[논문]경주 남산 일대의 단열구조 특성과 양산단층의 분절

김헌주; 장태우

경주 남산 일대의 단열구조 특성과 양산단층의 분절
Fracture Characteristics and Segmentation of Yangsan Fault around Mt. Namsan, Gyeongju City, Korea 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.19 no.1 = no.58, 2009년, pp.51 - 61

김헌주 (SK 에너지 E&P 기술그룹) , 장태우 (경북대학교 자연과학대학 지질학과)

초록
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경주시 남산 일대에서 양산단층의 활동에 수반된 단열 특성과 양산단층의 분절에 관한 연구가 수행되었다. 절리의 밀도와 프랙탈 차원 값은 양산단층에 가까워질수록 높은 값을 보이는데 이는 단층활동에 따른 단열작용이 단층의 중심에서 더 격렬하게 일어난 탓으로 해석할 수 있다. 양산단층 손상대와 모암 사이의 경계는 단층의 중심에서 약 2.7 km까지로 볼 수 있으며 여기서 더 멀어지면 절리밀도와 프랙탈 차원 값이 현저히 감소하고 절리의 배향도 여러 방향으로 크게 분산된다. 양산단층 손상대 내 소단층들은 우수향이동단층과 좌수향이동단층들로 뚜렷이 구분되는데, 전자는 양산단층이 우수향이동을 할 때 수반된 단층들이고 후자는 좌수향이동 운동 시에 수반된 것들로 간주된다. 연구지역에서 양산단층은 북쪽분절과 남쪽분절로 나누어 질 수 있는데 이는 북쪽분절과 남쪽분절 간 주향의 차이, 북쪽분절 끝부분에서 압축성 인편팬기하와 $9^{\circ}$, $S85^{\circ}E$로 선경사하는 향사의 발달, 남쪽분절 끝부분에서 $28^{\circ}$, $N4^{\circ}W$로 선경사하는 배사의 발달 등의 증거에 의해 뒷 밭침 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Fractures and segmentation in association with the activities of the Yangsan fault are studied around Mt. Namsan, Gyengju city in the southeastern part of Korea. It is believed that the higher values of joint density and fractal dimension with the approach of the center of the Yangsan fault mean intense fracturing due to the fault activity. The boundary between fault damage zone and host rock is inferred to be placed at about 2.7 km from the center of the Yangsan fault where the values of joint density and fractal dimension abruptly decrease and the orientations of joint are also much dispersed. The small faults within the damage zone of the Yangsan fault are definitely divided into right-lateral and left-lateral strike-slip faults. The former is considered to be formed during the right-lateral movement of the Yangsan fault and the latter during the left-lateral movement. The Yangsan fault is segmented in the study area with obvious evidences as follows: (1) the difference of fault strike between northern and southern segments, (2) The geometry of contractional imbricate fans and syncline plunging $9^{\circ}$, $S85^{\circ}E$ at the end of northern segment, and (3) anticline plunging $28^{\circ}$, $N4^{\circ}W$ at the end of southern segment.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

. 다시 말해서, 비록 단열 밀도가 동일하다 할지라도, 서로 다른 배향을 갖는 두 절리조가 어떤 관계로 발달하느냐에 따라 다른 프랙탈 차원 값을 나타냄을 제시하였다. 따라서 절리 밀도는 단순히 암석이 깨어져있는 정도만을 표현하는 것이라고 할 때, 프랙탈 차원 값은 깨어져있는 단열의 분포상태까지도 내포하는 값이라 할 수 있다.
2a를 이용하여 프랙탈차원을 구하였으며, 그동안 몇몇 학자들에 의해 연구지역의 서남부에서 언급되어왔던 양산단층의 분절장태우 외,1993; 장천중, 2001; 장천중과 장태우, 2002)을 규명하기위해 이 지역에서 정밀한 지질조사를 실시하였다. 따라서 본 논문의 목적은 양산단층에 인접한 경주 남산 일대에 발달하는 단열구조의 양상을 분석하고 양산단층의 분절과 관련한 구조적 특성을 규명하는데 있다.
본 연구에서는 양산단층에 인접한 경주 남산일대에 발달하는 단열구조의 양상을 분석하고 양산단층의 분절과 관련한 구조적 특성을 규명하였으며 그 결과는 다음과 같다.
한편 50개 지점의 절리 스케치 그림 자료를 이용하여 박스카운팅 법(Barton and La Pointe, 1995)에 의해 프랙탈 차원을 구하여, 양산단층 운동과의 관련성을 알아보고자 한다. 이를 위해 ARC VIEW GIS 3.

