Journal of the Geological Society of Korea (지질학회지)

The Geological Society of Korea (대한지질학회)
권호 표지

Developing history of fractures in the Igidae area, Busan, SE Korea

부산 이기대 지역의 단열 발달사 해석

Lee, Min-Joo;Yang, Seok-Jun;Choi, Jin-Hyuck;Kim, Young-Seog
이민주;양석준;최진혁;김영석

  • Published : 20080600

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Abstract

This study was undertaken to understand the Cenozoic deformation history for the eastern part of the Yangsan fault, which represents a major strike-slip fault in korea. The Igidae area was selected for examination because of its well-exposed outcrops and well-developed fractures. The area I composed of andesitic rocks from the Yuchon group, which area in turn part of the Gyeongsang supergroup. Developing relationships between fractures were examined from well exposed wave-cut outcrops. Based on cross-cutting relationships and interpretation of tree structures, the fractures developed in this area have the following deformation history: (I) E-W extension produced a NS/84°E trending fracture set→(II) NE-SW compression produced a N60°E/70°SE trending fracture set→(III) NW-SE compression produced a N25°W/90 ~ N45°W/80°NE trending conjugate fracture set→(IV) WNW-ESE compression produced reactivation of N55°W/70°SW trending fault generating N83°W/90° trending secon-dary extension fractures→(V)ENE-WSW compression produced a N75°W/82°SW trending fault generating N80°E/82°SE trending secondary extension fractures This deformaion history for th Igidae area is very similar to previous studies on the eastern parts of the Yangsan fault. The Igidae area experienced a very similar paleostress and deformation history to the other areas in the eastern part of the Yangsan fault.

이 연구는 우리나라 최대의 주향이동단층인 양산단층의 남동측에 위치한 부산 일원의 신생대 변형사를 알아보기 위하여 수행되었으며, 이기대 지역은 해안가에 위치하여 노두가 넓고 구조요소들이 잘 발달하여 연구지역으로 선정되었다. 연구지역인 이기대는 부산광역시 남구 대연동에 위치하며, 경상누층군의 유천층군에 해당하는 안산암류로 주로 구성되어 있다. 노두에서 관찰되는 단열들의 상대적인 발달사를 해석하기 위하여 절밀 야외조사를 실시하였고 대표적인 6개의 평면 노두에 대하여 정밀분석을 실시하였다. 단열들의 절단관계와 나무구조(tree structures)에 발달한 단열 내 세맥의 존재여부 등을 근거로 추정한 이 단열들의 발달순서는 (I)동-서 방향의 인장력에 의한 NS/84°E 방향의 단열군→ (II)북동-남서 방향의 압축력에 의한 N60°E/70°SE 방향의 단열군→(III) 북서-남동 방향의 압축력에 의한 N25°W/90 ~ 45°W/80°NE 방향의 공액상단열군 →(IV)서북서-동남동 방향의 압축력에 의한 N55°W/70°SW 방향의 좌수향 재활성과 N83°W/90° 방향의 2차 인장단열군→(V) 동북동-서남서 방향의 압축력에 의한 N75°W/82°SW 방향을 갖는 단층의 활성과 N80°E/82°SE의 2차 인장 단열군 순으로 해석되었다. 이는 양산단층의 동측 일원에서 기존에 보고 된 일반적인 응력변화와 비교적 잘 일치하는 편이다. 따라서 이기대 지역은 양산단층의 동측 다른 지역과 유사한 변형사를 겪었던 것으로 해석된다.

