• 제목/요약/키워드: fault rocks

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Mechanical Properties of Fault Rocks in Korea

  • Seo, Yong-Seok;Yun, Hyun-Seok;Ban, Jae-Doo;Lee, Chung-Ki
    • 지질공학
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    • 제26권4호
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    • pp.571-581
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    • 2016
  • To understand the mechanical properties of fault rocks, data from 584 in situ and laboratory tests on fault rocks from 33 tunnels were analyzed. The unit weights of the fault rocks range from 17.3 to $28.2kN/m^3$ and the cohesion and friction angles vary from 5 to 260 kPa and $14.7^{\circ}$ to $44.0^{\circ}$, respectively. The modulus of deformation and elasticity were generally < 200 MPa. In most cases, the uniaxial compressive strength was < 0.5 MPa, and Poisson's ratios were mainly 0.20-0.35. The mechanical properties of individual rock types were analyzed using box plots, revealing that the cohesion values and friction angles of shale and phyllite have relatively wide inter-quartile ranges and that the modulus of deformation and elasticity of shale have the lowest values of all rock types. In the analysis of mechanical properties by components of fault rocks, the largest values were shown in damage zones of individual rock types.

옥동단층(玉洞斷層) (The Okdong Fault)

  • 김정환;고희재;기원서
    • 자원환경지질
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    • 제22권3호
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    • pp.285-291
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    • 1989
  • The Okdong Fault is situated in Okdong-Hamchang area, the central part of Korea. The area consists of Precambrian gneisses and granitoids, Paleozoic clastic and carbonate rocks, and Mesozoic clastic rocks and igneous intrusives. The Okdong Fault is situated along contact boundary between the lowermost Cambrian Basal Quartzite and Precambrian basements. Mylonites occur as narrow zone which is extended over 100km and is restricted to within 10m-30m along the Okdong Fault. The main features of mylonites are quartz mylonite derived from Cambrian Basal Quartzite and mylonitic granitoids from Precambrian granitoids. Movement sense is deduced as a sinistral strike-slip movement with evidence of rotation of sheared porphyroclasts, rotation of fragments and S/C-bands. The mylonite zone has been reactivated as fault which reveals oblique-slip movement. The fault resurges as faults which reveals normal(to the NW) and reverse(to the SE) dip-slip movement. Normal faults are dominant in the northern and southern part and reverse or thrust faults are dominant in the central part of the Okdong Fault. The thrust movement can be correlated with the Daebo Orogeny of Jurassic Period. Granites and dyke rocks intruded into Paleozoic and Precambrian rocks during Cretaceous Period.

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양산단층 동편 화강암질암의 대자율 이방성(AMS) (Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) of Granitic Rocks in the Eastern Region of the Yangsan Fault)

  • 조형성;손문;김인수
    • 자원환경지질
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    • 제40권2호
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    • pp.171-189
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    • 2007
  • 경상분지 남동부에 위치한 양산단층 동편의 화강암질암, 화산암류, 퇴적암류를 대상으로 총 77개 지점으로부터 독립적으로 정향된 542개의 코어시료를 채취하여 대자율 이방성(AMS) 연구를 실시하였다. 총 대자율 측정, 고온대자율 실험 및 등온잔류자기 획득실험을 통하여 연구대상 암석들의 주 자성광물이 자철석 위주의 티탄자철석계열의 것임이 밝혀졌다. 연구의 주 대상암체인 화강암질암에는 자기적 엽리구조와 자기적 선구조 모두가 존재하고 있으며, 자기적 엽리구조의 주향은 북동-남서가 지배적이다. 이 자기적 엽리구조는 화강암질암의 변형에 대한 강한 저항의 물성, 주변 모암의 자기적 엽리구조와의 불일치, 고화 이후 취성변형으로 만들어진 소단층이나 절리 등의 지질구조와의 모순점, 현미경에서 관찰되는 조직 등의 증거로부터 마그마가 관입정치하여 완전히 고화되기 전에 응력을 받아 생성된 일차 미세구조(primary fabric)로 판단된다. 이 북동-남서 주향의 자기적 엽리구조는 북서-남동의 압축력으로 만들어질 수 있는데 이러한 응력은 양산단층의 좌수향 주향운동의 산물로 해석된다. 연구지역 화강암질암의 연령이 약 $60\sim70Ma$로 알려져 있음을 감안하면 양산단층은 이 시기(백악기 말에서 신생대 초)에 걸쳐서 좌수향 주향이동 운동을 하였음을 알 수 있다.

