• 암석학회지
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• 제7권1호
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• pp.37-52
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• 1998

연구지역의 화강암류는 각섬석 흑운모 화강암(Hbgr), 변형된 흑운모 화강암(Dbgr), 변형된 홍색 흑운모 화강암(Dpbgr), 흑운모 화강암(Btgr), 화강 반암(Gp) 등으로 나눌 수 있다. 이들 화강암류는 전암의 화학조성으로부터 메타알루미나질, I-형, 칼크-알칼리계열 등의 특징을 보인다. Hbgr과 Dbgr은 대체로 티탄철석계열, Dpbgr과 Btgr은 티탄철석계열과 자철석계열의 양쪽을 나타내며, Gp는 자철석계열의 특징을 보인다. 화강암류 관입의 지구조환경을 살피면, Hbgr과 Dbgr의 경우 활동성 대륙주변부를 나타내지만, Dpbgr, Btgr 및 Gp의 경우 후조산운동 내지 비조산성의 지각융기 등에 관련된 환경을 나타낸다. 주성분원소의 관계로부터 Hbgr과 Dbgr에서는 산화물의 함량이 SiO2 함량의 증가에 따라 체계적이고 연속적인 함량 변화를 보여 성인적인 연관성이 있는 반면, Dpbgr, Btgr, Gp의 산화물 함량 변화에서는 서로에 대한 체계적이고 연속적인 변화를 인식할 수 없어 각각의 암상은 서로 독립적인 조성의 마그마로부터 형성되었다고 판단된다. Hbgr과 Dbgr의 경우 야외에서의 점이적인 암상변화와 더불어 광물조성의 유사성, 주성분원소 함량의 점이적인 변화 등으로부터 동일 마그마로부터 유래 되었다고 생각된다. 백록 화강섬록암과 Hbgr의 주성분원소 변화경향이 일반적으로 매우 유사하고 비교적 연속적이다. 만일 동일 마그마로부터 유래되었다면, 이 두 암체는 백악기의 흑운모 화강암(Btgr)과 화강반암(Gp)에 의해 분리되었을 것으로 판단된다. 연구지역에서의 화강암류의 관입은 적어도 세차례에 걸쳐 일어났으며, 고생대 후기 내지 중생대 초기에 Hbgr과 Dbgr의 관입이, 백악기에 Btgr과 Gp의 관입이 있었으며, 그 사이에 Dpbgr의 관입이 있었다. 그리고 Dpbgr의 관입과 백악기 화강암류 관입 사이에 전단운동을 비롯한 드러스트 형성 등의 구조운동이 있었을 것으로 고찰된다.

• 암석학회지
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• 제17권4호
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• pp.206-221
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• 2008

경상분지 남서부 일대의 불국사 화강암류에서 분포하는 미세균열의 전반적인 분포특성을 규명하였다. 사천시-고성군, 거제시 및 남해군 지역에서 채취한 11개 암석시료의 수평면 상에서 발달하는 131조의 미세균열은 영상처리를 통하여 구별하였다. 다음에 이들 미세균열 중, 뚜렷한 선상배열을 갖는 45조의 미세균열을 선별하였다. 이들 미세균열은 수직의 2번 면에 대비된다. 이들 45조의 미세균열의 방향성과 국내의 쥬라기 및 백악기 화강암류에서 발달하는 수직의 1번 및 2번 면의 방향성을 대비하였다. 분포도에서 45조의 미세균열과 이들 수직 면의 분포형태가 일치한다는 사실은 연구지역 일대에서 발달하는 미세균열의 계는 국내의 쥬라기 및 백악기의 화강암에서도 광역적으로 발달함을 시사한다. 방향각-빈도수 상관도의 전 영역은 미세균열의 분포상에 의하여 20개의 영역으로 분류할 수가 있다. 한편 45조의 미세균열이 속하는 18개의 방향각 영역과 기존의 연구결과에서 시사한 최대 압축 주응력의 방향과 상호 대비를 시도하였다. 최대 압축 주응력의 방향은 대부분 방향각 영역- $1{\sim}2$, $5{\sim}6$, ${\sim}15$, $17{\sim}18$ 및 $19{\sim}20$에 각각 속하며 이들 영역은 이들 45조의 미세균열의 장미도에서 제시한 주방향 및 2차적인 방향과 일치한다. 열린 미세균열의 대표적인 방향은 기존의 연구에서 시사한 최대 압축 주응력 방향을 반영한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권1호
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• pp.1-12
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• 2020

