트렌치에서의 단열분석을 통해 도출한 단열발달사 및 고응력 해석: 울산 신암리의 예

권세현; 김영석

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권세현 (부경대학교 지구환경과학과 지질구조재해연구실) 김영석 (부경대학교 지구환경과학과 지질구조재해연구실)

저널정보: 대한지질공학회 The Journal of Engineering Geology 지질공학 제26권 제1호

발행연도: 2016.1

수록면: 33 - 49 (17page)

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연구지역인 울산시 신암리 지역은 각섬석화강암을 기반암으로 하여 이를 관입하고 있는 규장질 및 고철질 암맥, 열수주입과 관련된 석영맥 그리고 단층파쇄대가 형성되어 있다. 이 지역에는 역학적으로 균질한 화강암이 우세하게 발달하는 지역이지만 지역적으로 발달한 암맥의 영향으로 불연속면을 형성하여 지반의 불안정과 단층의 재활을 유도하였다. 이러한 화강암 내 불연속면에 집중된 응력의 특성을 해석하기 위하여 우리는 N-S방향으로 트렌치를 개설하였고, 이를 통해 노출된 지질구조요소들을 활용하여 단열발달사 및 이와 관련된 고응력 방향을 추론하기 위하여 기하학적 및 운동학적 분석을 실시하였다. 이를 위해 먼저 연구지역에 발달하는 단열들 간의 상호절단관계와 인접한 지역에서 수행된 선행연구들을 토대로 구조변형사를 수립하였으며, 단열발달 시 작용한 고응력 방향을 유추하여 최대수평주응력(σHmax)과 최소수평주응력(σHmin)으로 나타내었다. 단열분석 결과 (1) 기반암인 각섬석화강암 관입 이후 적어도 NNE-SSW, ENE-WSW, E-W, WNW-ESE 방향의 단열들이 존재하였을 것으로 추정되며, 이후 (2) NNE 내지 N-S 방향의 σHmax/E-W 방향의 σHmin 하에서 NNE-SSW 및 E-W방향의 규장질 암맥이 관입하고, (3) E-W 내지 ENE-WSW 방향의 σHmax/N-S 내지 NNW-SSE 방향의 σHmin 하에서 E-W 내지 ENE-WSW 방향의 고철질 암맥이 관입하였으며, (4) E-W 내지 WNW-ESE 방향의 σHmax/N-S 내지 NNE-SSW 방향의 σHmin 하에서 열수주입과 관련된 석영맥들의 발달, ENE-WSW 방향의 주단층 우수향 운동이 있었고, (5) NNE-SSW 내지 NE-SW 방향의 σHmax/WNWESE 내지 NW-SE 방향에서 작용하는 σHmin 하에서 E-W 주향의 열수관련 석영맥 좌수향 재활과 ENE-WSW 방향 주단층의 정이동성 좌수향 재활운동이 있었고, 최종적으로 (6) NW-SE 방향의 σHmax/NE-SW 방향의 σHmin 하에서 ENE-WSW 방향의 주단층은 역이동성 우수향 재활을 겪은 것으로 해석되었다. 단열발달사 및 고응력장 복원결과는 기존에 제시된 포항-울산 지괴내의 신생대 지구조운동사와 잘 대비된다. 이는 양산단층과 울산단층으로 경계된 울산단층의 남쪽 지역이 신생대에 포항-울산 지괴와 유사한 지구조 운동을 겪었음을 시사한다. 이러한 연구결과는 본 연구지역과 인접한 주요 시설물의 안정성 평가 및 차후의 지진재해 대책을 수립하는데 있어 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

The study area, located in Sinam-ri, Ulsan, in the southeastern part of the Korean Peninsula, is mainly composed of hornblende granite (ca. 65 Ma). Fracturing and reactivation of a fault striking ENE-WSW was strongly controlled by the intrusion of a mafic dyke (ca. 44 Ma), which behaves as a discontinuity in the mechanically homogeneous pluton, increasing the instability of the basement in this area. A geometric and kinematic study undertaken to interpret the faults and fractures was performed in a trench excavated almost perpendicular to the orientation of the dyke. The analysis of structural elements, such as dykes, veins, and faults, is used to infer the deformation history and to determine the paleostress orientations at the time of formation of the structures. The deformation history established based on this analysis is as follows: (1) NNE-SSW, E-W, ENE-WSW, and NE-SW trending fractures had already developed in the pluton before dyke intrusion; (2) felsic dykes intruded under conditions of σHmax oriented N-S and σHmin oriented E-W; (3) mafic dykes intruded under conditions of σHmax oriented E-W and σHmin oriented N-S; (4) dextral reactivation of the main fault associated with the development of hydrothermal quartz veins under conditions of σHmax oriented E-W and σHmin oriented N-S; (5) sinistral reactivation of the main fault and high-angle normal faults under conditions of σHmax oriented NE-SW and σHmin oriented NW-SE; and (6) dextral reactivation of the main fault and NE-SW low-angle reverse faults under conditions of σHmax oriented NW-SE and σHmin oriented NE-SW. These results are consistent with the tectonic history of the Pohang-Ulsan block in the southeastern part of the Korean Peninsula, and indicates the tectonic deformation of the southern area of the Ulsan fault bounded by Yangsan fault was analogous to that of the Pohang-Ulsan area from the Cenozoic. This work greatly aids the selection of sites for critical facilities to prevent potential earthquake hazards in this area.

#단층 #단열 #트렌치 #단열발달사 #고응력 복원

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