In granite quarry, stones are generally quarried along easily separating planes called as 'rock cleavage'. Because orientation and characteristics of the rock cleavage are directly involved with easy quarrying, it is the most important factor on selecting a direction of digging. Using AMS (anisotropy of magnetic susceptibility), we attempt to interpret rock fabrics in Geochang Granite Stone (JS, SD, AR, GD, BW, MD quarry) and discuss about determination of rock cleavages and correlation between the rock fabrics and cleavages. Based on mean susceptibility, thermo-susceptibility curves, and hysteresis parameters, Ti-poor MD and/or PSD magnetites are the main contributor to AMS of the granite stones. The systematic magnetic foliations with sub-vertical dip angle are developed in the whole granite quarries. In most of the granite quarries, the magnetic foliations are significantly consistent with grain plane. In the BW quarry, which has higher $P_J$ values than the others, the magnetic foliations coincide exceptionally with rift plane. These results suggest that rock cleavages in granite stone are related to rock fabrics meaning shape and spatial arrangement of crystals. Magnetic fabrics analysis using AMS method, therefore, can be a quantitative and effective tool for determination of rock cleavages in granite quarry.
A study of anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) was undertaken on Cretaceous granitic, volcanic and sedimentary rocks in the eastern region of the Yangsan fault, southeast Korea. A total of 542 independently oriented core samples collected form 77 sites were studied. The main magnetic mineral in granitic rocks is magnetite according to the magnitude of bulk susceptibility, high-temperature susceptibility variation and isothermal remanent magnetization. Both of magnetic lineation and foliation with NE-SW trends are revealed in the granitic rocks, while volcanic rocks show scattered directions and sedimentary rocks show only load foliation parallel to the bedding planes. The following evidences read to the conclusion that both magnetic fabrics in the granitic rocks have been obtained by a tectonic stress before full solidification of the magma: (i) A fully hardened granitic rocks would get hardly any fabric, (ii) Difference of the magnetic fabric trends with those of the geological structures in the granitic rocks themselves formed by brittle deformation after solidification (e.g. patterns of small-faults and joints), (iii) Kinking of biotite and undulose extinction in quartz observed under the polarizing microscope, (iv) Discordance of magnetic fabrics in the granitic rocks with those in the surrounding rocks. The NE-SW trend of the magnetic foliations suggests a NW-SE compressive stress of nearly contemporaneous with the emplacement of the granitic rocks. The compression should have caused a sinistral strike-slip movement of the Yangsan Fault considering the trend of the latter. As the age of the granitic rocks in the study area is reported to be around $60\sim70$ Ma, it is concluded that the Yangsan fault did the sinistral strike-slip movement during this time (L. Cretaceous Maastrichtian - Cenozoic Paleocene).
The grain size of clastic sedimentary rocks classifies the rock types and also causes of anisotropy of the rock. The anisotropy is one of the most important factors that dominates the strength and weathering behavior of rocks. The anisotropy of clastic sedimentary and igneous rocks in the Gyeongsang Basin including Yeongju, Daegu, and Busan were analyzed by magnetic susceptibility expressed by the degree of anisotropy and shape parameter. As the results of the study, the sandstone deposited under lacustrine environment unaffected by the external force shows 1.03 degree of anisotropy. The degrees of anisotropy of the rocks affected by faults and fault rocks show 1.06 and 1.14, respectively. The magnetic susceptibility of rocks is to decrease with the distance from the fault. A fresh mudstone and shale formed by fines show a similar magnitude of the degree of anisotropy to fault rock and correspond to oblate shape parameter due to their sedimentary structure. Due to these reasons, we need attention in design, construction, and maintenance of a structure constructed in mudstone and shale.