섭입 및 열개와 같이 대변형을 수반하는 지구동역학적 현상 발생은 암석권의 국지적인 약대의 발달이 필요하다. 이러한 약화 기작 중 하나인 전단열은 암석권의 온도를 국부적으로 높여 강도를 낮추는 역할을 하여 암석권 파괴를 촉진시킬 수 있다. 본 연구에서는 전단열에 대한 정량적인 분석을 위하여 2차원 탄소성 인장 분지 모형을 제작하여 기존 수치 모사 연구를 벤치마크하였다. 암석권의 항복강도, 인장 속도, 변형량- 및 온도-의존성 약화 현상 등을 조절하여 전단열 발생량에 미치는 영향을 분석하였다. 실험 결과, 약화를 고려하지 않은 경우 전단열의 발생량은 암석권의 항복강도 및 인장 속도와 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 기준 모형인 항복강도 100 MPa, 인장 속도 2 cm/yr로 설정된 경우, 총 20 km 인장된 시점(0.025의 변형률)에서 ~ 50 K의 온도 상승을 보여주었다. 소성 변형 및 온도에 따른 약화가 포함된 경우에는, 더 효율적인 약화 기작이 더 강한 전단열의 생성으로 이어지는데 이러한 현상은 약화 기작과 전단열 발생 사이에 양성되먹임이 작용함을 지시한다. 또한 변형 초기에 급격한 전단열 발생량을 보여주지만, 변형이 지속되어 암석권의 강도가 약화되면 전단열 발생 속도가 최대 ~ 80% 감소했다. 이는 약화 기작이 포함된 경우 전단열은 비교적 손상되지 않은 상태인 암석권의 강도에 큰 영향을 미침을 시사한다.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.337-348
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• 2005

포천 지역에 분포하는 쥬라기 화강암을 대상으로 미세균열 분포특성이 화강암의 역학적 성질에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 3종의 방향성 시편을 대상으로 일축압축시험이 실시되었으며, 각 시편은R(riftplane), G(grain plane) 및 H(hardway plane) 축에 각각 직각이다. 다양한 탄성 상수 중, 3 방향에 따른 포아송비의 변화가 검토되었다 파괴 강도 비-포아송비의 관계도에서 포아송비의 범위는 H-시편에서 가장 높은 분포양상을 보이며 G-시편, R-시편의 순으로 감소한다. 분포곡선은 $I\simIII$ 단계에서는 거의 선형이며, IV-3 단계에서는 기울기의 급격한 증가를 보인다. 관계도에서 보는바와 같이 파괴강도비 $0.92\sim0.96$에서 변곡점이 형성된다. IV-3단계는 탄성 영역의 밖에 속한다. 4단계의 파괴단계에서의 거동은 응력-체적변형율 곡선에서 분석되었다 암석의 거동을 지배하는 응력증분-체적변형율 방정식에서 특징적인 재료상수인 a, n, Q, m 및 $\varepsilon_v^{mcf}$가 결정되었다. 이들 상수중에서 미세균열의 폐합영역( I 단계)에서 고유의 미세균열의 공극률$(a, 10^{-3})$ 그리고 압축지수(n)는 각각 $a^R(3.82)>a^G(3.38)>a^H(2.32)$ 그리고 $n^R(3.69)>n^G(2.79)>n^H(1.99)4의 순서로 나타난다. 특히 IV 단계의 미세균열의 임계체적변형율($\varepsilon_v^{mcf}$)은 3번 면에 수직인 H-시편에서 가장높게 나타난다. 이러한 결과에서 포아송비 및 재료상수와 같은 역학적 성질은 2 조의 미세균열과 밀접한 관계를 보이고있다. 강도 이방성과 미세균열의 방향성과의 상관성은 암석의 파괴 연구에 주요하게 적용될 수 있다.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.169-184
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• 2005

