• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.597-610
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• 2022

중간주응력을 고려한 마찰재료의 파괴거동에 대한 확고한 이해는 대심도 보어홀 안정성 및 단층해석 등과 관련된 현장 적용의 고도화를 위한 필수적인 과정이다. 본 연구는 진삼축압축 조건을 물리적으로 구현하는 장비를 설계·제작하였으며 마찰재료로 제작된 석고 시료에 대한 진삼축압축시험을 통하여 재료의 파괴거동 특성을 논의하고 삼차원파괴함수의 적용성을 검토하였다. 진삼축압축시험을 위한 석고 재료는 52(w) × 52(l) × 104(h) mm의 직육면체 시료로 성형하였으며 다양한 조합의 𝜎₃, 𝜎₂의 조건으로 총 24회의 진삼축압축시험이 수행되었다. 또한, 삼차원 파괴기준식의 파라미터로 사용되는 석고의 강도정수 측정을 위하여 전통적인 일축압축시험 및 삼축압축시험이 수행되었다. 석고 재료의 응력-변형 특성은 중간주응력과 최소주응력의 차이가 클수록 취성거동이 더욱 강하게 나타났으며, 시료의 강도 및 변형은 중간주응력의 변화를 반영하는 것으로 평가되었다. 주응력 좌표계에서 시험 데이터에 대한 비선형 다중회귀분석을 수행한 결과 수정 Wiebols-Cook 파괴기준 및 수정 Lade 파괴기준이 석고 시료에 대한 삼차원 파괴기준으로 가장 적합하였다.

• 자원환경지질
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• 제39권2호
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• pp.129-149
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• 2006

한반도 동남부에 위치하는 백악기 경상분지의 지구조적 진화에 대한 이해를 위해 기존에 발표되었던 층서퇴적학, 고생물학, 고지자기학 및 지구물리학 자료들이 재검토되었다. 이들 자료와 분지 내 화성활동 및 광화작용에 대한 지질연대 자료와의 통합을 통해 경상분지에 대한 새로운 층서틀 및 경상분지 형성과 변형에 관한 구조적 모델이 제안 되었다. 새로운 층서틀은 경상분지 내 퇴적층이 전열개, 동시열개, 변형 I, 변형 II, 변형 III단계로 대표되는 5개의 층서단위로 세분될 수 있다는 것을 지시한다. 경상분지는 쥬라기 말 남-북 방향의 신장응력에 의한 전열개 단계와 전기 백악기의 동서 방향의 신장응력에 의한 동시열개 단계를 거쳐 분지가 형성되었다. 후기 백악기에 들어오면서 남-북 및 북서-남동, 동-서 방향의 3단계 순차적인 압축응력에 의해 분지가 변형되었다. 이러한 경상분지의 발달사는 백악기 동안에 북에서 북서 방향으로 전이되어진 이자나기판의 이동 방향의 변환에 의해 지배된 것으로 나타난다 .전기백악기에 이자나기판은 북쪽을 향하여 유라시아판 밑으로 섭입을 시작하였으며, 한반도 남부에 좌수향의 주향이동성 단층계를 형성시켰다. 이 주향이동성 단층계의 좌수향 이동에 의해 한반도 동남부에 동서 방향의 신장응력이 발생되어 경상분지와 같은 인리형 분지들이 발달되었다. 그러나 후기 백악기 동안에 일어난 이자나기판의 북서 방향으로의 섭입은 분지 내 광범위한 화산활동과 함께 순차적인 변형을 주도하였던 것으로 판단된다. 본 연구의 결과로 제시된 경상분지에 대한 새로운 층서틀 및 분지발달 모델은 한반도 백악기 경상분지에 대한 새로운 지사의 정립과 함께 분지 내 부존되어 있는 유용자원의 탐사와 개발에 있어 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대되며, 향후 인접 지역에 위치하는 백악기 퇴적분지들과의 시간 및 공간적 대비를 통해 동아시아 백악기 지체규조운동 발달사 연구를 위한 새로운 지질학적 사고의 틀을 제공한다.

