The Journal of Engineering Geology (지질공학)

The Korean Society of Engineering Geology (대한지질공학회)
권호 표지

Estimation of Volume Change and Fluid-Rock Ratio of Gouges in Quaternary Faults, the Eastern Blocks of the Ulsan Fault, Korea

울산단층 동부지역 제4기단층 비지대의 체적변화와 유체-암석비에 대한 고찰

  • Chang Tae-Woo (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Chae Yeon-Zoon (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Choo Chang-Oh (Department of Geology, Kyungpook National University)
  • Published : 2005.09.01
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Abstract

Many Quaternary faults are recognized as thin gouge and narrow cataclastic zone juxtaposing the Bulguksa granite and Quaternary deposit bed in the eastern block of the Using Fault, Korea: Gaegok 1, Caegok 2, Singye, Madong Wonwonsa and Jinhyeon faults. This study was performed to calculate chemical change, volume change, silica loss and fluid-rock ratio taken place in gouge zones of these Quaternary faults using XRF, XRD, EPMA. The chemical compositions of fault rocks reveal that the fault gouges are depleted in $SiO_2,\;Na_2\;O,and\;K_2O$ and enriched in $Al_2O_3,\;Fe_2O_3,\;P_2O_5,\;MgO,\;MnO,\;CaO,\;and\;LOI(H_2O+CO_2)$ relative to protoliths. The fact that there is enrichment of relatively immobile elements and depletion of the more soluble elements in the fault gouges relative to protoliths can be explained by fluid-assisted volume loss of $56\%$ for Caegok 1 fault, $22\%$ for Caegok 2 fault,$34\%$, for Singye fault, $8\%$ for Madong fault, $2\%$ for the Wonwonsa fault and $53\%$ for the linhyeon fault. Madong fault and Wonwonsa fault where ratios of the volume change, silica loss and fluid-rock are low might have acted as a closed system for fluid activity, whereas Caegok 1 fault and Jinhyeon fault with high ratios in those factors be an open system. The volumetric fluid-rock ratios range $10^2\sim10^4$ for all faults, being highest in Caegok 1 fault and Jinhyeon fault whose fluid activity was most significant.

울산단층 동부지역에는 제4기로 추정되는 미고결 퇴적층을 절단하며 파쇄대 와 단층비지를 수반하는 제4기 단층이 여러 곳에서 발견되고 있다. 본 연구에서는 제4기 단층비지대의 성분변화, 체적변화, 실리카의 손실 그리고 유체-암석비를 XRF, XRD, EPMA를 이용하여 계산하였다. 단층비지의 성분변화는 모암에 비해 단층비지대에서 $SiO_2,\;K_2O,\;Na_2O$는 감소하고, $Al_2O_3,\;MgO,\;P_2O_5,\;Fe_2O_3,\;MnO,\;CaO,\;LOI$는 증가한다. 단층별 체적감소는 개곡 제1단층 $56\%$, 개곡 제2단층 $22\%$, 신계단층 $34\%$, 마동단층 $8\%$, 원원사단층 $2\%$, 진현단층 $53\%$이다. 체적감소, 실리카 손실, 유체-암석비가 낮게 나타난 마동단층과 원원사단층 비지대는 유체활동에 대하여 닫힌계 이 고, 체적감소, 실리카 손실, 유체-암석비가 높은 개곡 제1단층과 진현단층의 비지대는 유체 활동의 통로로 작용한 열린계였을 것으로 볼 수 있다. 단층의 유체-암석 체적비는 모든 단층에서 $10^2\sim10^4$로 나타나지만 기질의 함량이 각각 $88\%$와 $77\%$로 높고 체적감소가 큰 개곡 제1단층과 진현단층에서 가장 높게 나타난다. 따라서 이들 단층에서 유체의 활동이 가장 활발하였다.

Keywords

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