• 자원환경지질
• /
• 제25권3호
• /
• pp.337-349
• /
• 1992

The Tertiary basins in Korea have widely been studied by numerous researchers producing individual results in sedimentology, paleontology, stratigraphy, volcanic petrology and structural geology, but interdisciplinary studies, inter-basin analysis and basin-forming process have not been carried out yet. Major work of this study is to elucidate evidences obtained from different parts of a basin as well as different Tertiary basins (Pohang, Changgi, Eoil, Haseo and Ulsan basins) in order to build up the correlation between the basins, and an overall picture of the basin architecture and evolution in Korea. According to the paleontologic evidences the geologic age of the Pohang marine basin is dated to be late Lower Miocence to Middle Miocene, whereas other non-marine basins are older as being either Early Miocene or Oligocene(Lee, 1975, 1978: Bong, 1984: Chun, 1982: Choi et al., 1984: Yun et al., 1990: Yoon, 1982). However, detailed ages of the Tertiary sediments, and their correlations in a basin and between basins are still controversial, since the basins are separated from each other, sedimentary sequence is disturbed and intruded by voncanic rocks, and non-marine sediments are not fossiliferous to be correlated. Therefore, in this work radiometric, magnetostratigraphic, and biostratigraphic data was integrated for the refinement of chronostratigraphy and synopsis of stratigraphy of Tertiary basins of Korea. A total of 21 samples including 10 basaltic, 2 porphyritic, and 9 andesitic rocks from 4 basins were collected for the K-Ar dating of whole rock method. The obtained age can be grouped as follows: $14.8{\pm}0.4{\sim}15.2{\pm}0.4Ma$, $19.9{\pm}0.5{\sim}22.1{\pm}0.7Ma$, $18.0{\pm}1.1{\sim}20.4+0.5Ma$, and $14.6{\pm}0.7{\sim}21.1{\pm}0.5Ma$. Stratigraphically they mostly fall into the range of Lower Miocene to Mid Miocene. The oldest volcanic rock recorded is a basalt (911213-6) with the age of $22.05{\pm}0.67Ma$ near Sangjeong-ri in the Changgi (or Janggi) basin and presumed to be formed in the Early Miocene, when Changgi Conglomerate began to deposit. The youngest one (911214-9) is a basalt of $14.64{\pm}0.66Ma$ in the Haseo basin. This means the intrusive and extrusive rocks are not a product of sudden voncanic activity of short duration as previously accepted but of successive processes lasting relatively long period of 8 or 9 Ma. The radiometric age of the volcanic rocks is not randomly distributed but varies systematically with basins and localities. It becomes generlly younger to the south, namely from the Changgi basin to the Haseo basin. The rocks in the Changgi basin are dated to be from $19.92{\pm}0.47$ to $22.05{\pm}0.67Ma$. With exception of only one locality in the Geumgwangdong they all formed before 20 Ma B.P. The Eoil basalt by Tateiwa in the Eoil basin are dated to be from $20.44{\pm}0.47$ to $18.35{\pm}0.62Ma$ and they are younger than those in the Changgi basin by 2~4 Ma. Specifically, basaltic rocks in the sedimentary and voncanic sequences of the Eoil basin can be well compared to the sequence of associated sedimentary rocks. Generally they become younger to the stratigraphically upper part. Among the basin, the Haseo basin is characterized by the youngest volcanic rocks. The basalt (911214-7) which crops out in Jeongja-ri, Gangdong-myon, Ulsan-gun is $16.22{\pm}0.75Ma$ and the other one (911214-9) in coastal area, Jujon-dong, Ulsan is $14.64{\pm}0.66Ma$ old. The radiometric data are positively collaborated with the results of paleomagnetic study, pull-apart basin model and East Sea spreading theory. Especially, the successively changing age of Eoil basalts are in accordance with successively changing degree of rotation. In detail, following results are discussed. Firstly, the porphyritic rocks previously known as Cretaceous basement (911213-2, 911214-1) show the age of $43.73{\pm}1.05$ 및 $49.58{\pm}1.13Ma$(Eocene) confirms the results of Jin et al. (1988). This means sequential volcanic activity from Cretaceous up to Lower Tertiary. Secondly, intrusive andesitic rocks in the Pohang basin, which are dated to be $21.8{\pm}2.8Ma$ (Jin et al., 1988) are found out to be 15 Ma old in coincindence with the age of host strata of 16.5 Ma. Thirdly, The Quaternary basalt (911213-5 and 911213-6) of Tateiwa(1924) is not homogeneous regarding formation age and petrological characteristics. The basalt in the Changgi basin show the age of $19.92{\pm}0.47$ and $22.05{\pm}0.67$ (Miocene). The basalt (911213-8) in Sangjond-ri, which intruded Nultaeri Trachytic Tuff is dated to be $20.55{\pm}0.50Ma$, which means Changgi Group is older than this age. The Yeonil Basalt, which Tateiwa described as Quaternary one shows different age ranging from Lower Miocene to Upper Miocene(cf. Jin et al., 1988: sample no. 93-33: $10.20{\pm}0.30Ma$). Therefore, the Yeonil Quarterary basalt should be revised and divided into different geologic epochs. Fourthly, Yeonil basalt of Tateiwa (1926) in the Eoil basin is correlated to the Yeonil basalt in the Changgi basin. Yoon (1989) intergrated both basalts as Eoil basaltic andesitic volcanic rocks or Eoil basalt (Yoon et al., 1991), and placed uppermost unit of the Changgi Group. As mentioned above the so-called Quarternary basalt in the Eoil basin are not extruded or intruaed simultaneously, but differentiatedly (14 Ma~25 Ma) so that they can not be classified as one unit. Fifthly, the Yongdong-ri formation of the Pomgogri Group is intruded by the Eoil basalt (911214-3) of 18.35~0.62 Ma age. Therefore, the deposition of the Pomgogri Group is completed before this age. Referring petrological characteristics, occurences, paleomagnetic data, and relationship to other Eoil basalts, it is most provable that this basalt is younger than two others. That means the Pomgogri Group is underlain by the Changgi Group. Sixthly, mineral composition of the basalts and andesitic rocks from the 4 basins show different ground mass and phenocryst. In volcanic rocks in the Pohang basin, phenocrysts are pyroxene and a small amount of biotite. Those of the Changgi basin is predominant by Labradorite, in the Eoil by bytownite-anorthite and a small amount pyroxene.