양산단층지역에 분포하는 퇴적암 및 화성암류에 대한 고자기 연구 (Palaeomagnetic Study of Sedimentary and Igneous Rocks in the Yangsan Strike-slip Fault Area, SE Korea)

  • 강희철;김인수;손문;정현정
    • 자원환경지질
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    • 제29권6호
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    • pp.753-765
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    • 1996
  • It is a well known fact that the remanent magnetization direction of the Tertiary rocks is deflected significantly clockwise (about $50^{\circ}$) in the Tertiary basins of the southeastern part of Korean peninsula. This fact has been interpreted as an evidence of north-south spreading of the East Sea (Sea of Japan) and dextral strike-slip motion of the Yangsan fault. As deflection (rotation) of remanent magnetizations is frequently reported from various regions of the world in the vicinities of strike-slip fault, such phenomena are to be expected in the Yangsan fault region also. It was the purpose of this study to clarify whether such premise is right or not. A total of 445 independently oriented core samples were collected from Cretaceous rocks of various lithology (sedimentary rocks, andesites and I-type granites) in the Yangsan fault area. In spite of through AF and thermal demagnetization experiments, no sign of remanent magnetization deflection was found. Instead, palaeomagnetic poles calculated from formation-mean ChRM directions are very similar to those of contemporary (Barremian, and late Cretaceous-Tertiary) sedimentary and plutonic rocks in the other parts of $Ky{\check{o}}ngsang$ basin as well as those of China. Therefore, possibility of tilting of granite plutons and horizontal block rotation of study area is excluded. It is also concluded that the Yangsan fault did not take any significant role in the Cenozoic tectonic evolution of southeast Korea and the East Sea region. The boundary between rotated and unrotated region of remanent magnetization is not the Yangsan fault line, but must lie further east of it.

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경북·의성 동남부에 분포하는 금성산 화산암류의 K-Ar연대와 그주변의 광화시기 (K-Ar Age of the Keumseongsan Volcanic Rocks and Mineralization in the Southeastern Part of Euiseong, Gyeongsangbuk-Do, Republic of Korea)

  • 이현구;김상중;윤혜수;최위찬;송영수;이타야 테츠마루
    • 자원환경지질
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    • 제26권4호
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    • pp.445-454
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    • 1993
  • The Keumseongsan caldera is composed of the Cretaceous sedimentary rocks of the Gyeonesang Supergroup, volcanic rocks of the Yucheon Group and basic dykes. The Keumseongsan caldera is formed by subsidence of volcanic rocks, and arc fault developed late. Also, synistral strike-slip fault ($N60^{\circ}W$) developed. Volcanic rocks belong to subalkaline rocks and calcalkaline magma series. First tuffaceous breccia erupted before 71.4 Ma and cavity of magma chamber caused subsidence, which formed arc fault. Basaltic lava erupted at 71.4 Ma and residual fluids containing Fe, As, Pb, Zn and Cu metal elements built the Ohto deposits, which are dated to be 70.5 Ma based on K-Ar age for sericite. Tuffaceous breccia and tuff erupted between 70.5 and 67 Ma. When volcanic eruption became weakened, cavity in site of magma chamber brought subsidence. Rhyolite intruded and erupted at 67 Ma, and intrusive rhyolite intruded according to arc faults, also. Hydrothermal fluids containing Fe, As, Pb, Zn, Cu, Sb, Bi, Au and Ag formed the Tohyeon deposits. K-Ar age for sericite from the Tohyeon mine gives 66.0 Ma. Results of field exploration, geochemical analyses of volcanic rocks support mineralization possibility by volcanism. Especially, age of volcanism and mineralization are well in coincidence with results of K-Ar age dating. By these results, Ohto Cu mineralization is regarded to be associcated with basaltic rocks, while Tohyeon Cu mineralization with rhyolitic rocks.

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한반도 동남부 백악기 경상분지 내 영덕단층의 기하와 운동학적 특성 (Geometry and Kinematics of the Yeongdeok Fault in the Cretaceous Gyeongsang Basin, SE Korea)

