전단단열에 대해 알아보자

0°~90~ 사이의 경사를 가짐. 주로 inclinedinclined 한 형태

 

● 단층의 분류

• 경사각

high angle fault : 경사각 45°이상

low angle fault : 경사각 45°이하

• slip(=relative displacement)

상반과 하반의 상대적인 운동

한 block을 고정시킬 때 다른 한 block의 이동 → 단층의 종류구분에 필요

– dip-dip fault(경사이동단층) : 경사방향으로 이동한 단층

reverse-slip fault(역단층), normal-slip fault(정단층)

– strike-slip fault(주향이동단층) : 주향방향으로 이동한 단층

우수향(right-handed(lateral), dextral), 좌수향(left-handed(lateral), sinistral)

– oblique-slip fault(사각이동단층) : 경사방향 + 주향방향 이동단층. 가장 흔함

– rotational fault : oblique 한 형태이나 이동정도가 부분적으로 다름

● 단층의 인지

• 단층 그 자체에 수반되는 양상 : 단층암(단층물질)

slickencide(미끄럼면), slickenline(단층선) = slickencide lineation = stiation

• 지질이나 층서 단위에 미친 영향

연속적인 지질양상(퇴적층리)의 불연속, 지층의 반복과 생략, drag fold

– drag fold : 단층면 주변에서 나타나는 소규모 습곡,

퇴적암에서 층리면과 cut off line이 평행할 때 drag fold가 잘 나타나지 ×. 고각일 때 잘 생성

– rollover anticline

 

• 지형에 미치는 영향

– scarp

fault scarp(단층절벽), fault-line(단층선열) 침식되어 선만 남음

– flatiron(다리미모양–△형), faultbench

능선, 계곡, 하천의 offset 단층자취를 따른 샘, 물웅덩이의 선적배열.

하천 종단면의 갑작스러운 변화. 폭포

• 단층암의 분류(3가지 기준)

– 엽리 유무

– 응집력 유무

– 기질의 함량

응집력 유무	non-foliated(random)		foliated(엽리)		기질의 함량
incohesive 응집력이 없는 천처형 1~4km이내	fault breccia		foliated fault breccia		<30%
	fault gouge		foliated fault gouge		>30%
cohesive 심처형 4~15km이내 300℃정도	crush breccia (>0.5cm)				0~10
	fine crush breccia (0.1~0.5cm)
	crush microbreccia (<0.1cm)
	cataclasite series	protocataclasite	mylonite series	promylonite	10-50
		cataclasite		mylonite	50-90
		ultraclataclasite		ultramylonite	90-100

– pseudotachylite

단층암으로 검은색을 띠며 엽리 ×, massive, 유리질~은미정질 입자를 가지는 것

건조한 환경에서 10~15km이내의 처처에서,, 마찰에 의한 부분용융이 일어나

녹은 물질들이 급속하게 식어 생성된 것

 

● 단층변위의 결정

• 단층에 일어나는 것

slip(미끄러짐)

displacement(변위)

off set(위치이동) – 단순한 set 변형

– 크기, 방향, 운동감각, 시간적 개념

• 변위의 완전한 결정(geological material)

– linear feature : 이를 통해 크기, 방향, 감각을 알아냄

ex) 단층면에 의해 절단된 선 – 단층면에서 점으로 나타남(piercing point)

※ 지질학적 선의 양성(linear feature 기능)

두면의 교차, 두 개의 다른 단층, 두개의 다른 vein or dike

층리면과 단층, 층리면과 vein or dike, 습곡의 hinge line

• 소규모 구조에서 변위의 부분적인 결정

– 변위방향 결정 – 단층면상의 미끄럼선(단층조선)

– 변위감각 결정 – 미끄럼섬유 선구조

(불규칙한 단층면사이에 빈 공간이 있을 때 석영, 방해석이 침전되어 이공간이 메워진다. 이때 광물이 계단구조를 보여준다.)

– 2차 단열(신장단열, 전단단열)을 이용하여 감각결정

신장단열(※ aperture(=opening)가 넓음)

ⅰ missing block의 이동방향. cut below

ⅱ 초승달 신장단열의 오목방향이 missing block의 이동방향(단층선상에서)

전단단열

ⅰ 단층면상의 미끄럼선과 linear step(파인부분)

   linear step의 방향과 missing block의 이동방향 동일

ⅱ 단층면상의 lunate step(반달모양으로 파인 부분). 방향과 missing block의 이동방향과 동일

ⅲ 단층면을 cut below 하지 않는 22차 단열의 경우 unstrated 신장단열이 교호함

   → missing block의 이동방향과 반대방향으로 facing 함.

– 연성전단대(지하 심부)

porphyroblast(반상변정) – 변성암의 반정

porphyroclast(반상쇄편) – 연성전단대의 mylonite(분쇄암)에서 나타나는 반정형태 조직

phenocryat(반상) – 화성암에서 나타나는 조직

ⅰ 엽리의 S자 형태

중간 부분이 전단대와 거의 평행

ⅱ sheath fold의 모양

칼집습곡의 뾰족한 부분이 missing block의 이동 방향

(습곡시 부분적으로 이동속도가 자이가 나서 생성된 습곡)

ⅲ 비대칭 반상쇄편의 꼬리

연성전단대의 결정들이 세립화될 때 세립화 속도가 늦어 크기가 비교적 큰 결정은 연성단작작용을 받아 꼬리를 만들며 세립화 된다.(엽리에 비대칭적인 꼬리 형성)

ⅳ 변위 되고 깨진 입자(현미경으로 잘 관찰됨)

입자의 내부에 cleavage를 따라 깨어져 늘어남

고각 : 반대방향

저 각같은 방향

• 대규모 구조를 통한 변위의 부분 결정(수백km크기의 단층운동)

– 해안선, 퇴적분지의 연변의 형태

ex) San Andreas fault

– 등후도(Isopach map) : 층의 두께가 같은 지점을 이은 선으로 나타낸 지도

– 구조등고선도(Structure contour map)

불연속적인(갑작스러운)구조등고선의 현격한 차이 → 단층인지

• 변위의 모호성(nonunique constraints on displacement)

미끄럼선이 없을 때 cut off line이 있어 단층임을 인지할 수는 있으나 완전한 변위를 결정할 수 없다.

→ Separation이라 부름(특정방향으로 보았을 때의 변위크기를 이야기함

strike separation, dip separation

● 3차원에서 단층

단층의 모양 – 면 : 타원형 ~ 원형 (tip line 연결)

• 비탈(ramp) & 평탄(flat) 기하

– frontal ramp

단층이동방향에 수직인 비탈

– lateral ramp(측면비탈) – sidewall

단층의 가장자리면의 비탈(parallel or oblique)

– fault duplex

stack of horses bounded by trace of main fault

thrust, normal, strike-dip duplex

• 주향이동단층(bend or jog)

extensional bend(신장)

contractional bend(수축)

• ramp의 위치이동

• tip line : 단층끝선

• blind fault(은닉단층)

땅속에 tip line이 있고 지표에 나타나지 않는 단층

• brench line(가지선)

주단층면에서 뻗어나간 단층면이 서로 만나는 선

• splay fault(imbricate fan)

단층이 종기(끝)할 때 여러 개의 작은 단층으로 갈라지는 단층

– 보통 규칙적이며 동일한 크기로 갈라진다.