• 암석학회지
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• 제26권3호
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• pp.201-219
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• 2017

마이산을 포함한 진안분지는 영남육괴 북쪽 경계 중앙부에 위치하고 있으며 이 지역의 기반암은 고원생대 편마암과 이를 관입한 중생대 화강암으로 백악기 이전에 지표로 노출되었다. 진안분지는 백악기에 영동-광주 단층대를 따라 일어난 좌수향 주향이동단층에 의해 형성된 인리형 분지이며 마이산은 진안분지 내의 경사가 급했던 분지 동쪽 경계부에 퇴적된 역암으로 구성된 산이다. 마이산 봉우리는 말 귀의 형상을 보이며 역암 절벽에 타포니가 발달한 특이한 지형을 보여주고 있다. 진안분지를 형성시킨 단층은 지하 깊은 곳까지 연결됨으로서 200 km 깊이에서 형성된 마그마가 지표로 분출하여 진안분지 내와 그 주변에 활발한 화산 활동을 일으켰다. 그 결과 마이산 주변에는 화산폭발에 의해 형성된 화산쇄설암으로 구성된 천반산, 화산분출시 마그마가 관입한 암경으로 구성된 구봉산 그리고 화산 분출시 분출되어 흐른 용암에 의해 형성된 운일암 반일암등이 특이 지형을 형성하며 나타난다. 그리고 진안분지와 주변 화산암이 형성된 이후 진안분지와 그 주변 지역이 융기하여 마이산을 포함한 주변 명산들을 형성하였다. 융기 시기는 정확히 알 수는 없지만 대략 69-38 Ma경으로 추측된다. 이때 추가령에서 무주와 진안을 지나 함평으로 연결되는 노령산맥이 형성되었을 것으로 추정되며, 이로 인해 금강과 섬진강 수계가 나뉘어지고 갈라진 수계에 의해 쉬리의 종이 분화되었다. 또한 북북서 방향으로 발달한 운장산에 의해 금강과 만경-동진강 수계가 나뉘어졌다. 이로 인해 마이산과 그 주변 지역에는 다양한 생태계가 조성되었으며 동시에 마이산에는 특이한 암상과 관련된 다양한 문화, 역사 자원이 존재한다. 따라서 마이산과 주변 지역은 지질유산을 중심으로 생태, 문화, 역사가 잘 어우러진 지질 관광이 성공적으로 개발될 수 있는 지역으로 국가지질공원 및 세계 지질공원으로서의 가능성이 높다.

• 자원환경지질
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• 제44권5호
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• pp.413-431
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• 2011

옥천변성대 남서부에 위치하는 전남 해남군 황산면 모이산 지역에는 백악기 말 유천층군 해남층의 황산 화산쇄설 암을 모암으로 하는 천열수 금-은 광화대가 발달한다. 본 연구는 광화대의 형성과 관련된 지질구조를 파악하기 위해 모이산 지역의 층리배열, 습곡, 단층, 단열계, 석영맥의 특성, 단열계의 상대적인 발달순서 등을 조사하였고, 이를 바탕으로 광화작용이 발생할 당시의 지구조환경을 고찰해 보았다. 층리는 동북동 주향 방향이 우세하며 북북서 내지 남남동 방향의 저각 경사를 보이고 분산된 층리 배열은 경사-이동 단층 이외에 (동)북동 방향의 준수평-직립 개방습곡에 의해 규제되어 있다. 단열계는 적어도 6~7회의 변형단계를 걸쳐 형성되었다. D1 단계; 연장성이 우세한 동서 (D1-1)와 남북(D1-2) 방향의 주 단열조 형성기, D2 단계; 북서 방향의 인장단열 형성기, 동서(우수향)와 남북(좌수향) 방향의 공액 전단단열 운동기, D3 단계; 북동 방향의 인장단열 형성기, 동서(좌수향)와 남북(우수향) 방향의 공액 전단단열 재활동기, D4 단계; 연장성이 미약한 남북 방향의 인장단열 형성기, D5 단계; 북서 방향의 인장단열 재형성기. 동서(우수향)와 남북(좌수향)방향의 공액 전단단열 재활동기, D6 단계; 연장성이 미약한 동서 방향의 인장단열 형성기. 변형단계별 단열조의 출현빈도는 D1-1(19.73 %)> D1-2(16.44 %)> D3=D5(14.79 %)> D2(13.70 %)> D4(12.33 %)> D6(8.22 %) 순으로 우세하게 나타나고 평균개수/1 m는 D6(5.00개)> D5 = D4(4.67개)> D2(4.60개)> D3(4.13개)> D1-1(3.33개)> D1-2(2.83개) 순으로 높게 나타난다. 전체 단열조의 평균 조밀도는 420개로서 모이산 지역의 단열조는 평균 23.8 cm 간격 이상으로 발달한다. 석영맥의 방향성별 출현빈도는 동서 방향(52 %)> 북서 방향(28 %)> 남북 방향(12 %)> 북동 방향(8 %) 순으로 우세하게 나타난다. 전체 석영맥의 평균 조밀도는 4.14개로 나타나고 모이산 지역의 석영맥은 평균 24.2 cm 간격 이상으로 발달한다. 석영맥에 대한 미구조 연구결과, 천열수 금-은 광화작용(약 77.9~73.1 Ma)은 지구조적 응력이 아닌 천열수 파괴 단열작용과 직후의 정적인 지구조환경 하에서 기존에 형성된 연장성이 우세한 D1 단계의 동서 방향과 남북 방향의 단열조를 따라 발생한 것으로 보인다. 모이산 지역의 D1 단열작용은 유천층군과 불국사 화성압류의 화성활동과 변형을 초래하는 후기 백악기 이자나기판의 북향-사교 섭입작용과 관련하여 남북 방향의 압축력과 인정력이 교호하는 불안정한 지구조환경 하에서 발생하였던 것으로 고찰된다.