  • 서경한;하상민;이성준;강희철;손문
    • 암석학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.171-193
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    • 2019
  • 이번 연구는 영덕군 일원의 상세 지표조사를 통해 양산단층의 가지단층인 영덕단층의 내부 구조와 기하를 파악하고, 주변 퇴적층의 자세, 단층의 운동학적 자료와 단층암의 자기미세구조 분석을 통해 영덕단층의 운동학적 특성을 규명하는데 목적이 있다. 음영기복도에서 총 40 km의 연장을 보이는 영덕단층은 트라이아스기 영덕화강암, 백악기 퇴적암과 화산암을 절단하며 약 8.1 km의 우수향 수평변위를 보인다. 주로 북북서 내지 남-북 방향으로 발달하는 영덕단층은 영덕읍 화천리 이북에서 하나의 단층선으로 달리지만, 화천리 이남에서는 두 조의 단층대로 분기되는 특징을 보인다. 이들 두 조의 단층 중 서편의 것은 북북동 내지 북동 방향과 북북서 방향의 단층분절들이 지그재그 형태로 연결되는 반면, 동편의 것은 북북서 방향의 하나의 단층으로 연장되다가 영덕군 강구면에서 양산단층과 합쳐진다. 영덕단층은 대부분 지점에서 $65^{\circ}$ 이상의 고경사로 동쪽으로 경사하며, 2~15 m 폭의 단층핵과 최대 180 m 폭의 단층손상대를 가진다. 단층핵은 퇴적암류, 화산암류, 화강암 등 여러 모암으로부터 유래된 단층암으로 구성되며, 이들은 모암에 따라 뚜렷한 변형의 차이를 보인다. 화강암에서 유래된 단층핵은 주로 단층각력으로 구성되며, 10 cm 이내 폭의 단층비지대에 전단변형이 집중된다. 반면, 퇴적암에서 유래된 단층핵은 화강암의 것에 비해 두꺼우며 단층비지대와 각력대가 교호하거나 렌즈상의 모암을 단층비지대가 에워싸며 발달한다. 단층대와 인접한 퇴적층의 자세는 주 단층면과 가까워지면 단층면의 자세와 유사하게 고각으로 경동된다. 단층활면 및 전단단열에서 관찰된 운동 자료와 단층암의 대자율이방성 분석결과는 영덕단층이 북서-남동 방향 최대수평응력 하에서 좌수향 주향이동운동을 겪은 이후 북동-남서 방향 최대수평응력 하에서 우수향 주향이동운동을 겪었으며, 우수향 주향이동운동에 의한 변형 특성이 우세하게 기록되어 있다. 이번 연구를 통해 얻어진 영덕단층의 운동사를 기존 양산단층의 운동사와 비교해본 결과, 두 단층의 주향이 다소 차이가 있음에도 불구하고 백악기 말의 북서-남동 방향 최대수평응력과 고제3기의 북동-남서 방향 최대수평응력 하에서 각각 좌수향과 우수향 주향이동의 동일한 감각으로 운동한 것으로 판단된다.

추가령(標哥嶺) 지구대(地構帶)의 지질구조(地質構造), 고지자기(古地磁氣) 및 암석학적(岩石學的) 연구(硏究) (Structural, Paleomagnetic and Petrological Studies of the Chugaryeong Rift Valley)

  • 김규한;김옥준;민경덕;이윤수
    • 자원환경지질
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    • 제17권3호
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    • pp.215-230
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    • 1984
  • Petrological, paleomagnetic, geomorphological and structural studies on the southern part of, so called, Chugaryeong rift valley, have been carried out in order to clarify the nature of the rift valley. Three stages of volcanic activities characterized by Jijangbong acidic volcanic rocks and tholeiitic and andesitic basalt of Cretaceous age(?), and Jongok Quaternary olivine basalt occurred along the Dongducheon fault line. Jijangbong acidic volcanic rocks distributed in the central part of the studied area consist of rhyodacite, acidic tuff and tuff breccia, which are bounded by Dongsong fault on the east and Daegwangri fault on the west. The Jongok basalt differs from those of Ulrung and Jeju islands in mineralogy, chemical composition and differentiation. Jongok basalt distributed along the Hantan river dilineates the vesicles curved toward downstream direction and increment of numbers and thickness of lava flow toward upstream direction. These facts suggest that lava flowed from upstream side of the river. Rectangular drainage patterns also support the presence of the Dongducheon, Pocheon, Wangsukcheon and Kyonggang faults which were previously known. LANDSAT image, however, does not show any lineaments which could be counted as a graben or rift valley. Displacement of Precambrian quartzite and Jurassic Daedong supergroup along the southwestern extension of the Dongducheon fault shows the right lateral movement. The Paleomagnetic study of the tholeiitic and andesitic basalts from Baegeuri, Jangtanri and Tonghyeonri located at 2. 3km east, 0km east, and 1.5km west of Dongducheon fault respectively shows that their VGP(Virtual Geomagnetic Pole) being to intermediate geomagnetic field of short duration which suggests that they formed in almost same period. Mean VGP of Jongok basalt is located 82.4N and 80.6E. This is in good coincidence with worldwide VGP of Plio-Pleistocene indicating that Jongok basalt was extruded during Plio-Pleistocene epoch, and suggesting that the studied area has been tectonically stable since then. From the present study, the tectonic episode of the region is concluded as following three stages. 1. The 1st period is worked by the Daebo orogeny of Jurassic during which granodiorite was intruded in Precambrian basement. 2. The 2nd period is the time when right lateral strike-slip fault of NNE-SSW direction was formed probably during late Cretaceous to Paleogene and the Jijangbong acidic volcanic rocks and the older basalts were extruded. 3. The 3rd period is the time when the fault was rejuvenated during Pliocene or Pleistocene accompanied by the eruption of Jongok basalt. As a conclusion, geologic structure of the studied area is rather fault line valley than graben or rift valley, which is formed by differential erosion along the Dongducheon fault suggesting a continuation of the Sikhote-Alin fault. The volcanic rocks including the Jijangbong acidic rocks, tholeiitic-andesitic basalt and olivine basalt are associated with this fault line.

