Abstract

This paper describes the internal structures and K-Ar ages of fault gouges collected from the Dongnae fault zone. This fault zone is internally zoned and occurs in the multiple fault cores. A fault core consists of thin gouge and narrow cataclastic zones that are bounded by a much thicker damage zone. Intensity of deformation and alteration increases from damage zone through cataclastic zone to gouge zone. It is thought that cataclasis of brittle deformation was the dominant strain-accomodation mechanism in the early stage of deformation to form the gouge zone and that crushed materials in the regions of maximum localization of fault slip subsequently moved by cataclastic flow. Deformation mechanism drastically changed from brittle processes to fluid-assisted flow along the gouge zone as the high porosity and permeability of pulverzied materials during faulting facilitated the influx of the hydrothermal fluids. Subsequently, the fluids reacted with gouge materials to form clay minerals. Fracturing and alteration could have repeatedly taken place in the gouge zone by elevated fluid pressures generated from the reduction of pore volume due to the formation of clay minerals and precipitation of other materials. XRD analysis revealed that the most common clay minerals of the gouge zones are illite and smectite with minor zeolite and kaolinite. Most of illites are composed of 1Md polytype, indicating the products of hydrothermal alteration. The major activities of the Dongnae fault can be divided into two periods based upon K-Ar age data of the fault gouges : 51.4∼57.5Ma and 40.3∼43.6Ma. Judging from the enviromental condition of clay mineral formation, it is inferred that the hydrothermal alteration of older period occured at higher temperature than that of younger period.

선형계곡을 따라 발달하는 동래 단층대의 단층비지를 조사 연구하였다. 이 단층대는 내적으로 대상구조를 가지며 다중 단층핵의 형태로 산출된다. 단층핵은 비지대와 파쇄대로 구분되며 단층대의 최외곽부인 손상대에 의해 둘러싸인다. 변형작용과 변질작용의 강도는 모암으로부터 손상대 $\rightarrow}$ 파쇄대$\rightarrow}$ 비지대를 향해 증가한다. 비지대를 형성한 변형작용은 초기엔 취성변형작용의 파쇄작용(catalasis)이 주도적이었고, 단층슬립의 최대의 국지화 지역인 파쇄물질의 고변형지역(비지대)에서는 연속적인 취성단열작용의 파쇄유동으로 나아갔을 것으로 생각된다. 단층비지대의 분쇄물질의 높은 공극 및 투수성은 지하로부터 열수유체의 유입을 가능케하여 활발한 열수 변질작용이 일어남에 따라 변형작용 기구는 취성파괴로부터 유체도움 유동으로 일대변화를 겪게 되었다. 열수 유체에 의한 일라이트, 스멕타이트 등의 점토광물 생성과 철광물 및 기타원소의 침전은 단층비지대에 높은 유압을 발생시켜 단열작용과 변질작용을 반복적으로 발생시킬수 있다. 일라이트의 다형은 대부분 1Md형으로 구성된다. 암석이 분쇄되고 나서 변질작용으로 점토광물이 생성될 때까지의 시간은 매우 짧은 것으로 알려져 있다. K-Ar 연령 측정자료에 의할때 열수변질을 수반한 동래단층의 주요 단층활동 시기는 51.4~57.5Ma와 40.3~43.6Ma의 두 시기로 구분될 수 있으나 시.공간적 단층활동 형태를 구명하기 위해서는 더 많은 자료가 필요하다. 그리고 비지대 점토광물의 생성온도환경으로 판단할 때 고기운동의 열수변질이 신기운동에 비해 보다 고온에서 일어난 것으로 추정된다.

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