• 암석학회지
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• 제27권3호
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• pp.139-151
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• 2018

경상분지 영양소분지 남서 경계부의 영남육괴 소백산지구에 위치하는 청송군 송강리지역은 시대미상의 변성암류(호상편마암, 화강암질편마암, 석회규산염암류)와 이를 관입하는 시대미상의 화성암류(화강편마암)로 구성되어 있다. 본 논문은 송강리 송강마을의 동측에 흐르는 용전천 하안을 따라 약 170 m 노출된 지질노두에서 중첩 변형된 암석구조의 기하학적 운동학적 특성과 이들 변형구조의 선후관계로부터 송강리지역 구성암류의 변형사를 연구하였다. 송강리 지질노두에서 변형 및 관입 시기를 서로 달리하는 3회(Fn, Fn+1, Fn+2)의 습곡작용과 3회(Dk-I, Dk-II, Dk-III)의 산성암맥들의 관입작용 그리고 1회의 단층운동이 인지되고, 이들은 적어도 다섯 번의 변형단계(Dn, Dn+1, Dn+2, Dn+3, Dn+4)를 걸쳐 형성되었다. Dn 변형은 광역엽리를 형성시키는 Fn 습곡작용으로 인지된다. Dn+1 변형은 (동)북동-(서)남서 방향의 압축응력에 의해 전기단계에 (동)북동 방향의 Dk-I 암맥을 관입시켰으며, 후기단계에 북서 방향의 Fn+1 습곡을 형성시켰다. 주요 변형된 암석구조로는 밀착, 등사, 층간습곡, 부딘구조, 부딘의 ${\sigma}$-형 내지 ${\delta}$-형 구조, 비대칭습곡, C' 전단띠 등이 있다. Dn+2 변형은 (북)북서-(남)남동 방향의 압축응력에 의해 전기단계에 북서 방향의 Dk-II 암맥을 관입시켰으며, 후기단계에 북동 방향의 Fn+2 습곡을 형성시켰다. 주요 변형된 암석구조로는 개방습곡과 습곡된 부딘구조 등이 있다. Dn+3 변형은 Dk-I과 Dk-II의 암맥들과 Fn+2 습곡축면을 절단하는 Dk-III의 암맥을 관입시켰다. Dn+4 변형은 상반이 남남동 방향으로 이동하는 북북동 방향의 좌수향 역이동성 사교이동 단층을 형성시켰다. 송강리 지질노두에서 인지되는 이러한 다섯 번의 변형작용은 송강리지역 뿐만 아니라 보다 광역지역 구성암류의 분포 및 지질구조와 밀접한 관련이 있음을 고려해 볼 때, 본 연구결과는 영남육괴의 소백산지구와 경상분지의 경계부와 그 주변부의 구성암류가 경험한 지질구조 및 그 발달사를 규명하고 이해하는데 매우 중요한 연구자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제39권3호
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• pp.235-253
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• 2006