• 암석학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.19-34
• /
• 2013

입천소분지는 기반암과 단층으로 경계되며 북동 방향으로 길쭉한 형태의 비대칭 지구의 기하를 가지는 분지로 인근 와읍과 어일분지와는 기반암에 의해 격리되어 있는 독립된 소규모 마이오세 분지이다. 분지충전물의 층리는 대부분 북서 내지 서북서 방향으로 경사지며, 분지 북동부에는 데사이트질 화산물질을 다량 포함하는 전기 마이오세 퇴적물이 그리고 남서부에는 사암을 협재하는 비화산성 중기 마이오세 육성 역암이 분포한다. 또한 분지충전물 내 퇴적동시기 공액상 정단층들은 분지가 서북서-동남동 방향으로 확장하였음을 지시한다. 이러한 특징들은 인근 와읍 및 어일분지와 것들과 매우 유사한 것으로, 분지의 확장이 북서부 경계단층에 의해 주도되었으며 분지의 열개가 북서에서 남동으로 전파되었음을 지시한다. 한편, 입천소분지 내에는 어일분지에서 흔히 나타나는 현무암질 화산물질이 관찰되지 않는다. 슬랩과 경하관찰 결과, 입천소 분지의 데사이트질 응회암과 응회질 이암은 와읍분지의 용동리응회암과 매우 유사한 특징을 보인다. 중기 마이오세의 비화산성 퇴적층은 와읍과 어일분지 그리고 입천소분지에 공통적으로 분지의 남서부에 분포한다. 따라서 입천소분지의 확장은 22 Ma 경 와읍분지의 확장과 함께 시작되어 다량의 데사이트질 화산물질이 유입되었으며, 이후 어일분지의 주 확장시기인 20~18 Ma 사이에는 확장을 멈추었다가, 약 17 Ma에 이르러 연일 구조선의 운동과 함께 분지의 열개가 남서쪽으로 전파되면서 중기 마이오세 초의 연일층군에 해당하는 비화산성 역암이 분지의 남서부에 퇴적된 것으로 결론지어진다.

