• 자원환경지질
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• 제52권5호
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• pp.395-407
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• 2019

듀플렉스 시스템(duplex system)은 조산대의 진화에서 슬립을 전달하는 중요한 매커니즘 가운데 하나로 고려되어 왔다. 이들은 일반적으로 습곡-단층대의 후방지(hinterland)에 발달하며, 조산대를 이루는 총 수축의 많은 부분을 수용한다. 그러므로 듀플렉스의 구조기하학 및 키네마틱 진화에 대해 이해하는 것은 전체 조산대의 진화를 평가하는데 있어 중요한 정보를 제공할 수 있다. 듀플렉스는 지질도 상에서 트러스트들에 의한 폐곡선 형태의 단층 자취에 의해 인지되는데, 이들은 인편팬(imbricate fan) 시스템의 경우보다 높은 연결성을 보인다. 원래의 정의에 따르면, 듀플렉스는 바닥트러스트(floor thrust)와 지붕트러스트(roof thrust) 및 이들 사이의 인편상 트러스트(imbricate thrust)들에 의해 사방이 둘러싸인 포로암(horse)들로 구성된다. 이들은 광역적인 지층-평행 수축(layer-parallel shortening)을 수용하며, 바닥트러스트로부터 지붕트러스트로 단층을 따라 발생하는 슬립을 전달하는 역할을 한다. 그러나 인편상 단층이 바닥 및 지붕 트러스트 사이에서 발생하는 지층-평행 수축이나 변위 전달의 유일한 수단은 아니다. 지층-평행 수축 벽개(LPS cleavage)와 분리단층습곡(detachement fold) 또한 동일한 역할을 수행할 수 있다. 이러한 견지에서, 듀플렉스는 1) 단층 듀플렉스, 2) 벽개 듀플렉스, 3) 습곡 듀플렉스의 3가지 유형으로 나눌 수 있다. 단층 듀플렉스는 다시 Boyer-type 듀플렉스와 커넥팅-스플레이(connecting splay) 듀플렉스로 세분된다. 전자는 1980년대에 트러스트시스템의 개념을 적용하여 최초로 정의된 듀플렉스 형태이고, 후자는 듀플렉스 형성 시 포로암들의 발달 순서에 있어 전자의 듀플렉스와 차이를 가진다. 이들 단층 듀플렉스 유형은 전 세계적으로 주요 습곡-단층대의 구조진화 연구에 널리 적용되어왔다. 반면에, 벽개 듀플렉스 및 습곡 듀플렉스는 몇몇의 노두에서 선택적으로 보고된 내용에 기반하여 최근에 새롭게 제안된 듀플렉스 유형이다. 한반도 옥천대 내 태백산 분지 서쪽의 영월지역은 높은 연결성을 보이는 트러스트들에 의한 폐곡선 형태의 단층 자취가 잘 보존되어 있는 곳으로, 국내에서 습곡-단층대 내에서 트러스트시스템에 듀플렉스 모델을 적용시켜 볼 수 있는 최적의 연구지역이다. 이 지역 지질구조에 대한 구조기하학 및 키네마틱스 해석을 바탕으로 영월트러스트시스템은 'Boyer-type 후방지로 경사진 듀플렉스(hinterland-dipping duplex)' 및 '주요 인편상 트러스트와 커넥팅-스플레이로 구성된 듀플렉스(connecting splay duplex)'의 두 가지 모델로 해석된 바 있다. 영월지역 내에 고각의 지층과 트러스트들이 반복되고, 듀플렉스를 구성하는 각 포로암 내에 서로 다른 층서 패키지가 포함되는 등 여러 간접적인 증거들이 후자의 모델을 지지함에도 불구하고, 직접적인 야외 증거나 단층 활동에 대한 시간 정보 등이 부족하기 때문에 두 모델 중 어느 것이 더 적합한지를 판단하기에는 어려움이 따른다. 게다가 최근 새롭게 제안된 습곡 듀플렉스와 벽개 듀플렉스 모델 또한 영월트러스트시스템의 구조 해석에 적용될 수 있는 가능성이 있기 때문에, 향후 영월 및 주변 지역에 대한 추가 야외 지질조사 및 다양한 지구연대학적 연구가 추가적으로 요구된다. 이러한 후속 연구들의 결과는 옥천대의 형성 및 구조진화와 관련된 그간의 난제를 풀 수 있는 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.159-168
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• 2019

경기육괴 서부는 현생이언의 섭입/충돌 지구조운동을 기록하고 있어 한반도의 지각진화사를 이해하는데 매우 중요한 지역이다. 본 논문은 경기육괴 남서부 곰섬 일대에 분포하는 태안층에 대한 구조지질학적 연구 결과를 제시한다. 야외조사를 통해 획득한 구조요소들의 상관관계를 해석하고 구조구 별 하반구 투영 해석, 하향 투영 단면 작성을 수행한 결과, 연구지역 내에는 적어도 세 번의 서로 다른 변형작용($D_1$, $D_2$, $D_3$)이 인지된다. (1) 첫 번째 변형작용($D_1$)은 백운모와 흑운모의 정향배열로 뚜렷하게 정의되는 층리와 아평행한 광역엽리를 형성하였다. (2) 두 번째 변형작용($D_2$)과 관련하여 주로 북북동-남남서 방향을 가지는 저각의 수축성 단층과 이와 관련된 파랑습곡 및 벽개가 형성되었다. 파랑습곡의 힌지(파랑선구조)는 대체로 남남서~남남동 혹은 북북서~북북동 방향을 향해 저각으로 침강한다. 파랑벽개는 주로 서쪽으로 저각 경사하나 일부 구조구에서는 동쪽으로 경사하는 양상이 인지된다. (3) 세 번째 변형작용($D_3$)에서는 전반적으로 남동 방향으로 침강하는 힌지를 가지는 대규모 습곡들과 이와 관련된 북동-남서 방향의 단층들이 형성되었다. $D_3$ 변형에 의해 형성된 대규모 단층과 습곡의 경우 '단층 수반 습곡(fault-related fold)' 혹은 '습곡 수용 단층(fold-accommodation fault)'으로서 해석되며, 이는 기원적으로 상호 간 밀접한 관계를 가짐을 의미한다. 연구결과는 태안층 및 더 나아가 섭입/충돌 조산대로서 경기육괴 서부가 기록하고 있는 구조적인 진화사를 규명하는 데에 도움이 될 것으로 기대된다.