Structures and deformation characteristics of the active fault, Hwalseongri area, Gyeongju, Korea

박현제; 한래희; 구도희

doi:10.14770/jgsk.2020.56.6.703

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박현제 (경상대학교) 한래희 (경상대학교) 구도희 (경상대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제56권 제6호

발행연도: 2020.12

수록면: 703 - 726 (24page)

DOI: 10.14770/jgsk.2020.56.6.703

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제4기 미고결 퇴적물을 변위시키는 활성단층은 기반암 내부, 기반암과 미고결 퇴적층 사이, 미고결 퇴적층 내부 등, 서로 다른 물질을 가로지르며 발달할 수 있다. 이번 연구에서는 활성단층이 변위시키는 물질이 위치별로 다름에 따라 구조 및 변형특성이 어떠한 차이를 보일 수 있는지를 이해하고자 경주시 외동읍 활성리지역의 활성단층을 대상으로 노두규모에서 미세규모까지의 구조 관찰 및 물질분석을 실시하였다. 먼저, 그 단층이 기반암 내부에서 관찰되는 지점(1번 위치)에서는 기반암의 파쇄대 내에 점토광물이 풍부한 단층비지가 나타나며 다시 그 내부에 10-20 μm 폭의 주미끌림대가 발달한다. 다음으로, 기반암과 미고결 퇴적물 사이에 단층이 발달하는 곳(2번 위치)의 경우, 기반암에서는 약한 파쇄엽리를 보이는 각력암으로 이루어진 원파쇄대(protocataclasis zone)가, 미고결 퇴적물에서는 풍화된 역의 변형과 함께 일부 광물의 정향배열이 확인된다. 단층이 미고결 퇴적물 내부에서 관찰되는 지점(3번 위치)에서는 2번 위치의 퇴적물에서처럼 풍화된 역과 일부 광물의 정향배열이 관찰되지만 그러한 구조는 약하게 나타나다가 더 이상 상부까지 이어지지 않고 퇴적층 내에서 종결된다. 이상의 관찰결과는 상대적으로 깊은 위치에서부터 발달한 기반암 내 미끌림대에서는 점토광물 입자경계를 따른 마찰미끌림이나 암석의 파쇄 및 암편의 파쇄유동, 그리고 얕은 깊이의 미고결 사력질 퇴적물에서는 입자유동의 작동에 의해 단층 물질이 변형됨을 지시한다. 단층미끌림의 전파와 관련하여, 기반암 내에서는 점토질 단층비지의 주미끌림대를 따라 단층미끌림이 국지화되는 반면, 미고결 사력질 퇴적물을 거치면서는 변형이 보다 분산된 방식으로 발생하다가 결국 종결되었을 가능성을 시사한다. 이러한 측면은 단층에 의한 퇴적물의 횡절 여부와 퇴적물 절대연대에 기반한 활성단층 활동시기 추정 시 고려되어야 할 부분이다.

The active fault that displaces the unconsolidated Quaternary sediments can develop across different materials, such as inside bedrock, between bedrock and unconsolidated sediments, and inside unconsolidated sediments. We conducted structural observation and material analysis on the active fault, Hwalseongri area, Gyeongju, to understand how the structure and deformation characteristics can vary depending on the location along the fault. At the place where the active fault is observed inside the bedrock (Location 1), fault gouge rich in clay minerals occurs in the bedrock’s cataclasis zone, and a 10-20 μm-wide principal slip zone develops inside it. Next, where the fault develops between the bedrock and the Quaternary sediment (Location 2), a protocataclasis zone consisting of breccia showing weak cataclastic foliation is observed in the bedrock. Both deformed weathered gravels and the preferred orientation of some minerals are identified in the Quaternary sediment. At Location 3, where the fault is observed inside the Quaternary sediment, the weathered gravels and the preferred orientation of minerals are identified, as in the sediment at Location 2. However, such structures appear weak and do not extend to the top and end up within the sediment. The above observations indicate that the fault materials are deformed by frictional sliding (e.g., along the clay minerals) or by cataclasis and cataclastic flow in the bedrock"s slip zone at depths and that unconsolidated sediments are deformed by granular flow at the very shallow depth. Fault slip is localized along the principal slip zone of the clay-rich gouge in the bedrock. In contrast, shear deformation may occur in a more distributed manner, while passing through the unconsolidated sands and gravels, and eventually terminated. This aspect should be considered when estimating the timing of active fault movement based on sediments’ absolute age and whether the fault crosscuts the sediments.

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