Characteristics of the Cenozoic crustal deformation in SE Korea and their tectonic implications

한반도 동남부 신생대 지각변형의 주요 특징과 지구조적 의의

The southeastern Korean Peninsula has experienced crustal multi-deformations according to changes of global tectonic setting during the Cenozoic. Characteristic features of the crustal deformations in relation to major Cenozoic tectonic events are summarized as follows. (1) Collision of Indian and Eurasian continents and abrupt change of movement direction of the Pacific plate (50${\sim}$43 Ma): The collision of Indian and Eurasian continents caused the eastward extrusion of East Asia block as a trench-rollback, and then the movement direction of the Pacific plate was abruptly changed from NNW to WNW. As a result, the strong suction-force along the plate boundary produced a tensional stress field trending EW or WNW-ESE in southeastern Korea, which resultantly induced the passive intrusion of NS or NNE trending mafic dike swarm. (2) Opening of the East Sea (25${\sim}$16 Ma): The NS or NNW-SSE trending opening of the East Sea generated a dextral shear stress regime trending NNW-SSE along the eastern coast line of the Korean Peninsula. As a result, pull-apart basins were developed in right bending and overstepping parts along major dextral strike slip faults trending NNW-SSE in southeastern Korea. The basins can be divided into two types on the basis of geometry and kinematics: Parallelogram-shaped basin (rhombochasm) and wedged-shaped basin (sphenochasm), respectively. In those times, the basins and adjacent basement blocks experienced clockwise rotation and northwestward tilting contemporaneously, and the basins often experienced a kind of propagating rifting from NE toward SE. At about 17Ma, the Yonil Tectonic Line, which is the westernmost border fault of the Miocene crustal deformation in southeastern Korea, began to move as a major dextral strike slip fault. (3) Clockwise rotation of southeastern Japan Island (about 15 Ma): The collision of the Izu-Bonin Arc and southeastern Japan Island, as a result of northward movement of the Philippine sea-plate, induced the clockwise rotation of southeastern Japan Island. The event caused the NW-SE compression in the Korea Strait as a tectonic inversion, which resultantly tenninated the basin extension and caused local counterclockwise rotation of blocks in southeastern Korea. (4) E-W compression in the East Asia (after about 5 Ma): Decreasing subduction angle of the Pacific plate and eastward movement of the Amurian plate have constructed the-top-to-west thrusts and become a major cause for earthquakes in southeastern Korea until the present time.

한반도 동남부는 신생대 동안 지구조 환경의 변화에 따라 다중 지각변형을 겪었다. 신생대 동안의 주요 지구조 사건과 이에 따른 한반도 동남부에서 발생한 지각변형의 주요 특징들을 정리하면 다음과 같다. (1) 인도-아시아의 충돌과 태평양판의 이동방향 변화기(약 50${\sim}$43 Ma): 인도판의 충돌에 인해 동아시아 대륙이 동쪽의 태평양판쪽으로 밀려가면서 해구의 퇴각이 발생하였으며, 태평양판의 이동방향이 북북서에서 서북서방향으로 회전되었다. 그 결과 한반도 동남부에는 동서 내지 서북서-동남동방향의 인장력이 발생하였고 이로 인해 남${\sim}$북북동방향의 염기성 암맥군이 관입하였다.(48 Ma 전후). (2) 동해 화장기(약 25${\sim}$16 Ma): 남북 내지 북북서-남남동방향으로 동해가 활발히 확장됨에 따라 한반도 동쪽 해안선을 따라 우수향 전단력이 발생하였다. 이로 인해 한반도 동남부에는 북북서-남남동방향의 우수향 주향이동단층운동이 발생하였으며 단층의 우향 굴곡부 혹은 오버스텝 부분에는 당겨열림형 퇴적분지가 형성되었다. 기하 및 운동학적 특징에 따라 퇴적분지들은 평행사변형과 쐐기형 확장 분지로 나누어진다. 또한 이 시기에는 지괴가 시계방향으로 수평 회전되고 북서향으로 경동되었으며 일부 퇴적분지들은 확장 축이 동에서 서쪽으로 이동되는 전파열개 과정을 겪었다. 또한 약 17Ma경에는 이러한 지각변형을 가장 서쪽에서 규제하는 연일구조선이 우수향 주향이동단층으로 운동하기 시작하였다. (3) 일본 남서부 시계방향 회전기(약 15Ma): 필리핀해판의 북상으로 이즈-보닌 아크와 일본 남서부가 충돌해 일본 남서부의 시계방향 회전운동이 발생하였다. 이로 인해 대한해협에는 북서향 압축력이 가해졌으며 한반도 동남부에서는 응력반전으로 인해 퇴적분지의 확장이 종결되고 지괴의 융기와 국지적인 지괴의 반시계방향 수평회전운동이 발생하였다. (4) 동서방향 압축응력기(약 5Ma 이후): 태평양판의 섭입각도가 얕아지고 아무르판이 동진함으로써 한반도 동남부 특히, 울산단층 동부에 상반서향의 충상단층들이 형성되어 지괴가 융기되었으며, 최근 한반도 지진 발생의 주요 원인이 되고 있다.