제안 방법

절리를 측정할 때 각 지점에서 1 m X 1 m 면적에서 절리의 총 길이를 측정하고 절리들을 스케치 하였다. 각 지점에서의 절리의 밀도를 단위면적당 절리 길이의 총합으로 구하였다. 연구지역 전체에서의 절리 밀도는 0.
2a를 이용하여 야외에서 작성한 바닥 노두에 대한 단열도를 수치화(digitize)한 후, 이를 정사각형의 격자파일(grid file) 로변환하였다. 각각 다른 축소율(reduction factor) r 값에 따라 셀 크기를 변화해 가면서, 즉 r값을 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512까지 변화해가며 셀의 누적 개수(N)를 구하였다. 그리고 1에 따른 누적 개수(N)를 도시하였을 때 생성된 추세선의 기울기가 구하고자 하는 프랙탈의 차원 값이 된다.
선상구조의 실체를 확인 조사하였다. 또한 양산단층 운동과 관련한 단열의 특성을 분석하기 위하여 단층에서부터의 거리에 따라 발달하는 바닥노두의 단열도를 작성, 실내에서 Arc View GIS 3.2a를 이용하여 프랙탈차원을 구하였으며, 그동안 몇몇 학자들에 의해 연구지역의 서남부에서 언급되어왔던 양산단층의 분절장태우 외,1993; 장천중, 2001; 장천중과 장태우, 2002)을 규명하기위해 이 지역에서 정밀한 지질조사를 실시하였다. 따라서 본 논문의 목적은 양산단층에 인접한 경주 남산 일대에 발달하는 단열구조의 양상을 분석하고 양산단층의 분절과 관련한 구조적 특성을 규명하는데 있다.
앞에서 기술한 두 단층의 접촉지점 부근의 퇴적암이 분포하는 지역에서 양산단층의 운동과 기하가 층리면의 자세에 어떤 영향을 주었는지를 세밀히 파악하기 위해 층리면의 야외조사가 이루어 졌고 성형선등고선(formbrie contour)을 작성하였다(Fig. 8).
야외에서 선상구조들의 실체조사를 통해 이들의 지질학적 의미를 조사하였다. 조사한 다수의 선상구조들은 Fig 4와 같이 단층계곡, 단층절벽 등을 이루는 것들이 많았으며 일부 길이가 짧은 것은 야외에서 노두로 직접 확인하기 어려웠다.
한편 50개 지점의 절리 스케치 그림 자료를 이용하여 박스카운팅 법(Barton and La Pointe, 1995)에 의해 프랙탈 차원을 구하여, 양산단층 운동과의 관련성을 알아보고자 한다. 이를 위해 ARC VIEW GIS 3.2a를 이용하여 야외에서 작성한 바닥 노두에 대한 단열도를 수치화(digitize)한 후, 이를 정사각형의 격자파일(grid file) 로변환하였다. 각각 다른 축소율(reduction factor) r 값에 따라 셀 크기를 변화해 가면서, 즉 r값을 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512까지 변화해가며 셀의 누적 개수(N)를 구하였다.
이번 연구에서는 1 :20, 000 축척의 항공사진을 이용하여 경주 남산 일대의 선상구조를 추출, 분석하고 야외에서 선상구조의 실체를 확인 조사하였다. 또한 양산단층 운동과 관련한 단열의 특성을 분석하기 위하여 단층에서부터의 거리에 따라 발달하는 바닥노두의 단열도를 작성, 실내에서 Arc View GIS 3.
1) 에서의바닥노두의 절리들을 측정하였다. 절리를 측정할 때 각 지점에서 1 m X 1 m 면적에서 절리의 총 길이를 측정하고 절리들을 스케치 하였다. 각 지점에서의 절리의 밀도를 단위면적당 절리 길이의 총합으로 구하였다.
한편 절리 밀도와 프랙탈 차원 값을 나타낸 Fig. 6에서 양산단층으로부터 1km와 2.7 km 부근에서 각각 양 값이 현저히 변화하는 것을 바탕으로, 양산단층의 주향^ 수직인 방향에서 거리별 절리의 배향을 알아보았다(Fig. 7). 거리 구간별 우세 절리조의 배향이 대체로 전체 절리의 경우(Fig.