Keywords

References

  1. 강성승, 윤건신, 김영석, 김정빈, 2007, 월성지역 단층대에서 응력 변형사 및 단층 형태 예측. 한국지구시스템공학회지, 44, 95-106
  2. 경재복, 장태우, 2001, 양산단층대 북부 유계리일대의 신기단층운동. 지질학회지, 37, 563-577
  3. 김동학, 황재하, 박기화, 송교영, 1998, 부산지질도폭설명서 (1:250,000). 한국지질자원연구원
  4. 김영기, 노병돈, 1989, 상부경상누층군에 발달하는 분리면의 특성연구. 지질학회지, 25, 392-404
  5. 김영석, 진광민, 2006, 트렌치 단면의 단층변위 자료를 이용해 산정한 유계단층의 지진규모. 지질학회지, 42, 79-94
  6. 김인수, 1988, 부산지역 백악기 다대포층에 대한 고자기학적연구: 그의 층서적, 지구조적 의의. 지질학회지, 24, 211-233
  7. 김종선, 손문, 김진섭, 김정민, 2005, 한반도 남동부 제3기 암맥군과 화산암류의 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 연대. 암석학회지, 14, 93-107
  8. 김종선, 손문, 김인수, 2007, 한반도 남동부 고제3기 암맥군과 지구조적 의미. 한국광물학회, 한국암석학회 공동학술발표회논문집, 68-71 p
  9. 김진섭, 윤성효, 1993, 부산일원에 분포하는 화산암류의 암석학적 연구(I). 암석학회지, 2, 156-166
  10. 손문, 함세영, 김인수, 이융희, 정훈, 류춘길, 송원경, 2002, 부산시 금정산 일원의 지하수 유동 해석을 위한 단열계 분석. 지질공학회지, 12, 305-317
  11. 손문, 김인수, 2005, 한반도 동남부 신생대 지각변형의 주요 특징과 그 지구조적 의의. 제21차 공동학술강연회 및 춘계학술답사, 7-31 p
  12. 이융희, 손문, 류충렬, 김인수, 최위찬, 2002, 울산단층대를 따라 출현하는 제4기 단층: 개곡단층, 활성리 단층, 진티 단층. 한국지구과학회 2002년도 춘계학술발표 논문요약집, 36 p
  13. 이봉주, 최성자, 최위찬, 류충렬, 1999, 양산 월평지역의 제4기 단층운동 특성. 지질학회지, 35, 179-188
  14. 장기홍, 우병걸, 이진형, 박옥순, 1990, 경상분지 동부의 백악기 및 전기신생대 층서 및 지사. 지질학회지, 26, 471-487
  15. 장천중, 장태우, 1998, 고응력 분석을 통한 양산단층의 구조 운동사. 지질공학회지, 8, 32-49
  16. 장태우, 강필종, 박석환, 황상구, 이동우, 1983, 부산-가덕 지질도폭 설명서(1:50,000). 한국동력자원연구원, 2 p
  17. 장태우, 2001, 울산단층 동쪽지괴의 제4기 지구조 운동. 지질학회지, 37, 431-444
  18. 진광민, 김영석, 2007, 경주시 봉길리 지역의 단열발달사 및 단열밀도 분석. 지질공학회지, 17, 455-469
  19. 채병곤, 장태우, 1994, 청하-영덕지역 양산단층의 운동사 및 관련 단열발달상태. 지질학회지, 30, 379-394
  20. 최범영, 류충렬, 권석기, 최위찬, 황재하, 이승렬, 이병주, 2002, 포항-울산 지역의 단층구조분석: 활구조 운동에 대한 접근. 지질학회지, 38, 33-50
  21. 최범영, 박기화, 박관순, 황재하, 권석기, 2007, 한반도 남동부 제4기 지구조 운동 특성. 한국의 지질논문집, 3, 91-104
  22. 최위찬, 이봉주, 최성자, 류충렬, 이영주, 조등룡, 1999, 양산단층계의 제 4기 단층 특성. 대한지질학회, 한국석유지질학회, 한국암석학회 제 54차 추계공동학술발표회 초록집. 18 p
  23. 황재하, Angelier J., 1992, 경상분지 고응력장 복원 및 구조 운동사: 고령읍 부근의 경우. 지질학회지, 28, 471-482
  24. 황재하, 1994, 백악기초 이후 한반도 남동부에 작용한 고응력 복원. 지질학회지, 30, 27-34
  25. Antonellini, M., Aydin, A., 1994, Effect of faulting on fluid flow in porous sandstones: Petrophysical properties. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 78, 355-377
  26. Andrea Brogi, 2008, Fault zone architecture and permeability features in siliceous sedimentary rocks: Insights from the Papolano geothermal area (Northern Apennines, Italy). Journal of Structural Geology, 30, 237-256 https://doi.org/10.1016/j.jsg.2007.10.004
  27. Caine, J. S., Forster, C. B., Evans, J. P., 1993, A classification scheme for permeability structures in fault zones, Eos (Transaction, American Geolphysical Union), 74, 677
  28. Caine, J. S., James P. Evans, Craig B. Forster, 1996, Fault zone architecture and permeability structure. Geology, 24, 11, 1025-1028 https://doi.org/10.1130/0091-7613(1996)024<1025:FZAAPS>2.3.CO;2
  29. Celaya M. and Mocabe R., 1987, Kinematic model for the opening of the Sea of Japan and bending of the Japanes islands. Geology, 15, 53-57 https://doi.org/10.1130/0091-7613(1987)15<53:KMFTOO>2.0.CO;2
  30. Chough, S. K. and Lee, K. E., 1992, Multi-stage volcanism in the Ulleung back-arc basin, East Sea (Sea of Japan). The Island Arc, 1, 32-39 https://doi.org/10.1111/j.1440-1738.1992.tb00055.x
  31. Fabbri Olivier, Jacques Charvet, Marc Fournier, 1996, Alternate senses of displacement along the Tsushima fault system during the based on fracture analyses near the western margin of the Japan Sea. Tectonophysics, 257, 275-295 https://doi.org/10.1016/0040-1951(95)00151-4
  32. Forster, C.B., Goddard, J.V., Evans, J.P., 1994, Permeability structure of a thrust fault, in the mechanical involvement of fluids in faulting, U.S. Geological Survey Open-File Report, 94-228, 216-223
  33. Heynekamp M. R., Goodwin L. B., Mozley P. S., Haneberg W. C., 1999, Control on fault-zone architecture in pooly lithified sediments, Rio Grand Rift, New Mexico: implications for fault-zone permeability and fluid flow. American geophysical Union, 113, 27-49
  34. Jianwei LI, Zhou Meifu, Xianfu LI, FU Zhaoren & LI Zijin, 2002, Structural control on uranium mineralization in South China: Implications for fluid flow in continental strike-slip faults. Science in China, 45, 9, 851-864 https://doi.org/10.1007/BF02879519