해양탄성파 프로파일을 정밀수심 및 자력자료와 함께 해석하여, 일본열도가 분리되어 동해가 형성된 한반도의 대륙 주변부에서 진행된 리프팅과 지각의 분리 과정을 연구하였다. 한반도의 주변부는 바다쪽으로 리프트분지와 융기된 리프트 측면부, 그리고 경사가 급한 대륙사면이 연속된, 비활성 대륙주변부에서 전형적으로 볼 수 있는 기본적인 리프트구조로 이루어져 있다. 북쪽지역에서는 한반도로부터 연장되고 부분적으로 분절된 대륙지각인 한국대지에서 리프팅이 발생하였다. 한국대지는 상대적으로 넓은 신장지역을 제공하여 많은 수의 리프트를 형성하였다. 한국대지 내에서 두 개의 눈에 띄는 리프트 분지(온누리와 반달 분지)는 주된 synthetic 단층과 더 작은 규모의 antithetic 단층에 의해 형성되어 넓고 대칭적인 구조를 갖는다. 이들 분지에서 변위가 큰 경계단층지역은 볼록한 경사면을 가지며 주향방향으로 지그재그 모양을 보인다. 대조적으로, 남쪽 주변부에는 비대칭적인 반지구로서 하나의 좁은 리프트분지(후포 분지)가 길게 형성되어 있다. 한반도 주변부의 리프팅은 주향이동 운동에 의한 변위가 아니라 대륙사면의 기저부를 따라 발생하였다고 유추되는 지각의 분리에 수직하는 서쪽 및 남동방향의 신장의 결과인 정단층작용에 의해 주로 유도되었다고 해석된다. 리프팅 동안에는 화산작용이 거의 없었으나 해저면 확장의 초기단계에서는 상당한 화산작용이 수반되었으며 이것은 특히 남쪽지역에서 리프트에 의해 유도되는 맨틀대류뿐만 아니라 슬랩에 의해 유도되는 약권의 상승을 반영한다고 보여 진다. 동해의 생성과 관련된 한반도 주변부의 구조 및 화산운동은 후열도 환경에서의 약권 상승에 의해 영향을 받는 화산작용을 수반한 비활성 대륙주변부에서 일어나는 과정으로 설명할 수 있다고 해석된다.

• 암석학회지
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• 제14권2호
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• pp.108-115
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• 2005

경기육괴 중앙부의 광주시 일대에 분포하는 선캠브리아기의 경기편마암 복합체는 흑운모호상 편마암 및 석영장석질 편마암으로 구성되어 있다 지질구조 분석결과 연구지역은 적어도 다섯 번의 변형작용을 받은 것으로 밝혀졌다. 첫 번째 변성작용(M1) 및 변형작용(Dl)중에 퇴적암(층리; S0)이 변성되어 흑운모호상 편마암으로 되었으며, 성분엽리(S1)가 발달되었다. 심성암이 관입 후 두 번째 변성작용(M2) 및 변형작용(D2)이 일어났으며, 이때 심성암이 엽리(S2)가 발달된 석영장석질 편마암으로 변하였다. 세 번째 변형작용(D3) 중에 수십 cm 규모의 밀착습곡 및 등사습곡(F3)이 발달하였으며, 축면방향으로 성분엽리(S3)가 발달하였다. 변위작용에 의해 뿌리 없는 습곡(F3)이 S3 엽리와 평행하게 발달되어 있다. 네 번째 변형작용(D4) 중에 남북방향의 압축력에 의해 약 100m의 축면분리를 가지는 F4 습곡이 동서 방향으로 발달하였다. 다섯 번째 변형작용 중에 동서 방향의 압축력에 의해 축면분리가 약 3km 규모의 남북 방향의 F5 습곡이 발달하였다. F5 습곡의 중심부에서는 F4 습곡에 F5 습곡작용이 중첩되어 F5 습곡의 습곡축면과 평행한 남북방향으로 F4 습곡이 발달되어 있으며 날개 사잇각 및 축면분리가 작아졌다. 반면에 F5 습곡의 서쪽 날개 지역에서는 북동방향으로, 동쪽 날개 지역에서는 북서방향으로 F4 습곡이 회전되었다. 연구지역에 발달되어 있는 엽리의 궤적은 주로 F4 습곡 및 F5 습곡에 의해 지배되어 있다. F4 습곡작용 동안에 취성변형작용에 의해 절리 및 단층이 발달하였으며 F5 습곡의 양쪽 날개부에는 부채꼴 절리가 우세하게 발달하고, 힌지대에는 be-절리가 우세하게 발달하였다 그 이후에 북서 방향의 주향이동 단층이 지질도 규모로 발달하였다. 제4기 동안에 발생한 산사태가 일부 절리 및 엽리의 방향을 반시계방향으로 약 $15^{\circ}$ 회전시켰다.