연구대상인 운악산과 속리산 화강암류는 각각 경기육괴 북부인 운악산과 옥천대 중부인 속리산 일대에 대규모로 분포한다. 전자는 쥬라기의 석류석 흑운모화강암으로 담회색이 우세하며 치밀조직을, 후자는 백악기의 흑운모화강암으로서 홍색을 띠며 공동구조를 이룬다. 자료의 균질성을 얻기 위하여 시료의 입도는 거의가 조립질 그리고 암석판정상 신선한 암석 을 택하였다. 그리고 공시체는 모두 일번 결 면에 수직한 방향으로 제작하였다. 주성 분광물은 모우드 값에서 큰 차이를 보여 전자는 석영+사장석이, 후자는 알칼리장석이 각각 뚜렷 이 증가하며 이로 인하여 각각 담회색과 홍색을 이루는 것으로 보인다. 열극의 주향은 전자보다 후자에서 직교하는 경향이 더 뚜렷하며 경사는 수직에 가까운 것들이 후자에서 크게 증가하여, 전자보다 후자에서 규격석이 산출이 더 많을 것으로 해석된다. 후자에 종종 수반되는 공동구조가 암질을 저하시키는 한 요소가 될 수 있다. 운악산과 속리산 화강암류의 비중은 각각 2.60과 2.57의 값을 가진다. 흡수율과 공극율은 뚜렷한 정의 관계를 이루며, 이들 값은 전자보다 후자에서 각각 두 배 정도로 증가한다. 이러한 물성 값의 차이와 변화경 향은 전자와 후자에 각각 발달하는 치밀조직과 불규칙하게 배열하는 대소의 공동조직에 의한 것으로 해석된다. 압축강도는 그 값이 후자보다 전자에서 대부분 증가하며, 인장강도는 그 값이 후자보다 전자에서 뚜렷이 증가한다. 공극율은 전자에서 압축 및 인장강도에 뚜렷한 부의, 그리고 후자에서 모두 높은 분산도에 의하여 상관성 결여되는 경향을 이룬다. 이는 전자보다 천부 정치암인 후자에서 후기 마그마 산물로 형성된 공동구조에 의한 것으로 해석된다. 전자와 후자의 마모경 도는 공극율과 달리 서로 비슷한 범위와 평균값을 가지며, 이는 도가 강한 석영+알칼리장석 모우드 값이 후자에서 다소 증가되기 때문으로 보인다. 그리고 전자와 달리 후자의 압축강도는 주성분과 부성 분광물에 따라 각각 증가 및 감소되는 것으로 해석된다.

• 암석학회지
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• 제21권2호
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• pp.263-275
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• 2012

경기육괴 중부인 포천지역과 양주지역에는 국내 주요 암석자원의 하나인 대보 흑운모화강암이 각각 분포한다. 이 연구의 주 목적은 상기한 두 지역의 흑운모화강암류의 입도, 암색, 광물조성, 물성 및 열극체계 등의 고유한 특성을 밝히는 데 있다. 포천지역의 흑운모화강암(PG)는 조립질과 담회색, 양주지역의 흑운모화강암(YG)은 중립질-조립질과 회색-담회색으로 대표된다. 구성광물의 모우드에서 주성분인 석영+알칼리장석+사장석은 PG에서, 부성분인 흑운모는 YG에서 증가하며, 이러한 광물함유량 차이로 인하여 PG가 YG보다 밝은 회백색을 띠게 된다. 물성 변화 및 특성에서, 비중은 PG보다 YG에서 약간 증가하며 이러한 차이는 전자보다 후자에서 주성분 광물에 비해 높은 비중을 갖는 흑운모의 함량 증가로 볼 수 있다. PG와 YG의 흡수율과 공극률은 0.33%와 0.86%를 가져 동일한 값을 각각 보여준다. 물성간의 상관도에서, 공극률 대 비중은 완만한 부의 경향, 공극률 대 흡수율은 뚜렷한 정의 경향을 보여준다. 압축 및 인장강도는 PG가 1,775 $kg/cm^2$ 와 87 $kg/cm^2$ 그리고 YG가 1,647 $kg/cm^2$와 79 $kg/cm^2$를 각각 가져 모두 PG에서 증가한다. 이러한 강도특성은 내재하는 암석조직에 기인될 수 있다. 마모경도는 PG에서 약간 증가하며, 이러한 마모특성은 다른 주성분 광물에 비하여 보다 높은 경도를 갖는 석영의 함량증가에 기인될 수 있다. 한편 포천 및 양주지역에서 발달하는 단열 조의 방향성에 대하여 국내 중생대 화강암류에서 발달하는 수직 결의 방향성과 비교하였다. 중첩도를 통하여, 단열 조와 상기한 수직 결 사이의 분포형태가 부합된다는 사실은 국내의 중생대 화강암류에 내재하는 미세균열 계는 경기육괴 중부의 대보 흑운모화강암류에서도 발달함을 시사한다. 상기한 두 지역간의 단열형태 특성을 보여주는 도면에서, PG에서는 규격석 그리고 YG에서는 비규격석이 보다 많이 산출될 잠재성이 있다.