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언양 신흥단층의 기하학적.운동학적 특성으로부터 해석된 경상분지 양산단층대 남부의 단층운동사 (The movement history of the southern part of the Yangsan Fault Zone interpreted from the geometric and kinematic characteristics of the Sinheung Fault, Eonyang, Gyeongsang Basin, Korea)

  • 강지훈;류충렬
    • 암석학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.19-30
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    • 2009
  • 울산시 울주군 언양읍 북부 신흥마을 입구에 북서-남동 방향으로 트렌치된 단면에서 양산단층대의 주단층과 제4기 단층이 관찰되었다. 본 논문은 신흥마을 입구의 트렌치 단면에서 조사된 양산단층대의 기반암 단층(신흥단층)과 제4기 단층(제4기 신흥단층)의 기하학적 운동학적 특성연구로부터 양산단층대 남부의 단층 운동사를 해석하였다 신흥마을 입구 트렌치 단면에서는 단층접촉으로 반복되어 산출하는 백악기 하양층군의 퇴적암류와 유천층군의 화산암류 그리고 이들 기반암류를 부정 합으로 피복하는 제4기 퇴적층 등이 산출하고, 본 연구결과 양산단층대의 형성과 관련된 적어도 2회의 주향-이동 단층운동 (D1, D2)과 이후 적어도 2회의 역-이동 단층운동(D3, D4)이 인지된다 (1) D1 단층운동: 양산단층대의 주 단층을 향하여 퇴적암류의 층리를 고각화시키는 주향-이동 단층운동. (2) D2 단층운동: 고각화된 층리를 단층면으로 하는 우수 주향-이동 단층운동 주요 특징적인 구조요소로서는 북북동 방향의 준 수평적인 우세한 단층조선과 준 수직적인 우세한 단층엽리 등이 있다. 양산단층대의 주요 단층암류는 D2 단층운동에 의해 형성되었다. (3) D3 단층운동: (동) 북동 주향에 (남)남동 내지 (북)북서 방향으로 중각 경사하는 단층면을 갖는 공역성 역-이동 단층운동 주요 특징적인 구조요소로서는 주향 방향의 단층조선을 중첩하는 경사 방향의 단층조선, D2 단층비지에 발달하는 S-C 구조 엽리, 비탈과 평탄 기하의 단층면, 단층운동에 수반된 비대칭 및 끌림 습곡과 붕괴구조 등이 있다. 양산단층대 주 단층면의 방향성은 주로 D3 단층운동에 의해 분산되었다. (4) D4 단층운동: 제4기 퇴적층내에 5-C 구조 엽리의 발달과 함께 제4기 퇴적층을 수 cm 변위시키는 제4기 역-이동 단층운동 양산단층대의 다른 제4기 단층과 같이 D4 단층면은 기반암의 D3 역-이동 단층면의 연장선상에 놓이고, 이들 단층은 동일한(북)북서-(남)남동 방향의 압축응력에 의해 형성되었다.

