intra/inter-CGRA co-reconfiguration technique based on a ring-based sharing fabric (RSF) and it enables exploiting the inherent redundancy and reconfigurability of the multi-CGRA for fault-recovery. Experimental results show that the proposed approaches achieve up to 73% fault recoverability when compared with completely connected fabric (CCF).