한반도 동남부는 신생대 동안 지구조 환경의 변화에 따라 다중 지각변형을 겪었다. 신생대 동안의 주요 지구조 사건과 이에 따른 한반도 동남부에서 발생한 지각변형의 주요 특징들을 정리하면 다음과 같다. (1) 인도-아시아의 충돌과 태평양판의 이동방향 변화기(약 50${\sim}$43 Ma): 인도판의 충돌에 인해 동아시아 대륙이 동쪽의 태평양판쪽으로 밀려가면서 해구의 퇴각이 발생하였으며, 태평양판의 이동방향이 북북서에서 서북서방향으로 회전되었다. 그 결과 한반도 동남부에는 동서 내지 서북서-동남동방향의 인장력이 발생하였고 이로 인해 남${\sim}$북북동방향의 염기성 암맥군이 관입하였다.(48 Ma 전후). (2) 동해 화장기(약 25${\sim}$16 Ma): 남북 내지 북북서-남남동방향으로 동해가 활발히 확장됨에 따라 한반도 동쪽 해안선을 따라 우수향 전단력이 발생하였다. 이로 인해 한반도 동남부에는 북북서-남남동방향의 우수향 주향이동단층운동이 발생하였으며 단층의 우향 굴곡부 혹은 오버스텝 부분에는 당겨열림형 퇴적분지가 형성되었다. 기하 및 운동학적 특징에 따라 퇴적분지들은 평행사변형과 쐐기형 확장 분지로 나누어진다. 또한 이 시기에는 지괴가 시계방향으로 수평 회전되고 북서향으로 경동되었으며 일부 퇴적분지들은 확장 축이 동에서 서쪽으로 이동되는 전파열개 과정을 겪었다. 또한 약 17Ma경에는 이러한 지각변형을 가장 서쪽에서 규제하는 연일구조선이 우수향 주향이동단층으로 운동하기 시작하였다. (3) 일본 남서부 시계방향 회전기(약 15Ma): 필리핀해판의 북상으로 이즈-보닌 아크와 일본 남서부가 충돌해 일본 남서부의 시계방향 회전운동이 발생하였다. 이로 인해 대한해협에는 북서향 압축력이 가해졌으며 한반도 동남부에서는 응력반전으로 인해 퇴적분지의 확장이 종결되고 지괴의 융기와 국지적인 지괴의 반시계방향 수평회전운동이 발생하였다. (4) 동서방향 압축응력기(약 5Ma 이후): 태평양판의 섭입각도가 얕아지고 아무르판이 동진함으로써 한반도 동남부 특히, 울산단층 동부에 상반서향의 충상단층들이 형성되어 지괴가 융기되었으며, 최근 한반도 지진 발생의 주요 원인이 되고 있다.
암반의 초기응력 상태는 방사성 폐기물 지층 처분장의 적합성을 판단하는데 중요한 요소이다. 본 연구에서는 3차원 개별요소법을 이용하여 스웨덴 방사성 폐기물 처분장 후보지 중 하나인 오스카샴 지역에서 대규모 변형대가 초기응력에 미치는 영향을 살펴보았다. 수치해석에서는 부지조사 과정에서 확인된 변형대를 모델에 포함시켰으며 원거리 지각응력을 경계조건으로 사용하였다. 현지 암반에서 관찰되는 초기응력값의 변화 양상이 수치해석에서도 재현이 됨으로써 수치해석이 암반의 초기응력상태를 이해하는데 유용하게 쓰일 수 있음을 확인하였다. 수치해석을 통한 예측값과 초기응력 측정값과의 차이는 측정된 자료의 양호한 정도, 지질모델 및 변형대의 물성치의 불확실성 등에 기인하는 것으로 생각된다.
