Distributional Characteristics of Microcrack in Tertiary Crystalline Tuff from Northeastern Gyeongsang Basin

We have studied the orientational characteristics of microcrack frequency, it's length and density in Tertiary crystalline tuff from the northeastern part of the Gyeongsang Basin. 134 sets of microcracks on horizontal surfaces of 3 rock samples from Heunghae-eup were distinguished by enlarged photomicrographs of the thin sections. The variability in patterns among microcrack length-frequency histograms for three rock samples from different altitudes were derived. The pattern of histograms changes progressively from negative exponential form to log-normal form in proportion to altitude. The distribution pattern for rock sample no.1 from lower altitude shows the broad length distribution characterized by higher mean and median, and higher standard deviation. Meanwhile, this distribution pattern corresponds with characteristics of joint length distribution in sedimentary rocks of the lower part of the Gyeongsang Supergroup. The occurrence frequency of shorter microcracks increases toward both NW and NE directions from the $N0{\sim}10^{\circ}W$, with the dominant direction of $N80{\sim}90^{\circ}W$ and $N80{\sim}90^{\circ}E$, respectively. This distribution pattern represents the relative differences in formation timing among microcrack sets and the result of the new initiation of shorter microcracks. Meanwhile, the longest microcracks within $N60{\sim}70^{\circ}W$($L_{max}$:1.18 mm) and $N0{\sim}10^{\circ}W$($L_{max}$:0.80 mm) directions are seen, but this kind of microcracks are very limited in number. Whole domain of the directional angle($\theta$)-frequency(N), length(L) and density($\rho$) chart can be divided into five sections in terms of phases of the distribution of related curves. From the distribution chart, density curve shows five distinct peaks in the WNW-ESE($N70{\sim}80^{\circ}W$), NS~NNE-SSW($N0{\sim}10^{\circ}W$, $N10{\sim}20^{\circ}E$), ENE-WSW($N50{\sim}60^{\circ}E$), and nearly EW($N80{\sim}90^{\circ}E$) directions, respectively. Especially, main directions of faults correspond with the directional angle showing high density. Consequently, these distribution patterns of density curve reflect the representative maximum principal stress orientations suggested in previous studies.

경상분지 북동부의 제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열의 분포특성

경상분지 북동부 일대의 제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열의 빈도수, 길이 및 밀도에 대한 분포특성을 도출하였다. 포항시 흥해읍 지역에서 채취한 3개 암석시료의 수평면 상에서 발달하는 134조의 미세균열은 박편의 확대사진을 통하여 구별하였다. 채취지점의 고도를 달리하는 3개 암석시료에 대한 미세균열의 길이-빈도 히스토그램에 대한 형태의 변화성을 도출하였다. 히스토그램들의 분포형태는 암석시료의 고도와 비례하여 음의 지수함수의 분포형에서 대수-정규의 분포형으로 점변한다. 다른 암석시료보다 고도가 낮은 암석시료 1의 분포형태는 넓은 길이분포를 보여주며, 다른 암석시료에 비하여 평균길이와 중앙값, 그리고 표준 편차가 높은 것이 특징이다. 한편 이와 같은 분포특성은 하부 경상누층군의 퇴적암에서 발달하는 절리의 길이분포와 부합한다. $N0{\sim}10^{\circ}W$의 방향을 중심으로 하여 NW 및 NE의 양쪽 방향으로 갈수록 보다 길이가 짧은 미세균열의 출현빈도수는 증가하며, $N80{\sim}90^{\circ}W$ 및 $N80{\sim}90^{\circ}E$의 방향에서 각각 우세하다. 이러한 분포특성은 미세균열 조들 사이의 생성시기의 상대적인 차이 그리고 보다 짧은 미세균열의 신규 발생을 의미한다. 한편 $N60{\sim}70^{\circ}W$(최대길이:1.18 mm) 및 $N0{\sim}10^{\circ}W$(최대길이:0.80 mm)의 방향에서는 길이가 가장 긴 미세균열을 볼 수 있으며, 이러한 유형의 미세균열은 빈도수에 비하여 숫적으로 매우 제한적이다. 방향각($\theta$)-빈도수(N), 총길이($L_t$), 평균길이($L_m$) 및 밀도($\rho$)의 종합 분포도의 전 영역은 상관곡선의 형태에 의거, 5개의 구간으로 분류할 수가 있다. 분포도에서 밀도곡선은 서북서-동남동($N70{\sim}80^{\circ}W$), 남-북~북북동-남남서($N0{\sim}10^{\circ}W/N10{\sim}20^{\circ}E$), 동북동-서남서($N50{\sim}60^{\circ}E$) 그리고 거의 동-서($N80{\sim}90^{\circ}E$)의 방향에서 각각 5개의 뚜렷한 정점을 보여준다. 특히 단층의 주방향은 밀도가 높은 방향각과 부합한다. 결과적으로 밀도곡선의 이러한 분포형태는 기존의 연구에서 시사한 대표적인 최대 주응력 방향을 반영한다.