• 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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• 제56권4호
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• pp.385-396
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• 2023

단양-영월-정선지역 옥천습곡단층대에서 북동-남서 방향의 충상단층대를 따라 분포하는 중생대 반송층군은 페름기-트라이아스기 송림조산운동 혹은 쥐라기 대보조산운동의 기록을 간직하고 있기 때문에 한반도 중생대 조산윤회와 지구조진화를 설명하는 데 있어 매우 중요하다. 본 논평에서는 반송층군의 층서, 퇴적시기, 그리고 분지발달사에 관한 그간 연구를 종합하고 향후 연구방향을 제시하고자 한다. 한반도 남부의 중생대 지구조진화 과정에서 반송층군이 가지는 의미에 대한 시각은 크게 두 가지로 나뉜다. 전통적인 견해는 송림조산운동 후기 혹은 종료 후에 (횡)인장 분지에 반송층군이 퇴적된 후 대보조산운동에 의해 변형이 발생한 것으로 간주한다. 이러한 해석은 단양탄전지역을 중심으로 획득한 층서 및 고생물자료와 구조지질연구 결과에 근거한다. 반면 근래 연구 결과로서 반송층군을 대보조산운동과 관련된 조산동시성 퇴적작용의 산물로 보는 해석이 존재한다. 이러한 대안적 시각은 영월지역 일대에 분포하는 화산쇄설암에 대한 U-Pb 절대연령과 해당 지역의 구조지질학적 해석 결과를 바탕으로 한다. 하지만 두 모델 모두 반송층군으로 분류된 퇴적층에서 도출된 고생물자료와 절대연령자료를 종합적으로 설명하지 못한다. 이는 퇴적학, 구조지질학, 지질연대학, 암석학, 지화학 연구를 통해 획득한 다학제적 자료를 종합한 새로운 분지 진화 모델이 필요하다는 점을 시사한다.

• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.541-554
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• 2019

옥천대 태백산지역은 한반도의 지각 진화 과정 동안 중첩된 다변형 조산운동의 증거를 보존하고 있는 주요 습곡-단층대 가운데 하나로, 북서부의 평창-정선지역을 중심으로 서쪽의 주천지역 및 남쪽의 영월지역이 각각 단층 경계로 구분되며, 층서 및 지질구조에 있어서 차이를 보인다. 본 논문에서는 북서부 태백산지역에 분포하는 고생대 지층들의 이러한 지역적 차이와 지구조 운동과의 연관성을 이해하기 위해 구조기하학적 형태 해석 연구를 수행하였다. 이를 위해 우선, 기 발간된 평창지역 지질도들에서 지질연대가 상이하게 제안된 시대미상 퇴적암체에 대한 연대분석을 실시하였고, 그 결과 해당 암체가 후기 고생대 평안누층군에 대비되는 지층임을 확인하였다. 이러한 연대 결과와 야외조사를 통해 획득한 구조요소 자료를 종합하여 북서부 태백산지역에 보존되어 있는 지질구조들의 기하학적 형태를 해석하였다. 이 지역의 가장 주된 지질구조는 북동-남서 방향의 힌지를 가지는 광역 규모의 정선대향사로, 지동리배사, 남병산향사 및 임하리배사 등과 같은 이차습곡구조들을 수반한다. 하반구 투영 및 하향 투영 단면 해석 결과, 정선대향사는 힌지가 남부에서는 남쪽으로, 북부에서는 북쪽으로 완만하게 침강하는 향사형 극융 형태의 이중 침강 구조를 가진다. 그러므로 지질도 상에서 연구지역 남부와 북부의 지질구조의 특성이 상이하게 나타나 복잡하게 보이는 것은 침강하는 힌지로 인해 지질도 상에 노출되는 이차습곡들의 구조적 높이가 달랐기 때문으로 해석된다. 평창지역과 정선지역 고생대 지층의 분포를 규제하는 지질구조가 광역 규모의 정선대향사이고, 동익부인 정선지역에서만 보고된 행매층 및 회동리층이 서익부인 평창지역에서도 확인됨을 고려할 때, 향후 평창지역의 행매층 및 회동리층에 대한 상세 연구를 통해 습곡 등과 같은 구조 운동에 의한 이들의 대칭 반복 가능성에 대해 추가 연구가 이루어지길 제언한다.