The Quaternary faults are extensively observed along major inherited fault zones (i.e. Yangsan Fault System, Ulsan Fault, Yeonil Tectonic Line, Ocheon Fault System) in SE Korea. Their geometry and kinematics provide a very useful piece of information about the Quaternary crustal deformation and stress field in and around Korean Peninsula. Using magnetic fabrics (AMS), we attempted to determine the slip senses of Jinti, Mohwa, Suseongji2, and Wangsan faults and then interpreted the fabric development process of fault gouge and the characteristics of stress field during the Quaternary. All the magnetic fabrics of the faults, except the Wangsan Fault, consistently indicate a dominant reverse-slip sense with weak strike-slip component. Most of the oblate fabrics are nearly parallel to the fault surface and the anisotropy degrees generally increase in proportion to the oblatenesses. These results suggest that the fabrics of the fault gouges resulted from a progressive deformation due to continuous simple shear during the last reactivation stage as reverse faulting. It is also interpreted that the pre-existing fabrics were overwhelmed and obliterated by the re-activated faulting. Paleostress field calculated from the fault slip data indicates an ENE-WNW compressive stress, which is in accord with those determined from previous fault tectonic analysis, focal mechanism solution, and hydraulic fracturing test in and around Korean Peninsula.
Euiseong sub-basin, one of three sub-basins in Kyungsang basin, consists of various sedimentary and igneous rocks of Cretaceous age. Kusandong tuff and Yucheon volcanic rocks from the sub-basin were collected for the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) study. Maximum directions of the AMS for Kusandong tuff and Yucheon volcanic rocks are used to detect possible source areas. Although the dispersion of the maximum directions of the AMS, mainly due to low susceptibility and/or low percent anisotropy of individual specimens, is rather large, it is possible to reveal several source areas for the volcanic rocks. Areas near the Keumseongsan and Hwasan, calderas in the study area, are identified as source areas for Yucheon volcanic rocks, while the western part of Sunamsan, another collapsed caldera in Euiseong sub-basin, is inferred to be the source area for Kusandong tuff. However, it is not possible to determine detailed source areas for groups of Yucheon volcanic rocks of different lithologies, because of poor degree of convergence of the maximum directions of the AMS results from the volcanic rocks. It is also concluded that several episodic volcanic activities centered at Keumseongsan and Hwasan calderas were responsible for the formation of Yucheon volcanic rocks in Euseong area.
한반도에 대한 고지자기 연구는 유라시아 대륙의 지구조운동이 진행되었던 중생대 및 고생대암석에 대해 여러 사람들에 의해 활발히 수행되어왔다. 특히 1980년대 후반부터는 북중국지괴와 남중국지괴 사이의 충돌대인 친링-다비-수루 (Qinling-Dabie-Sulu) 조산대가 서해를 지나 한반도로 연장될 가능성에 대한 관심이 높아지고 있다. 한반도의 중부를 가로지르는 옥천대는 경기육괴와 영남육괴의 경제부로서 변성시기가 초기 Triassic으로 보고되고 있으며, 경기육괴 북부 휴전선 인접지역의 동서방향의 주향을 갖는 습곡-단층대인 임진강대는 남북 경계에 대한 정확한 정의는 성립되어있지는 않지만 Triassic에 광역변성작용을 받았다는 보고가 있으나, 이들 임진강대와 옥천대의 성인에 대한 논란은 현재에 이르기까지 계속되고 있다. (중략)
Sangjogam, located in Goseong, Gyeongsangnam-do, was designated as Natural Monument #411, because of its diverse geological heritage, such as fossils, ripple marks, dykes, and columnar joints. In the area, Byeongpungbawi, with its beautiful columnar joints vertical to the bedding plane of the underlying sedimentary rocks and spectacular coastal view, was named after its overall shape reminiscent of a huge folding screen. The purpose of this study was to investigate the formation process of the columnar joints using the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) method. AMS measurements showed that the k1 and k3 values representative of directions of the long and short axes of a magnetic particle at each point strongly clustered, and the oblate magnetic foliation structure in Byeongpungbawi developed during sill-type intrusion rather than lava flow. In summary, Byeongpungbawi was produced by sill-type intrusion along the bedding plane of the underlying sedimentary layer, and the subsequent formation of columnar joints was accompanied by the cooling and contraction of intruding rhyolite magma. This study potentially provides a basic research tool in understanding the formation mechanism of columnar joints which are widely distributed in southern Korea.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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