[보고서]한반도 육상 지역에 발달하는 단층의 특성 및 활성도 분류 연구

권상훈

한반도 육상 지역에 발달하는 단층의 특성 및 활성도 분류 연구
Study on the characteristics and activity degree of faults within the Korean Peninsula 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	연세대학교 Yonsei University
연구책임자	권상훈
참여연구자	정동훈 , 장이랑 , 서현교 , Zhang Li
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2012-01
과제시작연도	2011
주관부처	기상청
사업 관리 기관	기상청 Korea Meteorological Administration
등록번호	TRKO201200001134
과제고유번호	1365001106
DB 구축일자	2013-04-18
키워드	홍성,단층,재활성,열곡대,봉합대Hongseong,fault,reactivation,rift,suture zone

초록 ▼

홍성지역의 지구조 진화사
-홍성지역 월현리 및 홍성지역 관입암체에 대한 연구를 바탕으로 홍성지역이 Permo-Triassic suture zone의 일부임을 지시하는 증거를 제시하고 이를 바탕으로 2개의 논문을 GR(IF =5.503)에 게재
홍성지역 단층의 특성 분류
-홍성지역의 단층은 시기 별로 후기 페름기~삼첩기, 백악기, 제3기 이후로 구분되며, 후기 SHRIMP U-Pb 연대측정에 의해 밝혀진 충돌대와 관련된 전단대는 reverse shear zone으로, 백악기의 단층은 일부 소분지를 형성한 단층을 제외하고는 추정단층으로, 추가령단층은 백악기에 형성된 후 reactivation이 있음을 지시. 추가령 단층은 향 후 ESR등의 연대측정이 필요
단층의 내 점토광물 특성규명 및 K/Ar연대 측정
-추가령단층대 연장인 연천단층의 단층점토로부터 생성된 Illite 혼합체에 대한 입도분리 및 $2M_{1}$ Polytype 정량분석
-$2M_{1}$ Illite 상대량-K/Ar 연대 상관관계로부터 110.7 Ma, 77.7 Ma 및 62.6 Ma 시기에 다량의 열수를 이동하게 한 큰 규모의 단층활동성이 있었음을 유추함
단층의 재활성 가능성 및 단층 활동도
-홍성지역 당진단층의 활동도 평가는 불량한 노두 상태로 판단하기 어려우나 단층점토 특성 및 연대측정 결과가 확인될 경우 과거 활성빈도에 대한 평가가 가능할 것임
-추가령단층은 과거 최소 3회 이상의 활성이 있었으며, 그 시기로 보아 재활성 가능성이 높음

Abstract ▼

Content of Study
-Better understanding the earthquake and its tectonic environment of the Korean Peninsula and the East Asia
-Data analysis and field study in terms of different fault classification based on slip orientation (normal, reverse, thrust and strike-slip) and age of fault activity (Permo-Triassic, Cretaceous, Tertiary etc.)
-Separation of reactivation ages from same fault system
-Activity degree of fault of the Hongseong and Chugaryung faults, and their possible Quaternary reactivation
-Preparation of future earthquake activity, and its potential reactivation
Range of Study
-Data collection and Field Study
-Characteristics of faults regarding fault classification (normal, reverse, strike-slip)
-K/Ar age dating of fault clays

목차 Contents

표지 ... 1
제출문 ... 2
보고서 요약서 ... 3
요약문 ... 4
SUMMARY ... 6
CONTENTS ... 8
목차 ... 9
제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
1. 연구개발의 최종 목표 ... 10
2. 연구개발의 필요성 ... 10
3. 연구개발의 범위 ... 10
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
1. 세계적 수준 ... 11
제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 11
1. 홍성지역의 지구조 진화사 ... 11
2. 단층의 특성 분류 ... 54
3. 단층의 내 점토광물 특성규명 및 K /A r연대 측정 ... 58
4. 단층의 재활성 가능성 및 단층 활성도 ... 73
제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 74
제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 75
[첨부 1]연구개발결과 활용계획서 ... 75
[붙임1]연구개발결과 활용계획서 ... 76
제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 79
제 7 장 연구개발결과의 보안등급 ... 79
[첨부 2] ... 79
제 8 장 국가과학기술종합정보 시스템에 등록한 연구시설장비현황 ... 79
제 9 장 참고문헌 ... 80

표/그림 (42)