  35. Jolivet L., 1988, Evolution tectonique et geodynamique du Japon septentrional. These de Doctrat de l'Univ. Pierre et Marie Curie, Paris, 361
  36. Jolivet, L. and Tamaki, K., 1992, Neogene kinematics in the Japan Arc. In: Tamaki. K., Suyehiro, K., Allan, J., McWilliams, M. (eds), Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, 127/128, Part 2, 1311-1331
  37. Kaneoka, I., Notsu, K., Takigami, Y., Fujioka, K.. Sakai, H., 1990, Constraints in the evolution of the Japan Sea based on 40Ar-39Ar ages and Sr isotopic ratios for volcanic rocks of the Yamato Seamount Chain in the Japan Sea. Earth and Planetary Science Letters, 97, 195-204
  38. Kazuo Mizoguchi, Takehiro Hirose, Toshihiko Shimamoto, Eiichi Fukuyama, 2008, Internal structure and permeability of the Nojima fault, southwest Japan. Journal of Structural Geology, 30, 513-524 https://doi.org/10.1016/j.jsg.2007.12.002
  39. Kim, Y.-S., Jim R. Andrews, David J. Sanderson, 2001, Reactivated strike-slip faults: examples from north Cornwall. UK. Tectonophysics, 340, 173-194 https://doi.org/10.1016/S0040-1951(01)00146-9
  40. Kim, Y.-S., David C.P. Peacock, David J. Sanderson, 2004, Fault damage zones. Journal of Structural Geology, 26, 503-517 https://doi.org/10.1016/j.jsg.2003.08.002
  41. Kim, Y.-S., Park, J. Y., 2006, Cenozoic deformation history and its tectonic significance around Yangnam-Yangbuk area, SE Korea. Journal of Asian Earth Sciences, 26, 503-517
  42. Kyung, J. B. and Okada, A., 1995, Liquefaction phenomena due to the occurrences of great earthquakes; some cases in central Japan and Korea. Journal of Geological Society of Korea. 31, 237-250
  43. Lee, K. and Na, S. H., 1983, A study of microearthquake activity of the Yangsan fault. Journal of Geological Society of Korea. 19, 127-135
  44. Lee, K. and Jin, Y. G., 1991, Segmentation of the Yangsan fault system; geophysical studies on major faults in the Kyeongsang basin. Journal of Geological Society of Korea, 27, 434-493
  45. Lee, J. I., 2000, Provenance and thermal maturity of the lower Cretaceous Gyeongsang Supergroup, Korea. Unpublished Ph.D thesis, Seoul National University, 129
  46. Otsuki, K., Ehiro, M., 1978, Major strike-slip faults and their bearing on spreading in the Japan Sea. Jour. Phys. Earth, 26, S537-S555 https://doi.org/10.4294/jpe1952.26.Supplement_S537
  47. Randolph, L., Johnson, B., 1989, Influence of faults of moderate displacement on groundwater flow in the Hickory sandstone aquifer in central Texas, Geological Society of America Abstracts with Programs, 21, 242
  48. Richard H. Sibson, 1989, Structure and Mechanics of Fault zones in Relation to Fault-Hosted Mineralization. Australian Mineral Foundation Adelaide, 31-46
  49. Scholz, C. H., 1990, The mechanics of earthquakes and faulting. Cambridge, Cambridge University Press, 439
  50. Sigda, J. M., Goodwin L. B., Mozley, P. S., Wilson, J. L., 1999, Permeability Alteration in Small-Displacement Falut in Poorly Lithified Sediments: Rio Grande Rift, Central New Mexico, in Faults and Subsurface Fluid Flow in the Shallow Crust (Haneberg, W., Mozley, P. S., Moore, J. C., Goodwin, L. B. eds.). AGU Geophygical Monograph Series, 113, 51-68
  51. Smith, L., Forster, C. B., Evans, J. P., 1990, Interaction of fault zones, fluid flow, and heat transfer at the basin scale, inHydrogeology of permeability environments. International Association of Hydrogeologists, 2, 41-67
  52. Yehuda Ben-Zion, Charles G. Sammis, 2003, Characterization of Fault Zones. Pure and Applied Geophysics, 160, 677-715 https://doi.org/10.1007/PL00012554
  53. Yo-ichiro Otofuji, Takaaki Matsuda, Susumu Nohda, 1985, Paleomagnetic evidence for the Miocene counter- clockwise rotation of Northeast Japan-rifting process of the Japan arc. Earth and Planetary Science Letters, 75, 2-3, 265-277 https://doi.org/10.1016/0012-821X(85)90108-6
  54. Yoon, S. H., Chough, S. K., 1995, Regional strike slip in the eastern continental margin of Korea and its tectonic implication for the evolution of Ulleung Basin, East Sea (Sea of Japan). Geological Society of America Bulletin, 107, 83-97 https://doi.org/10.1130/0016-7606(1995)107<0083:RSSITE>2.3.CO;2