• 지질공학
• /
• 제17권1호
• /
• pp.27-40
• /
• 2007

한반도 동남부의 제3기 어일분지와 와읍분지를 대상으로 층서를 검토하고, 단층 이동자료 분석을 통하여 분지의 생성 및 진화와 연관이 있는 지구조사건의 과정을 살펴보고자 하였다. 어일분지와 와읍분지는 거의 동시에 각각 별개로 형성되어 제3기 지층들로 충전된 것으로 판단된다. 어일분지와 와읍분지를 충전하고 있는 제3기 지층의 지층단위 분류와 상호관계가 부분적으로 기존 층서와 달라 새롭게 지층명을 첨삭하였다. 어일분지의 장기층군을 하부로부터 감포역암, 홍덕현무암, 노동리역암, 연당현무암으로 분류하였으며, 와읍분지의 범곡리층군을 와읍리응회암, 안동리역암, 용동리응회암, 호암리화산각력암으로 분류하였다. 기반암과 제3기 지층의 11개 지점에서 단층면상 미끄럼선이 발달하는 소단층들의 자료를 수집하여 고응력장을 해석하고, 순서별로 (I) 북서-남동 횡인장, (II) 북서-남동 횡압축 (III)북동-남서 순수 인장, (IV) 남-북 내지 북북동-남남서 횡압축, (V)동-서 내지 동북동-서남서 순수 압축이 작용한 지구조 사건들로 구분하고, 제3기분지 진화와 연관하여 해석하였다. 지구조사건 I은 올리고세 후기 내지 마이오세 초기의 동해 생성과 관련하여 제3기분지의 형성과 발달을 주도하였고, 지구조사건 II, III, IV는 필리핀해판의 섭입경사 및 방향 변화와 관련된 사건으로 본 연구지역에서는 분지 발달의 종료 및 지각 융기를 야기시켰으며, 지구조사건 V는 태평양판의 강한 섭입으로 인한 압축응력이 동해안을 융기시키며 현재까지 지속되고 있는 것으로 해석된다.

• 암석학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.64-80
• /
• 2004

한반도 남동부에서 어일분지내의 마이오세 화산암류는 성분상 규장질(67.2-70.5wt.% SiO$_2$)과 염기성(49.3-55.2wt.% SiO$_2$)으로 구성되는 쌍모식 조성을 나타낸다. 이 분지에서의 쌍모식 화산작용은 분지 발달과정과 밀접하게 연관되어 있으며, 화산암류는 분지내의 두터운 퇴적암층내에 협재되어 있으며, 특징적으로 반정 광물조합의 비평형을 나타낸다. 현무암질 용암에서는 융식된 석영 반정과 공존하는 감람석과 사방휘석 반정이 산출되고, 데사이트-유문암질 용결회류응회암에서는 사방휘석과 단사휘석이 반정으로 출현한다. 구성 광물상의 불균형으로부터 어일분지에서 일어난 쌍모식 화산활동에서 서로 다른 성분의 마그마 혼합이 크게 작용하였음을 시사해준다.

• 암석학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.121-131
• /
• 2001

한반도 동남부 마이오세 어일분지내 화산 분출 양식을 파악하기 위하여 지질, 지질구조 그리고 위성사진을 종합적으로 분석하였다. 동해가 확장하는 동안 북북서 방향의 우수향 전단력에 의해 북서-남동방향으로 확장된 어일분지는 지질구조와 충전물의 암상 및 연령을 근거로 북동과 남서 소분지로 구분된다. 북동 소분지에는 주로 현무암질 용암류 및 화산쇄설물이 그리고 남서 소분지에는 화산물질을 포함하지 않은 해성 퇴적물이 분포한다. 북동 소분지에는 특징적으로 주요 정단층을 따라 퇴적동시성 향사구조와 배사구조가 반복되며 단층과 멀어지면 습곡구조는 동사구조로 바뀐다. 주요 향사구조의 축부를 중심으로 두꺼운 용암류가 분포하며 그 상위에 화산집괴암 그리고 호성 퇴적층이 원형으로 분포한다. 위성사진에는 네 곳에서 원형구조들이 관찰되는데 이 구조들은 정단층에 인접하여 평행하게 발달하며 주요 향사구조의 축부 그리고 화산집괴암과 호성 퇴적층의 분포지와 일치한다. 이러한 사실들은 북동 소분지에는 주요 정단층을 통로로 하는 열하분출형의 현무암질 화산활동이 있었으며 특히, 현재 향사구조가 형성된 지점에서 화산활동이 보다 활발하였음을 지시한다. 활발한 화산활동은 뒤이어 보다 깊은 침강의 원인이 되었으며 이 때문에 정단충 인접부에는 현저한 차별 침강과 함께 퇴적동시성 습곡구조가 형성되었다. 따라서 북동 소분지에는 정단층을 따라 분출시기는 같으나 측방으로는 차별적이고 다발적인 화산활동이 발생하였으며 그 결과로 일종의 둥지형 화산함몰구조가 형성되었다. 이러한 화산활동은 어일분지 북동 소분지를 용암 호수로 만들기도 했으며 용암 유출 후에는 함몰 호수를 만드는 등의 분지충전과 퇴적활동을 제어하였다.