표 Geologic map of the Hongseong area, southwestern Gyeonggi Massif, South Korea
표 Simplified geological map of the Korean peninsula after the 1:1,000,000 Geological Map of Korea (KIGAM, 1995), including the “Korean collision belt”
표 Outcrop photographs showing various metamorphic rocks from the Wolhyeonri complex in the Hongseong area: (a) garnet schist from Zone I, (b) deformed banded gneiss from Zone I, (c) mafic metavolcanics having well-sorted amphibole- (dark) and epidote-rich (green) layers from Zone II, (d) intrude-type metadacite from Zone II, (e) tonalitic orthogneiss xenoliths showing typical banded gneissic texture from Zone II, (f) deformed aluminous gneiss from Zone III, and (g) deformed mafic gneiss including high-pressure metabasite from Zone III.
표 Scanning electron microscope cathodoluminescence (CL) images of sectioned zircon grains from schist and orthogneiss from Zone I in the Wolhyeonri complex of theHongseong area. Numbered spots are locations of representative SHRIMP analysis with the measured age in Ma.
표 Sample locations and concordia plots of SHRIMP U–Pb isotopic
표 Scanning electron microscope cathodoluminescence (CL) images of sectioned zircon grains from mafic metavolcanics from Zone II and mafic and aluminous paragneisses from Zone III in the Wolhyeonri complex in the Hongseong area. Numbered spots are locations of representative SHRIMP analysis with the measured age in Ma.
표 Sample locations and concordia plots of SHRIMP U–Pb isotopic analyses of zircon from mafic metavolcanics from Zone II and mafic and aluminous paragneisses from Zone III in the Wolhyeonri complex in the Hongseong area.
표 Sample locations, outcrop photographs, concordia plots of SHRIMP U–Pb isotopic analyses and scanning electron microscope cathodoluminescence (CL) images of zircon from metabasalt boulder in the Gwangcheon ultramafic body from Zone II and mylonite from mylonitized garnet-bearing paragneiss in the Paleoproterozoic supracrustal rocks, near the boundary in the southeastern part of the Wolhyeonri complex.
표 Tectonic map of Northeast Asia showing the distribution of Triassic syenite– monzonite– gabbro series in and around the North China Block and South Korea. OB, Okcheon belt;YM, Yeongnam massif; GB, Gyeongsang basin.
표 Distribution of Permo– Triassic plutons in South Korea. IB, Imjingang belt; GM, Gyeonggi massif; OB, Okcheon belt; YM, Yeongnam massif; GB, Gyeongsang basin. SHRIMP zircon U– Pb zircon ages for Permo– Triassic plutons were obtained from the following sources: Cho et al. (2001, 2008); Lee et al. (2007); Peng et al. (2008); Williams et al. (2009); Choi et al. (2009); Seo et al. (2010); Yi et al. (2010) this study. IB, Imjingang belt; GM, Gyeonggi massif.
표 Outcrop photographs showing Middle Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, Yangpyeong and Odesan), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon).
표 Molar Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) vs. Al2O3/( Na2O+K2O) diagram for Permo– Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, and Yangpyeong), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon), together with Hongseong, Yangpyeong and Odesan plutons in the Gyeonggi massif (Oh et al., 2006; Choi et al., 2009; Williams et al., 2009; Seo et al., 2010), Cheongsan, Baeknok, Ian and Daegang plutons in the Okcheon belt (Cheong and Chang, 1996; Sagong and Jwa, 1997; Cho et al., 2008) and Yeongdeok pluton in the Gyeongsang basin (Cheong et al., 2002). Fine and thick line symbols represent the previous and present data, respectively.
표 Classification of Permo– Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, and Yangpyeong), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon), together with Hongseong, Yangpyeong and Odesan plutonic rocks in the Gyeonggi massif (Oh et al., 2006; Choi et al., 2009; Williams et al., 2009; Seo et al., 2010), Cheongsan, Baeknok, Ian and Daegang plutons in the Okcheon belt (Cheong and Chang, 1996; Sagong and Jwa, 1997; Cho et al., 2008) and Yeongdeok pluton in the Gyeongsang basin (Cheong et al., 2002) using normative classification of granitic rocks (Streckeisen and Le Maitre, 1979). The symbols are as in Fig. 6.