탄성파 탐사 단면도와 시추자료들을 이용하여 울릉분지 남쪽 연변부에 대한 신생대 지질구조 및 지구조 진화과정을 연구하였다. 대한해협 하부 기반암에는 일련의 정단층들이 북동-남서 방향으로 발달해 있다. 정단층들은 울릉분지가 초기 리프팅 및 확장의 신장성 지구조운동 동안 형성된 것으로 해석된다. 쓰시마단층대가 대한해협과 쓰시마해협의 경계를 이루며 쓰시마 섬 서측 연안에서 울릉분지 중심부를 향해 북동남서 방향으로 발달했다. 쓰시마해협의 중기 마이오세 및 고기 퇴적층은 압축성 지구조운동에 의한 북동-남서 방향의 습곡 및 단층구조들이 우세하게 발달해 있다. 후기 마이오세에서 제4기 퇴적층은 거의 지층변형을 받지 않았으나, 쓰시마해협에는 동-서 방향의 단층구조들이 우세하게 발달해 있다. 초기 울룽분지는 올리고세의 리프팅에 의해 형성되었으며, 이어서 초기 마이오세 부터 중기 마이오세 초기까지 확장운동과 침강이 활발하게 진행되었다. 이 때 서남 일본지괴는 한반도로부터 분리되어 남동방향으로 이동하였으며, 울릉분지는 발산성 우수주향이동 신장운동을 받으며 인리형 분지(pull-apart basin)를 형성한다. 쓰시마단층대는 한반도와 서남 일본지괴를 분리시키는 주 구조선으로서, 서남 일본진괴가 남동쪽으로 이동할 때 정단층과 함께 우수주향이동 운동을 한다. 중기 마이오세 중기에서 후기 마이오세 초기 동안 울릉분지 남쪽 연변부는 열개운동이 중단되고 압축성 지구조운동에 의한 지층의 융기작용이 일어난다. 서남 일본지괴의 한반도쪽으로의 수렴운동은 울릉분지의 남쪽 연변부에 대해 압축응력을 미쳤으며, 이는 곧 수렴성 좌수 주향이동에 의한 지층의 압축변형을 야기한다. 쓰시마 단층대는 트러스트단층과 함께 좌수 주향이동 단층운동을 한다. 후기 마이오세 중기에서 현재동안 울릉분지 남쪽 연변부는 압축성 지구조 운동의 지배를 받는다. 쓰시마 단층대는 압축응력을 받아 트러스트단층 운동이 일어난다.
해일지진 및 해일유발지진의 특성을 기존의 연구결과인 규모, 모멘트, 에너지 그리고 단층의 길이 등의 자료를 이용하여 응력강하량 및 지체구조 관점에서 분석을 하였다. 해일지진(Tsunami Earthquake)은 일반 지진이나 해일유발지진(Tsunamigenic Earthquake)보다는 약 10bar 정도의 매우 낮은 응력강하량을 가지며 에너지/모멘트 비가 매우 작으며 주로 해구의 매우 낮은 경사의 스러스트 단층에서 발생하는 것으로 분석이 된다. 한편 동해에서 해일을 유발한 지진들은 약30${\sim}$50bar의 응력강하량로서 에너지/모멘트비가 세계평균과 비슷한 스러스트 단층에서 발생하는 것으로 유추된다. 따라서 응력강하, 에너지/모멘트 비, 그리고 스러스트 단층의 경사각은 지진해일 발생특성을 나타내는 인자로 대표될 수 있다.
Limestone bodies under the tectonic environment have experienced various tectonic processes, and also changed the stress state. In this study, calcite twins found in limestones of the Joseon Supergroup and Pyeongan Supergroup in the northeastern part of the Ogcheon Belt, South Korea were measured, then the paleostress (i.e., the maximum shortening axis) was reconstructed using the new calcite strain gauge (NCSG) technique. The average twin thickness and average twin intensity increase as the total twin strain increases. We utilize the appearance of twins, the average twin thickness and average twin intensity, and the total twin strain to estimate that the observed calcite twins were produced at temperatures of < $200^{\circ}C$ in the Joseon Supergroup and $170^{\circ}C$ in the Pyeongan Supergroup. In the Joseon Supergroup, the dominant direction of the maximum shortening axis WNW-ESE to NW-SE; NE-SW shortening is also observed. The maximum shortening axes in the Pyeongan Supergroup are oriented NW-SE and NE-SW. The NE-SW direction of maximum shortening is associated with the occurrence of the Songrim orogeny of the Paleozoic to Early Jurassic, and the NW-SE direction of maximum shortening correlates to the Daebo orogeny of the Early Jurassic to Late Jurassic. It is thus concluded that the paleostress across the study area changed from NE-SW to NW-SE during the Mesozoic.
Jienan, Pan;Zhaoping, Meng;Quanlin, Hou;Yiwen, Ju;Guofu, Li
Geomechanics and Engineering
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제1권2호
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pp.143-154
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2009
Many factors influence occurrences of rock burst in coal mines, such as mining methods, control methods of the coal roof, lithological characteristics of the roof and floor, tectonic stress, groundwater and so on. Among those factors, lithological characteristics in the roof are the intrinsic controlling factors that affect rock burst during coal mining. Tangshan colliery is one of the coal mines that have suffered seriously from rock bursts in China. In this paper, based on the investigating the lithological characteristics of coal roofs and occurrence of rock bursts in Tangshan colliery, a numerical method is used to study the influence of roof lithological characteristics on rock burst potential. The results show that the lithological characteristics in the roof have an important impact on the distributions of stresses and elastic strain energy in coal seams and their surrounding rocks. Occurrences of rock bursts in this colliery have a close correlation with the thick-bedded, medium- to fine-grained sandstones in the roof. Such strata can easily cause severe stress concentration and accumulate enough energy to trigger rock bursts in the working face during mining operations.
