2024. 1. 10. 04:56ㆍ# 공부방
Chapter 4 Introduction to faults
▲ fault
한쪽이 다른 쪽에 대해서 이동한 면
면상에서 일어난 것(전단단열)
야외어서는 단순한 하나의 불연속면으로 인식되며 단일면 or 단층대(파쇄대)로 나타남
(단층대 : 서로 평행한 밀접한 간격의 무수히 많은 소규모 단층들의 집합지역)
연성 전단대로 나타나기도 함(연성변형작용에 의해 생성된 좁은 전단대, 끊어지지 않음)
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.