표 Major elements versus SiO2 for Permo– Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, and Yangpyeong), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon), together with Hongseong, Yangpyeong and Odesan plutons in the Gyeonggi massif (Oh et al., 2006; Choi et al., 2009; Williams et al., 2009; Seo et al., 2010), Cheongsan, Baeknok, Ian and Daegang plutons in the Okcheon belt (Cheong and Chang, 1996; Sagong and Jwa, 1997; Cho et al., 2008) and Yeongdeok pluton in the Gyeongsang basin (Cheong et al., 2002) using normative classification of granitic rocks (Streckeisen and Le Maitre, 1979). The symbols are as in Fig. 6.
표 Chondrite-normalized (Sun and McDonough, 1989) rare earth element REE) patterns for Permo– Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, and Yangpyeong), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon), together with Hongseong, Yangpyeong and Odesan plutons in the Gyeonggi massif (Oh et al., 2006; Choi et al., 2009; Williams et al., 2009; Seo et al., 2010), Cheongsan, Baeknok, Ian and Daegang plutons in the Okcheon belt (Cheong and Chang, 1996; Sagong and Jwa, 1997; Cho et al., 2008) and Yeongdeok pluton in the Gyeongsang basin (Cheong et al., 2002). The symbols are as in Figs. 6 and 8.
표 Primitive mantle-normalized (Sun and McDonough, 1989) trace element distribution diagrams for Permo-Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, and Yangpyeong), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon), together with Hongseong, Yangpyeong and Odesan plutons in the Gyeonggi massif (Oh et al., 2006; Choi et al., 2009; Williams et al., 2009; Seo et al., 2010), Cheongsan, Baeknok, Ian and Daegang plutons in the Okcheon belt (Cheong and Chang, 1996; Sagong and Jwa, 1997; Cho et al., 2008) and Yeongdeok pluton in the Gyeongsang basin (Cheong et al., 2002). The symbols are as in Figs. 6 and 8.
표 Plot of the initial 87Sr/86Sr ratio versus εNd(T) for Middle Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, and Yangpyeong), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon). The compositional trend from available data for components of the lower and upper crust in the Jiadong Peninsular in the Sulu collisional belt is from Jahn et al. (1999). The symbols are as in Fig. 6.
표 Summary of SHRIMP zircon U– Pb age data for Permo– Triassic plutons in the Imjingang belt, the Gyeonggi massif, the Okcheon belt, the Yeongnam massif, and the Gyeongsang basin, South Korea.
표 Rb/(Y+Nb) (Pearce et al., 1984; Pearce, 1996) tectonic diagram for Permo– Triassic plutons in the Gyeonggi massif (Hongseong, Namyang, and Yangpyeong), the Okcheon belt (Cheongsan, Baeknok and Yongsan) and the Yeongnam massif (Gimcheon, Sangju, Hamyang and Macheon), together with Hongseong, Yangpyeong and Odesan plutons in the Gyeonggi massif (Oh et al., 2006; Choi et al., 2009; Williams et al., 2009; Seo et al., 2010), Cheongsan, Baeknok, Ian and Daegang plutons in the Okcheon belt (Cheong and Chang, 1996; Sagong and Jwa, 1997; Cho et al., 2008) and Yeongdeok pluton in the Gyeongsang basin (Cheong et al., 2002). The symbols are as in Figs. 6 and 8.
표 홍성-당진 일대의 항공사진을 이용한 광역 선구조
표 홍성 북서부 서산방향 정리면 사관리 지역 당진단층 노두
표 추가령단층대 연천단층의 위치도.
표 연천단층 노두의 단층활동 특성 및 단층점토 시료채취 위치
표 단층점토의 광물학적 특성 결정 및 K-Ar 연대측정을 위한 분석과정 모식도.
표 홍성일원 당진단층 입도분리 시료에 대한 부정방위 X-선 회절분석결과. Qz: quartz, 2M1; 2M1 illite, 1Mt; 1Mtrans polytype, Ka; kaolinite.
표 홍성일원 당진단층 Illite (001) reflection을 이용하여 모델링 계산을 통해 구한 Illite crystallite thickness 분포 특성.
표 연천단층 Early dextral 단층(YC-4) 시료의 편광현미경 사진.
표 연천단층 Early dextral 단층(YC-4) 시료의 SEM-BEI 사진.
표 연천단층 Late dextral 단층(YC-3) 시료의 편광현미경 사진.
표 연천단층 Late dextral 단층(YC-3) 시료의 SEM-BEI 사진.
표 연천단층 Early dextral 단층(YC-4) 시료 Illite의 SEM-EDS 분석결과를 M+-4Si4+-R2+ diagram(Meuneir and Velde, 1989)에 도시한 결과. 보라색; 2nd-stage 결정질 Illite, 연녹색; 1st-stage의 석영 우세한 역을 치환하는 결정질의 Illite, 분홍색; 3rd-stage의 matrix Illite.
표 연천단층 Late dextral 단층(YC-3) 시료 Illite의 SEM-EDS 분석결과를 M+-4Si4+-R2+ diagram(Meuneir and Velde, 1989)에 도시한 결과. 연녹색; 1st-stage의 석영 우세한 역을 치환하는 결정질의 Illite, 분홍색; 3rd-stage의 matrix Illite.
표 연천단층 입도분리 점토광물에 대한 부정방위 X-선 회절분석결과.
표 Wildfire를 이용하여 계산된 1M trans 및 2M1 polytype의 Simulated XRD pattern의 혼합비를 달리한 XRD pattern.
표 연천단층 YC-4-1(<0.1μm) XRD pattern과 1Md-2M1 simulated XRD pattern matching 결과.
표 연천단층 YC-4-2(0.1∼0.4μm) XRD pattern과 1Md-2M1 simulated XRD pattern matching 결과.
표 연천단층 YC-4-3(0.4∼1.0μm) XRD pattern과 1Md-2M1 simulated XRD pattern matching 결과.
표 연천단층 YC-3-2(0.1∼0.4μm) XRD pattern과 1Md-2M1 simulated XRD pattern matching 결과.
표 연천단층 YC-3-3(0.4∼1.0μm) XRD pattern과 1Md-2M1 simulated XRD pattern matching 결과.
표 연천단층 점토의 입도분리 시료에 대한 K-Ar 연대측정 결과.
표 2M1 polytype 함량과 K-Ar 연대측정값의 상관도. 파랑색; Early dextral 단층(YC-4) 입도분리시료, 주황색; Late dextral 단층(YC-3) 입도분리시료.
표 홍성지역 당진단층 추가령단층대 연천 지점에 대한 단층변수

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