본 연구는 강원도 평창군의 진부 단층선을 대상으로, 단층 및 하천 지형의 분포 특성과 단층 파쇄 점토의 광물 조성을 분석하여, 활단층의 존재 가능성을 살펴보았다. 진부 단층선을 따라 오대천의 상류와 연곡천 상류는 뚜렷한 단층선곡을 형성하고 있다. 진부 단층선의 남단인 간평리의 오대천 우안의 사면에서는 삼각말단면, 단층잔구, 단층와지, 선상지 등 단층 작용과 관계된 지형들이 선상으로 분포하고 있다. 단층와지에 위치한 5개의 노두($jbf1{\sim}5$)에서는 단층 파쇄 점토대가 형성되어 있다. 특히, 화강암 풍화층에 발달한 단층 노두인 jbf1은 뚜렷한 단층면을 가지며, 일라이트와 로몬타이트를 함유한 단층점토가 확인되고 있다. jbf4-2-3-5를 잇는 진부 단층선은 매우 오래전부터 작용했던 광역적 인 압축 응력에 의한 것일 가능성이 크고, jbf1 단층은 신생대 제4기 플라이스토세 후기 이전의 시기에 발생한 진부 단층선의 지류 단층일 것으로 판단된다. 진부 단층선 동 서측 지괴의 수직적 변위 속도는 $0.024{\sim}0.027m/ka$로 계산되었다.
한반도 남동부의 울산단층 동편에는 염기성~중성 암맥군들이 우세하게 발달한다. 이 암맥들은 대부분 동해가 활발히 확장되었던 전기 마이오세(약 17 Ma 이전)의 지각 변형기 동안 동서방향의 지각 신장에 의해 만들어진 남북방향의 인장 균열을 통로로 관입하였다. 연일구조선을 경계로 서쪽지역과 인근지역 그리고 동쪽지역의 화강암체에서 관찰된 염기성 암맥의 평균 관입면 주향 방향은 동쪽으로 갈수록 시계방향으로 회전된다(N06$^{\circ}$E$\longrightarrow$N15$^{\circ}$E$\longrightarrow$N37$^{\circ}$E). 또한 연일구조선 동편의 염기성 암맥의 주향 방향은 동쪽 해안에 가까워질수록 시계방향으로 보다 많이 회전된 특징(구룡포반도에서 N75$^{\circ}$E)을 보여주었다 이는 이들 암맥들이 정치 이후 연일구조선 동쪽의 것들만 시계방향 수평 회전운동을 겪었으며, 이들 중 동쪽 해안에 가까운 것일수록 보다 많은 앙의 회전운동을 겪었음을 의미한다. 또한 동해의 확장으로 인해 대륙연변을 따라 발생한 북북서방향 우수향 전단력이 시간이 경과함에 따라 동에서 서로 전파되는 과정을 겪었으며, 연일구조선이 마이오세 분지 지역에서 흔히 관찰되는 지괴의 수평 회전운동을 규제한 주요 서쪽 한계선임을 지시하고 있다.
한국지진공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall
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pp.58-63
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1999
In and around the Korean Peninsula 22 intraplate earthquake mechanisms since 1936 were analyzed to understand the regional stress orientation and tectonics. These 22 earthquakes are largest ones in this century and may represent the characteristics of earthquake in the region. Focal mechanism of earthquakes in the region show predominant strike-slip faulting with small amount of thrust components. The average P-axis is almost horizontal ENE- WSW. Studied data are compared with neighboring intraplate region in order to understand the tectonic regime in far est Asia. In northeastern China strike-slip faulting is dominant and nearly horizontal average P-axis in ENE- WSW is very similar with the Korean Peninsula. On the other hand in the eastern part of East Sea thrust faulting is dominant and average P-axis is horizontal with ESE- WSW This indicate that not only the subducting Pacific Plate in east but also the indenting Indian Plate controls earthquake mechanism in the far east of the Eurasian Plate.
Since early 1990's, several Quaternary faults have been found in the southeastern part of the Korean peninsula with reference to fault activity. Because some of these faults could be considered a capable fault, it is a very delicate matter, which need to be deal with carefully in assessing the seismic hazard. In determining whether or not a faults are capable, because of the low rate of seismicity and insufficient relationship between instrumental macro-seismicity and fault, there has been considerable debate among geologists and geophysicists in Korea. In this study, we discuss the criteria and probabilistic approaches that are used to assess whether or not a fault is seismogenic. And, we preliminarily also suggest the probability of fault activity from the spatial association between faults and earthquake epicenters, fault slip and tectonic stress, and geological evidence for multiple episodes of reactivation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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