• 암석학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-21
• /
• 2011

한반도 남동부에 자리잡고 있는 제3기 분지 중에서 장기, 어일 분지에 대한 암석학적인 기재 및 지화학적 자료를 바탕으로 과거 조구조적 위치와 현무암질암을 생성한 기원마그마의 특성을 고찰하였다. 어일 현무암질 암내 사장석 반정에서는 여러 형태의 누대구조와 융식구조 및 체구조가 나타나며 반정의 성분변화에서 핵부분은 $An_{63.46-98.38}\;Ab_{1.62-32.96}\;Or_{0-3.58}$의 영역 (anorthite-labradorite)에 도시되고, 최외각은 $An_{40.89-82.44}\;Ab_{17.10-46.43}\;Or_{0-12.68}$의 영역 (bytownite-labradorite)에 해당한다. 주원소 분석결과, 이들 암석들은 현무암질 안산암 영역에 점시되며, 비알칼리암(sub-alkaline)계열에 해당한다. TAS도에 현무암과 현무암질 안산암의 영역에 점시되며, 비알칼리암(sub-alkaline)계열에 해당한다. $SiO_2$ 값이 커질수록 $Na_2O$와 $K_2O$는 증가하며 $TiO_2$, $FeO^*$, CaO, MgO, $P_2O_5$는 감소하는 경향을 보여준다. $K_2O-SiO_2$도표에서도 중-K계열의 칼크알칼리계열에 해당함을 보여준다. 미량원소 및 희토류 원소의 경향은 분화가 진행됨에 따라 Co, Ni, V, Zn, Sc 등과 같은 호정성 원소는 감소하고, Ba, Rb 등의 불호정성 원소들은 증가하는 특징을 보여준다. 0.81~1.00의 $Eu/Eu^*$값은 사장석 분별작용이 일부 암석에서는 거의 일어나지 않았거나 사장석의 분별이 약했다는 것을 시사한다. 동위원소 분석결과 $^{87}Sr/^{86}Sr$은 0.704090~0.704717, $^{143}Nd/^{144}Nd$은 0.512705~0.512822로서 Nd에 비해 Sr의 변화폭이 크지만 0.0007 내외의 변화폭을 보인다. 이러한 동위원소의 변화는 연구지역 현무암이 해양판의 섭입에 의해 결핍맨틀과 부화맨틀이 혼합되어 형성된 마그마에 기원함을 추정할 수 있게 한다. 동위원소비는 맨틀 경향에 잘 따르며 결핍맨틀(DMM)과 부화맨틀(EM)의 섞임 현상에 의한 맨틀조성을 갖는 마그마에 기원을 두고 있다.

• 암석학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.83-115
• /
• 2013

피션트랙(fission-track: FT) 연대측정 초기단계의 부적합한 연대보정법에 기인한 오류 원인을 정밀진단하고, 중복시료에 의한 재실험과 제타보정법에 의해 최초 보고된 피션트랙(FT) 연대를 재정의한다. 재검토된 FT 저콘연대는 기반암인 유천층군 유문암질-데사이트질응회암의 생성연대를 후기 백악기부터 고제3기 초($78{\pm}4$ Ma부터 $65{\pm}2$ Ma)로 재정의하며, 곡강동유문암질응회암을 전기 에오세($52.1{\pm}2.3$ Ma) 산물로 정의한다. 전기 마이오세 화산암의 경우, 효동리화산암류 상부 데사이트질응회암($21.6{\pm}1.4$ Ma)과 범곡리화산암류 최상부 데사이트 용암($21.3{\pm}2.0$ Ma)의 FT 저콘연대는 각각 어일분지 남부와 와읍분지 중앙부의 상부 범곡리층군의 연대층서를, 그리고 금오리데사이트질응회암($19.8{\pm}1.6$ Ma)의 FT 저콘연대는 장기분지 내 후기 데사이트질 화산활동 시기를 정의한다. 데사이트질암의 FT 저콘연대와 현무암질-안산암질암의 기존 연대자료(대부분 K-Ar 전암, 일부 Ar-Ar)를 기반으로 하여, 한국 동남부의 마이오세 분지의 화산암과 기반암의 층서대비에 길잡이가 될 수 있는 참고연대를 설정 제안한다. 관계화산암의 연대에 기반하여 분지충전 퇴적지층의 퇴적시기도 추정한다. 제안된 참고연대는 마이오세 분지의 복잡한 분지구조와 비교적 짧은 연대범위에도 불구하고 지질층서에 잘 부합된다. 범곡리층군은 어일-와읍분지에서 장기층군보다 하위인 것이 확실하나, 장기분지의 전기 장기층군과 상당부분 중첩 병립되므로, 두 층군을 획일적으로 선후관계로 정의할 수는 없다. 장기분지에서 장기층군 하나로 묶여있는 일련의 지층군은 약 20 Ma를 기준으로 전기(23-20 Ma)의 안산암질-데사이트질암과 후기(20-18 Ma)의 현무암질암으로 뚜렷하게 구분된다.

