Interpretation of geological structures and stratigraphy around the Kita-Yamato Bank in the East Sea

동해 키타-야마토 뱅크 주변 해역의 지질구조 및 퇴적층서 해석

The study area in the East Sea is located on the northeastern margins of the Ulleung Basin near the Kita-Yamato Bank. The research area provides the important clue to the development of Miocene basins which are characterized by the normal faults and volcanic activities related to rifting in the continental crust. Kita-Yamato Bank is a small sediment-filled graben which was formed by failed rifting in the Early Miocene. The basins rapidly vary the bathymetry, depth of acoustic basement and thickness of sedimentary layer. The tension in the study area caused the extensional lithospheric deformation before/during the Early Miocene. In consequence, tectonic forces resulted in the depression or subsidence of basement from continental rifting in the Kita-Yamato Bank followed by the opening of the Ulleung Basin, and caused the onset of graben or half-graben structure bounded by large blocked syn-rift faults. Afterward no significant tectonic deformation exists, with the consequence that post-rift normal faults with small heave were formed and reactivated by the resultant forces such as tectonic subsidence, sediment loading and volcanic activity. The Cenozoic sediment layer has a maximum thickness of 1.0 s along the center of the graben or half-graben, which overlies the consolidated acoustic basement. Seismic units V and IV supposed to be syn-rift sedimentary rocks are deformed by both the volcanic activities and numerous basement-involved normal faults induced from extension. In the uppermost layer, slump scars resulted from the slope failure are recognized.

동해 울릉분지 북동부에 위치한 키타-야마토 뱅크 주변해역에서는 대륙지각내 열개작용에 의한 분지형성과 관련된 지질구조, 화성활동 등의 중요한 정보가 확인된다. 키타-야마토 뱅크는 마이오세 초에 불완전한 열개작용에 의해 생성된 소규모 분지로, 분지내에서는 수심, 음향기반암의 깊이 및 퇴적층의 두께가 급격히 변화하고 있다. 연구지역은 신장력에 의해 확장성 지각변동을 받았으며, 초기 마이오세에 울릉분지가 열림에 따라 대륙지각의 분열이 시작되면서 기반암이 침강하기 시작하였다. 계속되는 확장과 열개 운동에 의해 대륙지각 파편 내에서 대규모 경계단층인 동시 열개성 정단층에 의해 둘려 쌓인 지구 및 반지구를 형성하였다. 반면에 퇴적암내의 소규모 후기 열개성 정단층들은 큰 지구조적 변형을 받지 않고 분지 침강, 퇴적물 하중 및 화성활동에 의해 계속 재활성되면서 생성되었다. 지구 및 반지구의 좁고 긴 함몰지대 내의 불규칙한 음향기반암 위에는 최대 1.2초 두께의 마이오세부터 홀로세에 이르는 퇴적물이 쌓여 있으며, 동시 열개성 퇴적층으로 추정되는 층단위 V와 IV는 확장에 수반된 화성활동과 기반암까지 연장된 정단층들에 의해 변형되어 있다. 급경사의 분지 경계부의 상부층에는 대규모의 사면사태에 의해 형성된 함몰침식대의 퇴적구조를 보여준다.