Magnetic fabric changes through thermal treatment: a case study on the Cretaceous Gusandong Tuff in the Gyeongsang Basin, Korea : 경상분지 구산동응회암에서의 사례연구 :경상분지 구산동응회암에서의 사례연구

김현정; 조형성; 정종옥; 손문; 손영관

doi:10.14770/jgsk.2015.51.2.171

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김현정 (부산대학교) 조형성 (부산대학교) 정종옥 (경상대학교) 손문 (부산대학교) 손영관 (경상대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제51권 제2호

발행연도: 2015.4

수록면: 171 - 190 (20page)

DOI: 10.14770/jgsk.2015.51.2.171

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2015

Magnetic fabric changes through thermal treatment: a case study on the Cretaceous Gusandong Tuff in the Gyeongsang Basin, Korea : 경상분지 구산동응회암에서의 사례연구

김현정 , 조형성 , 정종옥 외 2명 지질학회지 2015.04 학술저널

열처리를 통한 자기미세구조의 변화 : 경상분지 구산동응회암에서의 사례연구

김현정 지구환경시스템학부 2015.01 학위논문

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대자율이방성(AMS)은 암석의 미세구조 분석에 매우 효과적인 방법으로, 여러 장점들로 인해 다양한 지질학 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 하지만 특수한 경우, 암석의 실제 미세구조와 자기미세구조가 서로 다른 역 또는 혼합미세구조가 보고되기도 한다. 이번 연구에서는 경상분지 구산동응회암을 대상으로 시료의 열처리를 통해 자기미세구조의 변화를 분석하고, 이로부터 자기미세구조의 향상과 역미세구조 문제의 해결에 관해 논의하였다. 단계별 열처리에 따른 자기미세구조 변화는 주축들의 방향 변화에 근거하여, ① 모든 온도 구간에서 세 주축 방향의 변화가 없는 Type-0, ② k₁이 열처리 전의 k₂를 향해 그리고 k₂는 열처리 전의 k₁을 향하여 방향이 바뀌며, k3의 방향 변화가 없는 Type-I, ③ k₂와 k₃의 방향이 서로 뒤바뀌는 반면, k₁은 변화가 없는 Type-II, ④ 세 축의 방향이 모두 변화하여 서로의 위치가 뒤바뀌는 Type-III의 4가지 유형으로 분류된다. 또한, Type-III는 k₁→k₂, k₂→k₃, k₃→k₁으로 변화하는 Type-IIIA와 k₁→k₃, k₃→k₂, k₂→k₁으로 변화하는 Type-III<SUB>B</SUB>의 두 아유형으로 다시 분류된다. 이와 같은 변화과정을 통해 열처리 전 수평한 k₃와 수직한 k₁은 열처리 후 수직한 k₃와 수평한 k1으로 각각 변화한다. 각 유형에서 나타나는 주축의 방향과 크기의 변화 양상은 역미세구조와 정미세구조의 혼합에 근거한 이론적 모델과 잘 부합된다. 또한, 골격입자 배열 분석 결과는 암석의 실제 미세구조가 열처리 전이 아닌 열처리 후의 자기미세구조와 일치함을 알려준다. 이와 같은 특징들은 열처리 전의 역 또는 혼합미세구조가 열처리 후에 정미세구조로 전환됨을 지시하는 것으로, 시료의 열처리를 통해 자기미세구조를 향상시키고 역미세구조의 문제를 해결할 수 있음을 보여주고 있다.

Anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) method is a very useful technique for determining rock fabrics that have been broadly used for interpreting a variety of geological processes. In particular cases, however, inverse/intermediate magnetic fabrics that cannot provide information of real rock fabrics have been reported. In this study, AMS measurements for the Cretaceous Gusandong Tuff, showing abnormal magnetic fabrics, have been performed through stepwise thermal treatment and observed thermal enhancement of the magnetic fabrics and inter-change between principal axes of AMS ellipsoid. Based on the directional changes of the principal axes, variations of the magnetic fabric during heating are classified into four types. ① Type-0 characterized with three fixed principal axes (k₁, k₂, k₃) on the whole heating steps. ② Type-I showing the exchange of k₁ and k₂ axes and fixed k₃. ③ Type-II characterized with the exchange of k₂ and k₃ axes and fixed k1. ④ Type-III showing all the principal axes changed. The Type-III can be divided into two subtypes: Type-III<SUB>A</SUB> (k₁→k₂, k₂→k₃, k₃→k₁) and Type-IIIB (k₁→k₃, k₃→k₂, k₂→k₁). Through these change processes, sub-horizontal k₃ and sub-vertical k1 axes before heating are converted into sub-vertical k₃ and sub-horizontal k₁ axes after heating, respectively. The transitional aspects of magnitude and orientation of three principal axes during thermal treatment are plausibly concordant with those supposed by a theoretical model assuming progressive mixing of coaxial normal and inverse fabrics. In addition, real rock grain fabrics significantly correspond to the thermally treated magnetic fabrics. These results thus indicate that the thermal treatment can be an effective method to solve the ambiguity raised by inverse and/or intermediate magnetic fabrics.

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참고문헌 (51)

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Balsley, J.R / 1960 / Magnetic susceptibility anisotropy and fabric of some Adirondack granites and ortho-gneisses / American Journal of Science 258-A:6~20

Borradaile, G.J / 1988 / Magnetic susceptibility, petrofabric and strain - a review / Tectonophysics 206:203~218

Borradaile, G.J / 2000 / Thermal enhancement of magnetic fabrics in high grade gneisses / Geophysical Research Letters 27:2413~2416

Chadima, M / 2009 / On the interpretation of normal and inverse magnetic fabric in dikes: Examples from the Eger Graben, NW Bohemian Massif / Tectonophysics 466:47~66

Chang, K.H / 1975 / Cretaceous stratigraphy of southeast Korea / Journal of the Geological Society of Korea 11:1~23

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