• 자원환경지질
• /
• 제27권1호
• /
• pp.49-63
• /
• 1994

Paleomagnetic study of Tertiary rocks in Pohang area has been carried out to determine the characteristic directon of natural remanent magnetization, the position of paleomagnetic pole, the stratigraphic correlation, and the tectonic movement. A total of 196 specimens was collected from 5 sites in the Pohang Basin, 19 sites in the Janggi Basin, and 10 sites in the Eoil Basin, respectively. The mean declination and inclination of 4 sites (3 sites in the Yonil Group and 1 site in the Yonil Basalt) are $-3.2^{\circ}$ and $54.3^{\circ}$, and yield the paleomagnetic pole position $86.9^{\circ}N$ and $7.7^{\circ}E$. These are the characteristic direction and pole position of Miocene Epoch by comparison with contemporary Eurasian and Chinese data. The characteristic direction and pole position of remaining 30 sites are $47.6^{\circ}$ and $57.5^{\circ}$, and $52.3^{\circ}N$ and $201.5^{\circ}E$, respectively. These show clockwise rotation of $50.8^{\circ}$ with respect to the Miocene ones resulted by a tectonic movement before the deposition of the Hakjeon Formation of the Yonil Group about 15~16 Ma in the study area. The mechanism of the clockwise rotation is considered to be the dextral movement of the Yangsan Fault presumably caused by the opening of the East Sea. The Yonil Basalt is reclassified into pre- and post-deposition of the Yonil Group, i.e. the former is early Miocene and the latter late Miocene.

• 자원환경지질
• /
• 제53권5호
• /
• pp.597-608
• /
• 2020

규모 5 이상의 경주지진과 포항지진이 발생한 이후에도 한반도 남동부에서는 여전히 수백 건의 여진과 미소 지진이 발생하고 있다. 이러한 현상은 응력이 계속 작용하고 있다는 것을 의미하며, 또 다른 큰 지진이 발생할 수도 있음을 암시한다. 따라서 본 연구에서는 한반도 남동부 포항-울산지역의 심부 지질구조를 분석하기 위해 중력장 해석 방법을 사용하였다. 먼저 연구지역의 부족한 중력 데이터를 수집하기 위해, 중력 탐사를 시행하여 기존 자료보다 정밀한 부게 중력이상을 계산하였다. 중력이상 데이터를 바탕으로 역산 방법인 "곡률 분석 (Curvature analysis)"과 "오일러 곱풀기 방법(Euler deconvolution method)"을 이용하여, 한반도 남동부의 심부 단층의 위치 및 방향성과 최대 깊이를 분석하였다. 그 결과, 본 연구지역에는 최소 6개의 심부 단층(C1~C6)이 존재하는 것으로 해석된다. 심부 단층선 C1은 방향성과 위치가 연일구조선과 일치하는 것으로 보아, 연일구조선이 최대 약 4000m 깊이까지 이어져 있는 것으로 해석된다. 심부 단층선 C2는 여러 개의 분절된 단층들로 이루어져 있으며, 지표의 단층들과 잘 대비된다. 심부 단층선 C3, C4와 C5는 북서-남동 방향의 울산단층과 평행한 방향성을 가지는 것으로 분석되며, 초기 백악기에 남북 방향의 응력을 받아 형성되었으나 퇴적물에 덮여 지표에 드러나지 않는 것으로 판단된다. 심부 단층선 C6는 북동-남서 방향성을 가지며, 어일분지의 동쪽 경계단층이 심부로 이어져 있는 것으로 사료된다. 분석한 심부 단층선과 미소 지진 발생 현황을 대비한 결과, 심부 단층선 C1과 2018년~2019년 동안 한반도 남동부에서 발생한 미소 지진의 분포가 대략 일치하는 것을 확인하였다. 이는 심부에 존재하는 단층과 최근 발생하는 지진이 연관이 있다는 것을 시사한다.