• 암석학회지
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• 제6권3호
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• pp.151-165
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• 1997

옥천변성대의 북동부에 위치하고 있는 충주 계명산지역은 옥천누층군(대향산 규암층, 향산리 돌로마이트층, 계명산층)과 이들을 관입하고 있는 중생대 충주화강암으로 주고 구성되어 있다. 계명 산층의 주요 구성암류는 역질암, 염기성질암, 산성질암, 이질암 그리고 사질암 기원의 다양한 변성도를 보이는 변성암류로 되어 있고, 염기성질암과 산성질암을 교호 내지 설상으로 산출한다. 이는 염기성질암과 산성질암이 열곡환경의 바이모달(bimodal)형 화성활동의 산물이었음을 제안한다. 또한, 열린 납작 타원형 분포를 보이는 역질암의 외곽부에는 주로 화산암형 산성질암이 분포하고 그의 중심부에는 화산암형 산성질암과 함께 심성암형 산성질암이 분포한다. 이는 역질암 형성 이전의 산성질암 화성활동은 역질암 형성과 동시기 내지 이후의 산성질암 화성활동과 그의 산상에서 차이점이 있음을 의미한다. 충주 계명산지역 옥천변성대의 지리구조는 적어도 세 번의 변형단계를 거쳐 형성되었다. 첫 번째 변형(D1 변형 )은 북북서 내지 북서 주향에 서남서 내지 남서 방향으로 경사하는 습곡축면(S1)과 서쪽으로 침강하는 습곡축을 보이는 동쪽으로 닫힌 하나의 거대한 칼집형(sheath-type)습곡(F1 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 신장선구조(L1)가 형성되엇다. 두 번째 변형(D2 변형)은 북북동 내지 북동 주향의 습곡축면(S2)과 $20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$ 방향의 습곡축(L2)을 보이는 동남동 내지 남동 버전스(vergence)의 비대칭 습곡(F2 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 원래의 L1방향은 F2 습곡의 하위 날개(역전된 날개)부에서 북서쪽으로 침강하는 L1으로 재배열되었다. 세 번째 변형(D3 변형)은 $45^{\circ}/265^{\circ}$ 방향의 습곡을 갖는 셰브론(chevron)형 습곡(F3 습곡)으로, 남북 방향의 압축작용에 의해 형성된다. 그 결과, 원래의 L2 방향($20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$방향)은 주로 $35~45^{\circ}/260~280^{\circ}$방향과 부수적으로 $30~45^{\circ}/135~165^{\circ}$ 방향의 L2로 재배열된다. D3 변형 이후, 동서 방향의 압축작용으로 형성된 남북 주향에 고각 경사의 습곡축면과 준 수평적인 습곡축을 갖는 열린(open)습곡이 관찰된다.

• 자원환경지질
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• 제39권2호
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• pp.111-128
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• 2006

한반도의 3차원적인 지각구조와 진원의 특성을 P파와 S파의 주행시간 토모그래피 기법을 이용하여 연구하였다. 이 연구의 주요 목적은 진원, 분지 및 심부 구조지역에서의 Vp/Vs 비율의 이상 대를 찾기 위함이다. 이것은 한반도의 보다 세부적인 지진 구조력 데이터의 예측을 고려했다. 지진 토모그래피를 이용한 본 연구의 결과에서 진원에서의 높은 Vp/Vs 비율의 차이를 수직성분에서 찾을 수 있었다. 퇴적 분지와 추가령 구조곡 아래에서 높은 Vp/Vs 비율이 나타났다. 이는 마그마 분출 후 마그마가 고체화되고, 원생수(connate water)로 포화된 여러 파쇄대와 단층에 의한 것으로 추정되어진다. 대부분의 진원에서 높은 Vp/Vs 비율 차이(VRD)를 찾을 수 있었으며, 영월, 경주, 홍성, 대흥, 대관, 랑님 지진의 경우 상부지각에서 속리산, 사리원, 지리산 지진 등은 하부지각 또는, 모호 불연속면 근처에서 나타났다. 특히 대관, 대흥 및 운산에 있는 온천 지역과 높은 VRD가 일치함을 볼 수 있었다. 이것은 또한, 이 지역 하부지각에 용융체(partial melting)의 존재 가능성을 시사한다. 높은 Vp/Vs 비율 차이(VRD)는 단층과 파쇄대에 존재하던 액체 (connate water)가 지진발생 후 탈수화 작용(dehydration)이 발생하여, 강성률이 감소함을 나타낸다. 이러한 것은 진원이 부피의 변화, 전단 파쇄대(shear fracture), 장성률(rigid)의 변화를 포함하는 모멘트 텐서(moment tensor) 에 의해 표현된다는 사실에 기인한다는 것이다. 높은 Vp/Vs 비율의 차이(VRD)는 또한, 백두산의 40km 깊이 아래에서 찾을 수 있는데 이는 강성률을 감소시키는 마그마 방(magma chamber)가 존재함을 암시해준다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.132-142
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• 2009