대상 데이터

1). 행정 구역 상으로는 경상북도 경주시 내남면과 울산광역시 울주군 두동면 일대이고 경위도 상으로는 북위 35° 49' 48.14"~ 35° 49' 44.74", 동경 129° 11' 14.58"~ 129° 17' 09.90"에 해당되는 지역이다.
야외에서 조사된 단층들과 양산단층의 운동 간에는 어떤 관계가 있는지를 알아보기 위해서, 조사한 단층들 중 양산단층으로부터 2.7 km 이내의 주향이동단층들만 장미그림으로 나타내었다(Fig. 10). Fig.
양산단층 운동과 관련하여 경주 남산지역에서 노두 규모 단열의 발달 상태를 알아보기 위하여 야외에서 화강암 3(깨지점과 퇴적암 20개 지점, 총 50개 지점(Fig. 1) 에서의바닥노두의 절리들을 측정하였다. 절리를 측정할 때 각 지점에서 1 m X 1 m 면적에서 절리의 총 길이를 측정하고 절리들을 스케치 하였다.
연구지역은 한반도 남동부의 경주 남산 일대로, 중생대 백악기 퇴적암류와 불국사 화강암으로 이루어져 있으며 연구지역 내에는 북북동 방향으로 달리는 양산단층이 발달하고 있다(Fig. 1). 행정 구역 상으로는 경상북도 경주시 내남면과 울산광역시 울주군 두동면 일대이고 경위도 상으로는 북위 35° 49' 48.
연구지역의 지질은 Tateiwa(1929)의 1 : 50, 000 경주도 폭조사에서 북쪽의 일부가 최초로 조사되었고 남서쪽은모량도폭(김 남장 외, 1971) 조사 시 백악기 지층 및 화강암이 기재된 바 있다. 연구지역에 넓게 분포하는 남산 화강암에 대해서는 암석학 및 지구화학적 연구가 많이 진행되어 왔으며(진명식 외, 1989; 윤성효와 황인호, 1990; 고정선 외, 1996), 연구지역을 거의 남북 방향으로 통과하는 양산단층은 운동 시기(장기홍, 1990; 이희권, 1998; 장태우와 추창오, 1999; 장천중과 장태우, 1998)와 운동 성질(장기홍, 1990; 채병곤과 장태우, 1994; 장천 중 과장 태우, 2002) 그리고 단층의 연장성(채병곤과 장태우, 1994; 장천중, 2001)과 단층의 분절(장태우 외, 1993; 장천중, 2001)에 대해 개념적인 연구가 진행되어 왔다.
연구지역의 지질은 크게 백악기 하양층군 진동 층과 유천층군 화산암류, 고제 3기(진명식 외, 1989)의 불국사 화갱암으로 구성된다(Hg. 1). 연구지역에 비교적 넓게 분포하는 진동 층은 이 지역의 남부와 양산단층의 서편에 주로 분포하고 있으며, 암회색 내지 청회색 사암과 적색 내지 암회색 이암 및 셰일 등의 쇄설성 퇴적암류로 구성된다.
추출한 선상구조도는 Fig. 2와 같으며 선상구조의 수는 782개이다. 선상구조들의 최대길이는 4.

성능/효과

본연구에서도 절리 밀도와 프랙탈 차원 값의 결과를 이용하여 양산단층으로부터 약 2.7km 지점에서 단층손상대와 변형되지 않은 모암(host rock)의 경계가 존재할 것으로 추정된다. 절리 밀도와 프랙탈 차원 값의 결과를 바탕으로 양산단층으로부터 거리에 따른 절리의 배향을 나타내었을 때(Fig.
상대적으로 많이 포함되어 있음을 말해주고 있다. 실내에서 분석한 선상구조를 이용, 야외에서 그 지질학적 의미를 확인한 결과 노두로 직접 확인하지 못한 것들과 지질학적으로 의미를 부여할 수 없는 선상구조들은 전체의 46%에 해당하였고, 나머지는 단층과 절리로 확인되었는데 그 중 94%는 단층이었고 6%는 절리로 간주되었다. 이 단층들은 N₁₀PWe20°E, N₃O~5O°E, N₆₀~70°E,N₄₀~60°W 주향의 단층 조들이 우세하고 대부분이 20° 이하의 얕은 선주각과 75°이상의 큰 경사를 보여주는 주향이 동성단층이다.
연구지역에 발달하는 선상구조는 N₅₀~70°W 방향의 서북서 선상구조들의 빈도가 가장 우세함을 보이나, 누적 길이는 N₅~15°E 군집이 더 우세하며 길이가 긴 선상 구조가. 상대적으로 많이 포함되어 있음을 말해주고 있다.
5(a)이며, 주로N₁₀°W~N₂₀°E, N₃₀~50°E, N₆₀~70°E, N₄₀~60°W 주향의 단층 조들이 우세함을 알 수 있다. 이 단층들을주향게 따른 운동감각을 분석하여 보면, N₃₀~5(TE와 N₆₀-70OE의 단층들은, 우수향 주향이동이 좌수향 주향이동에 비해 월등하게 우세하며, N₄₀~6(rW의 주향을 가지는 단층들은 좌수향 주향이동이 우수향 주향이동에 비해 월등하게 우세하다. 그러나 N₁₀°W~N₂₀°E 주향의 단층들은 좌수향과 우수향 주향기동이 비슷한 빈도를 보인다.
7(c)에 비해 다른 형태를 갖게 된다. 이러한 결과로 미루어보아, 양산단충운동이 주변 암석에 크게 영향을 미친 범위 즉 손상대와 모암의 경계를 절리의 밀도 및 프랙탈 차원 값의 결과와 결부하여 양산단층의 중심에서 약 2.7 km정도로 생각해 볼 수 있다.
절리 밀도와 프랙탈 차원 값의 계산결과를 보면(Fig. 6),양산단층에 가까울수록 점점 절리 밀도와 프랙탈 차원값은 함께 증가함을 알 수 있다. 이러한 결과는, 단위 면적당 발달하는 단열의 수가 절리 밀도와 프랙탈 차원값을 구흐}는 과정에서 가장 큰 영향을 미치기 때문이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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