수산리(水山里)-황강리지역(黃江里地域)의 지질구조(地質構造)와 암석학적(岩石學的) 연구(硏究) (The Study of Structure and Petrology of The Area Between Susanri and Hwanggangri)

  • 김옥준;김규한
    • 자원환경지질
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    • 제7권3호
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    • pp.101-122
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    • 1974
  • The study area is located in between Susanri and Hwanggangri where the formations of Okcheon group and Chosun group supposedly come in contact so that the area is structurally very import. Present study reveals that the meta-volcanic rocks distribute from south to north along contact zone of Okcheon and Chosun groups in the center of the area. Meta-volcanic rocks seem to be originated from the andesite or andesitic basalt rocks which was known to be Surchangri formation consist of phyllite and black slate by previous workers. The meta-volcanic rocks intruded along the fault zone one existed between Okcheon and Chosun groups but obliterated at present by the intrusion of volcanic rocks. The fault seems to be overthrust, and one of the positive evidences of thrust fault is the Yamisan nappe structure in Yamisan near Susanri. This interpretation coincides with O.J. Kim's work which states that the Precambrian Okcheon group is largely overturned and thrusted over the Chosun group. The relation between the Surchangri and the Majeonri formation marks facies change. This fact together with northpluging anticlinal structure made it possible that both formation came into contact along direction without fault. Yongam formation is not overlain unconformably used to be believed by previous workers, but interbed in the Great Limestone series of Chosun goup. It is also clarified that the rock formerly designated as limesilicate rock was meta-liparite. The origin of amphibole pebbles in the Kunjasan formation is of primary and secondary ones; the secondary pebbles were formed by metamorphism of the fragments of limestone or dolomite.

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안동시 풍천면 안동단층계 주변의 지질구조 (Geological Structure around Andong Fault System, Pungcheon-myeon, Andong, Korea)

  • 강지훈;이덕선
    • 암석학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.83-94
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    • 2008
  • 안동시 풍천면 지역은 선캠브리아기 변성암류, 쥬라기 화성암류, 백악기 퇴적암류 (하산동층, 진주층, 일직층), 그리고 백악기 화성암류 (반려암체, 암맥류) 등으로 구성되어 있으며, 몇몇 주요 단층들이 발달한다. 이들은 백악기 경상분지와 선캠브리아기-쥬라기 기반암류(영남육괴)의 경계단층에 해당하는 동북동 방향의 안동단층, 이에 평행한 남후단층, 북북서 방향의 매봉단층, 남남동 방향으로 볼록한 활형의 광덕단층, 북북동 방향의 하회단층 등이다. 이 논문에서는 층리, 절리, 단층, 끌림 습곡에 대한 상세한 기하적인 분석을 통하여 이들 주요 단층 주변지역의 지질구조를 연구하였다. 그 결과, 활형의 광덕단층과 그의 동부 연장선상에 발달하는 하회단층 주변에서 측정된 층리의 극점 배열로부터 상부가 남남동 방향으로 충상하는 단층운동에 수반된 광역적인 끌림습곡작용이 인지되며, 광덕단층의 서부와 하회단층에서는 비교적 폭이 좁고 광덕단층의 중부와 동부에서는 비교적 폭이 넓은 약 150 m-300 m 폭의 광덕 끌림습곡대가 설정된다. 이는 이전 연구결과와 달리 하회단층과 광덕단층은 하나의 단층으로써 그 운동성과 운동시기가 광덕단층과 동일함을 의미한다. 연구지역에는 두 종류의 방향 단층[(동)북동${\sim}$동서 방향(단충 I), 서북서${\sim}$북북서 방향(단층 II)과 네 종류의 방향절리 [동서(I), (북)북서 (II),북북동 (III), 북동 (IV) 방향 절리]가 인지되며, 이들은 적어도 다음과 같은 네 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었다 (1) Dn 단계; 동서 방향의 압축 응력에 의한 절리 (I) (광덕절리)의 형성과 동서 방향의 산성질 암맥의 관입작용, (2) Dn+1 단계, (북)북서 방향의 압축 응력에 의한 절리 (II) (매봉절리) 형성, 산성질 암맥의 렌즈상 부딘작용, 광덕절리의 사교이동성 역단층운동 (단층 I-광덕단층 형성)과 이에 수반된 광역적인 광덕 끌림습곡대 형성, (3) Dn+2 단계; 북북동 방향의 압축 응력에 의한 절리 (III) 형성, 매봉절리의 우수 주향이동 단층운동 (단층 II-매봉단층 형성)과 이에 수반된 Dn+1 구조물의 연장성 단절작용, (4) Dn+3 단계; 북동 방향의 압축 응력에 의한 절리 (IV) 형성과 단층 II의 우수향 성분이 우세한 사교이동성 단층으로의 재활동 등이다. 이러한 연구결과는 매봉단층은 안동단층과 광덕단층의 충상 지구조운동과 관련된 인열단층이라기 보다는 이들 단층보다 후기에 생성되었음을 지시한다.