• 암석학회지
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• 제20권4호
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• pp.173-189
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• 2011

한반도 동부 울진 죽변-부구 지역 맥암과 단열의 기하와 운동학적 특성 그리고 횡절관계를 파악하고, 맥암의 암석기재와 지화학을 분석하였다. 총 144 암맥과 370개 절리의 방향성과 횡절관계를 이용하여 암맥은 세 개의 염기성 암맥군(M-10, M-80, M-100)과 한 개의 산성 암맥군(AD)으로 구분하고 절리는 네 개의 절리군(J-10, J-40, J-80, J-150)으로 분류하였다. 또한 J-150 절리들 중 최후기에 우수향으로 재활된 것들을 F-340R로 분류하였다. 암석기재, 지화학 그리고 산상을 종합하면, M-80과 M-100은 동일한 마그마와 응력장 하에서 각각 기존 단열과 마그마압력에 의해 새로이 만들어진 수압파쇄단열을 통로로 주입되었다. 또한 연구지역 암맥과 단열군은 ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ 순서로 형성되었다. 그리고 M-80과 M-100은 $N10^{\circ}E$ 그리고 M-10은 북서-남동의 최소수평응력장에서 지각이 신장된 결과이다. 한편 기존 절대연령 연구결과와 종합하여 분석하면, 이번 연구에서 확인된 암맥과 단열군들 중 M-80, M-10 그리고 F-340R은 64-52 Ma, 에오세~올리고세 그리고 마이오세에 각각 만들어진 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제41권3호
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• pp.299-314
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• 2008

북동 방향의 호남전단대는 한국의 옥천대 남쪽 경계와 선캠브리아기 영남육괴 사이를 지나는 광역적인 우수향 주향 이동 단층대로 동아시아의 두드러진 지나 변형의 방향과 평행하다. 이 논문에서는 호남전단대의 한 지류인 예천전단대 명호지역의 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암과 엽리상 각섬석-흑운모 화강암의 지화학 및 Nd-Sr 동위원소자료를 보고하고자 한다. 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류를 $SiO_2$ 대 $Na_2O+K_2O$의 분별도에 도시하면 $SiO_2$의 함량은 61.9-67.lwt% 그리고 $Na_2O+K_2O$의 함량은 5.21-6.99wt%로 화강섬록암 영역에 대부분이 점시된다. 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암은 화강암의 영역에 점시된다. $SiO_2$에 대한 수정된 알칼리-라임 지수 및 Fe#($FeO_{total}/(FeO_{total}+MgO)$)에 의한 관계도에서 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 캘크-알카리 계열의 마크네슘 성분이 우세한 코딜러리안(Cordilleran)형 중생대 화강암류의 지화학 특징과 잘 부합된다. 또한 이들 암석들은 $Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)$가 $0.89{\sim}1.10$로 중알루미나에서 약한 고알루미나질의 I형에 해당한다 하지만, 원남층의 압쇄 편마암은 $1.11{\sim}1.22$의 과알루미나질을 보여준다. 연구지역 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류 및 압쇄 편마암류의 미량원소 성분을 초생맨틀(Primitive mantle) 값으로 규격화한 거미 성분도상에서는 저장력 원소(large ion lithophile element)이며 불호정성 원소인 Rb, Ba, Th 및 U이 부화되어 있고 Ta, Nb, P, Ti 가 상대적으로 다른 원소보다 결핍되어 있으며 이러한 지화학적 특징은 호상형(Arc-type) 화강암류와 전형적인 활동성 대륙연변부의 지각물질로부터 유래한 화강암류와 유사하다. ${\varepsilon}_{Nd}(T)$와 Sr 초생값은 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류가 상부지각의 기원물질로부터 형성된 마그마로부터 생성되었음을 지시해 주고 있다. 연구지역을 포함한 영주저반의 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 전단대에서 멀어지면서 변형에 의한 특정 원소들(Ti, P, Zr, V 및 Y)의 변화경향이 관찰되지 않는다. 이러한 원인으로, 많은 유체를 가지고 있는 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류에서는 전단운동 변형동안 전단대 내와 외부의 유체의 흐름에 의한 질량 전달이 동일하게 일어나 암석 내의 부피변화 및 지화학 변질들을 야기 시키지 않았을 것으로 추정된다.