Tamar 열곡은 Tatmania의 Launceston 시를 관통하고 있고, Bass 해협의 지진 활동은 이 도시의 건물들에 피해를 입혔다. 두께가 0 m에서 250 m의 범위로 급격하게 변화하는 연약 퇴적물로 채워진 Tamar 열곡은 Launceston 시 내부와 열곡 위의 지표면 진동을 증폭시키면서 2차원적인 공진 양상을 유도하는 것으로 생각되고 있다. 공간적 평균 일관성 (SPAC), 주파수-파수 (FK), 수평과 수직 스펙트럼 비율을 이용하는 상시 진동 탐사법이 Tamar 열곡에 미치는 영향을 확인하기 위하여 여러 기법을 혼합하여 사용하였다. 일곱 개의 지점에서 수동 탄성파 탐사가 수행되었고, 횡파 속도의 심도 단면을 추정하기 위하여 SPAC을 분석하였으며, 대략 125 m 심도의 퇴적층 속도 단면의 정밀도를 향상시키기 위하여 HVSR을 결합하였다. 그 결과, 퇴적층의 두께가 Launceston 시에서 전체적으로 변화가 심하게 나타남을 확인하였다. 최상부층은 매우 연약한 제 4기의 충적층으로 구성되어 있으며, 횡파 속도는 50 m/s에서 125 m/s의 범위를 나타낸다. Tamar 열곡의 0 m에서 250 m 심도를 채우고 있는 제 3기의 퇴적층의 횡파 속도는 400 m/s에서 750 m/s로 변화한다. GUN과 KPK 측점해서 SPAC을 이용하여 획득한 결과는 FK 분석으로 해석된 분산 곡선과 잘 일치하였다. FK 해석은 SPAC 보다 좁은 주파수 대역에 한정되어서, 더 낮은 주파수 대역에서 횡파 속도가 높게 추정된 것으로 보인다. 층서 모델로 가정하여 측정된 HVSR은 SPAC에 의한 결과와 비교하였고, 횡파 느리기 단면에 추가적인 제한조건을 제공하였다. SPAC과 HVSR 분석을 결합한 결과에서는 GUN 측점의 지질구조가 층서 구조로 가정할 수 있음을 확인하였고, KPK 측점에서는 Tamar 열곡을 가로지르는 2차원적 공진 양상이 존재함을 확인하였다

• 암석학회지
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• 제26권1호
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• pp.45-54
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• 2017

미세균열의 길이와 간격의 분포를 이용하여 쥬라기 거창화강암에서 발달하는 결의 특성을 분석하였다. 상기 길이와 간격에 대한 분포상은 박편의 확대사진(${\times}6.7$)에서 도출하였다. 일차적으로, 여섯 방향의 결에 대한 길이 및 간격-누적빈도 도표를 미세균열의 길이의 밀도가 증가하는 순(($H2{\rightarrow}R1$)으로 배열하였다. 상기 두 종류의 도표의 결합을 통하여 다양한 파라미터를 추출하였다. 3개 채석면 및 3개 결을 대변하는 판별요소들은 파라미터의 값 사이의 상호 대비를 통하여 획득하였다. 이 연구의 분석 결과를 요약하면 다음과 같다. 여섯 방향의 결에 대한 평가는 간격(${\alpha}$, ${\lambda}_S$) 및 길이(${\beta}$, ${\lambda}_L$)와 관련된 두 지수 직선 사이의 (1) 교차각(${\alpha}-{\beta}$) 및 (2) 지수차(${\lambda}_S-{\lambda}_L$)과 같은 파라미터를 이용하여 수행하였다. 파라미터(1 및 2)의 값은 H(3번 결, (H1 + H2)/2) < G(2번 결, (G1 + G2)/2) < R(1번 결, (R1 + R2)/2)의 순서이다. 반면에 3개 면에 대한 상기 2개 파라미터의 값은 R < G < H의 순서이다. 한편, 두 지수 직선 사이의 수렴방향을 도출하였다. 상기 방향은 선 ol을 중심으로 하여 선 os'의 배치에 따른다. 선 ol이 좌측의 상부 영역 그리고 선 os'가 우측의 하부영역에 위치하는 경우, 상기 두 지수 직선은 Y축의 방향으로 수렴한다(R-유형). 반면에, 선 ol 및 선 os'의 배열순이 역전되었을 때에는 상기 두 선은 X축의 방향으로 수렴한다(H-유형). 특히, 두 수직선의 배열에 의하여 교차각(${\alpha}-{\beta}$)의 양(+) 혹은 음(-)의 값이 결정된다. 이러한 유형의 상관성 분석은 결의 상대적인 강도 평가 및 3개 채석면의 판별에 유용하다.