백악기 경상분지 진주층 상부 셰일층 내에 발달하는 점완형 정단층군과 방해석 광맥계의 형성 기작 (Formation mechanism of listric normal faults and calcite veins within the shale-dominant strata of the upper Jinju formation in the cretaceous Gyeongsang Basin, Korea)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 52권 / 4호 / 373 ~ 388페이지
· 저자명 : 천영범, 하상민, 이윤성, 하수진, 임현수, 손문

초록

이번 연구는 백악기 경상분지 진주층 상부의 암회색 셰일층 내에 집중되어 발달하는 정단층군과 단층면 내지 셰일층의 층리에 평행하게 배열되는 방해석맥의 산출 상태와 형성 기작을 이해하는데 목적이 있다. 진주휴게소와 사천시 축동면의 절개사면에서 확인되는 정단층들은 대부분 셰일층을 절단하나 상·하부의 사암층까지연장되지 못하고, 다양한 주향, 점완형의 기하, 정이동성 내지 횡인장성 운동감각, 그리고 2 m 이내의 수직변위를 보인다. 또한 단층 내지 전단단열면에서 확인되는 조선들은 방사상 인장 환경을 지시한다. 한편, 정단층들과같이 셰일층 내에서 주로 관찰되는 섬유상의 방해석맥은 지층의 층리와 평행한 광맥(비프)과 단층과 평행하거나 단층면을 따라 충전된 광맥으로 구분된다. 3 cm 이내의 두께와 수 m ~ 수십 m의 연장을 가지는 비프는 주로모암의 파편을 함유한 암색의 중앙선을 보이며, 섬유상의 방해석 결정은 층리면에 수직하거나 사교한다. 정단층 인접부에서 집중되어 발달하는 단층면에 평행한 광맥은 1 cm 이내의 두께와 수 m의 연장을 가져 비프에 비해 두께와 연속성이 좋지 않으며, 흑색의 중앙선이 관찰되지 않는 경우도 있다. 단층과 전단단열 그리고 방해석맥 간의 선후관계는 단층운동에 수반된 지층의 변형과 방해석맥의 형성이 지질학적으로 동일한 시기에 반복적으로 발생하였음을 지시한다. 또한 단층 인접부에서 단층과 평행한 광맥이 밀집되어 분포하고 하반에 비해 변형이 집중된 단층의 상반에서 비프의 산출 빈도가 높은 특징은 정단층운동과 이에 수반된 변형들이 탄산염 물질을 포함하는 유체의 흐름을 제어하는데 중요한 역할을 하였음을 시사한다. 또한 이러한 연구결과들은 점완형정단층군과 방해석맥의 형성이 지구조적 응력에 의한 영향이기 보다는 퇴적층이 분지 심부에서 하중에 의해 다짐작용을 받는 동안 상대적으로 연성도와 압밀되는 정도가 우세한 셰일층 내에서 유체의 과압력이 반복적으로발생한 결과로 추정된다.

영어초록

This paper focuses on the occurrence and formation mechanism of normal faults and calcite veins within the shale-dominant strata of the upper Jinju Formation, Cretaceous Gyeongsang Basin. Normal faults observed in two cut slopes (Jinju Service Station and Chukdong-myeon sites) offset shale strata, but do not cut the upper and lower sandstones. They are characterized by various strikes, normal and transtensional slip senses, vertical offsets less than 2 m, as well as radial tensional paleo-stress field calculated from slip data of faults and shear fractures. Fibrous calcite veins observed mostly in the shale strata are grouped into bedding-parallel and fault-parallel (or fault-filling) veins. Bedding-parallel veins (beef), which are less than 3 cm in thickness and a few to tens of meters in length, often show black median lines including host rock particles. The orientations of calcite fibers are perpendicular or oblique to the bedding. Fault-parallel and -filling veins less than 1 cm in thickness and of a few meter in length are thinner and shorter than the beef veins, and often do not show median line. Relative chronologies of the faults, shear fractures, and veins indicate that the faulting and the injection of calcite veins were repeatedly occurred during the geologically same time period. In addition, both the fault-parallel and beef veins are concentratedly observed in more deformed hanging-wall adjacent to the fault surfaces, indicating that the normal faulting and associated structures played an important role in the migration of carbonate-rich fluids. These results also imply that the normal faults and calcite veins were formed as a result of fluid overpressure caused by differential compaction of incompetent shale strata in the deep part of basin, rather than regional tectonic stress.

참고자료

· 없음