• 암석학회지
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• 제16권2호
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• pp.82-99
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• 2007

거제도 동부 일운면 일대에는 백악기 말의 화강섬록암을 관입하고 있는 고제3기 암맥들이 발달한다. 이 암맥들은 북서 방향의 산성 암맥군과 서북서(A그룹)와 남북 내지 북북동 방향(B그룹)의 염기성 암맥군들로 구분된다. 야외 횡절관계를 근거하면 산성 암맥군이 가장 먼저 관입하였으며 다음으로 A그룹과 B그룹이 관입하였다. 산성 암맥군은 백악기 말${\sim}$신생대 초 양산단층계의 좌수향 주향이동 단층운동에 수반되어 만들어진 인장 틈을 따라 관입한 것으로 판단된다. A그룹과 B그룹 염기성 암맥군들은 야외 암상과 관입 방향성에서 경주-감포 지역의 암맥군들 중 중성과 염기성 암맥군에 각각 대비된다. 또한 대비되는 두 지역 암맥군들은 전체 희토류 원소 함량과 콘드라이트에 표준화한 거미 성분도 및 미량원소와 희토류 원소 함량 패턴에서 유사한 양상이다. 이는 두 지역의 대비되는 암맥군들이 성인적으로 밀접히 관련되어 있음을 의미한다. K-Ar과 Ar-Ar 연대측정 결과를 종합하면, A그룹 암맥군은 $64{\sim}52\;Ma$ 사이에, B그룹 암맥군은 $51{\sim}44;Ma$에 관입한 것으로 판단된다. 이는 약 51 Ma를 전후로 한반도 남동부의 인장 응력장이 북북동-남남서에서 동서 내지 서북서-남남동으로 급격히 변화되었음을 의미한다. 고제3기 아시아 일원에서 발생한 주요 지구조 사건들을 고려하면, $64{\sim}52;Ma$에는 북상하던 태평양판의 사교 섭입으로 동아시아 대륙연변에 북북서 방향의 광역적인 좌수향 전단 응력장이 작동하였으며, A그룹 암맥군은 이와 수반된 인장 단열들을 따라 관입한 것으로 해석된다. 한편, 약 55 Ma의 인도와 유라시아 대륙의 충돌에 의한 응력은 약 51 Ma 경에는 한반도 일원까지 전파된 것으로 보인다. 이로 인해 한반도를 포함한 동아시아 대륙이 태평양판 쪽으로 밀려감으로써 섭입하던 태평양판의 각도가 급해져 동아시아 연변에 강력한 흡입력이 발생하였으며, 이 때문에 태평양판의 운동 방향이 북북서에서 서북서방향으로 회전되었을 가능성이 있다. 따라서 약 51 Ma부터 한반도 동남부에는 지판 경계의 강력한 흡입력으로 동서 내지 서북서-동남동의 인장력이 작동되어 B그룹 암맥군이 관입한 것으로 해석된다.