Movement History of Faults Considered from the Geometric and Kinematic Characteristics of Fracture System in Gilan-cheongsong Area, Gyeongsang Basin, Korea

(1)

경상분지 길안-청송 지역에서 단열계의

기하학적·운동학적 특성으로부터 고찰된 단층운동사

이덕선·강지훈*

안동대학교지구환경과학과

Movement History of Faults Considered from the Geometric and Kinematic Characteristics of Fracture System in Gilan-cheongsong Area,

Gyeongsang Basin, Korea

Deok-Seon Lee and Ji-Hoon Kang*

Department of Earth and Environmental Sciences, Andong National University, Andong, Gyeongsangbuk-do 760-749, Korea

요 약: 경상분지 영양지괴와 의성지괴가 접하는 길안 - ^청송 ^지역은 ^{선캠브리아기} ^변성암류 , ^{트라이아스기} ^청송

화강암 , 백악기 퇴적암류 ( 일직층 , 후평동층 , 점곡층 ), 그리고 백악기 화성암류 ( 안산암 , 석영반암 , 규장암 ) 등으 로 구성되어 있으며 , ( 서 ) 북서 , 북북서 , 동북동 , 남북 , ( 북 ) 북동 등 경상분지를 대표하는 다양한 방향의 단층들 이 발달한다 . ^본 ^연구는 ^이들 ^단층의 ^발달사 ^및 ^운동성을 ^조사하기 ^위해 ^길안 - ^청송 ^지역에 ^발달하는 ^단열계

의 기하학적·운동학적 특성을 파악하였다 . ^그 ^결과 , ^{연구지역내} ^발달하는 ^단층들의 ^운동성은 ^대부분 ^주향이

동성으로 인지되며 , ^방향성별 ^단열조의 ^{출현빈도는} ^동북동 , ^북북서 , ( ^서 ) ^북서 , ( ^북 ) ^북동 , ^남북 ^등의 ^방향 ^순으

로 높게 나타난다 . ^방향성별 ^단열조의 ^연장성은 ( ^서 ) ^북서 , ^북북서 , ^동북동 , ( ^북 ) ^북동 , ^남북 ^등의 ^방향 ^순으로

우세하게 나타나고 , ^이러한 ^우세 ^방향성은 ^단층들의 ^연장성과 ^거의 ^일치한다 . ^방향성별 ^단열조의 ^발달사 ^및

운동성은 (1) ( 서 ) 북서 방향 단열조의 우수향 전단단열운동 → (2) ( 서 ) 북서 방향과 북북서 방향 단열조의 공 액성 전단단열운동 ( ^전자 : ^우수향 , ^후자 : ^좌수향 ) ^→ (3) ^북북서 ^방향 ^단열조의 ^우수향 ^{전단단열운동} ^→ (4) ( ^서 )

북서 방향 단열조의 좌수향 전단단열운동 → (5) 동북동 방향 단열조의 우수향 전단단열운동 → (6) 동북동 방 향과 남북 방향 단열조의 공액성 전단단열운동 ( ^전자 : ^좌수향 , ^후자 : ^우수향 ) ^→ (7) ( ^북 ) ^북동 ^방향 ^단열조의 ^좌

수향 전단단열운동 등으로 요약되고 , ^이러한 ^{연구결과는} ^길안 - ^청송 ^지역에 ^발달하는 ^단층들의 ^발달사 ^및 ^운

동성과 밀접한 관련성 있다 .

핵심어: 경상분지 , ^길안 - ^청송 ^지역 , ^단층 , ^단열계

Abstract

: The Gilan-Cheongsong area, which is in contact with Yeongyang and Uiseong Blocks of Gyeongsang Basin, Korea, consists of Precambrian metamorphic rocks, Triassic Cheongsong granite, Cretaceous sedimentary rocks(Iljik, Hupyeongdong, Jeomgok Formations), and Cretaceous igneous rocks(andesite, quartz porphyry, felsite). In this area are developed faults trending in (W)NW, NNW, ENE, NS, (N)NE directions which are representative in the Gyeongsang Basin. We analyzed the geometric and kinematic characteristics of fracture systems to inquire into movement history and sense of these faults in this area. This study suggests that these faults were mainly strike-slip movement. The orientations of fracture sets show ENE, NNW, (W)NW, (N)NE, NS in descending order of frequency. Their prolongation presents (W)NW, NNW, ENE, (N)NE, NS in descending order of predominance, and also agrees with that of faults in this area. The development sequence and movement sense of fracture sets are summarized as follows; (1) (W)NW: dextral shearing → (2) (W)NW and NNW: conjugate shearing(the former: dextral,

*Corresponding author Tel: 054-820-5474

E-mail: [email protected]

(2)

대표적인취성구조요소인단열은변위를수반하지 않는인장단열과소량의변위를수반하는전단단열로 크게구분된다. 인장단열은최소주응력 σ3에평행한 모드-I 열림작용(mode-I opening)에 의해 최대 주응 력 σ₁과 중간 주응력 σ₂가 이루는 σ₁σ₂면에 수직하 게형성되고, 전단단열은이후의응력장변화로새로 운인장단열의형성과함께기존에형성된모드-I 인 장단열이 모드-II 미끄럼작용 (mode-II sliding) 내지 모드-III 가위작용(mode-III scissoring)을받아재활동 할 때 형성된다(Petit, 1988; Pollard and Aydin, 1988; Reches and Lockner, 1994; Martel and

Boger, 1998). 이때새로운응력장에수용되어형성된

새로운모드-I 인장단열은전단단열(전단된기존의인

장단열)의 선단부에 갈고리상(hooking) 내지 깃털상

(pinnate)과안행상등으로형성되거나기존의인장절

리에접경(abutting)하거나기존의인장단열의사이에

서연장성이단절되어짧게나타나고, 웅력의증가와 함께전단단열은변위량의증가와함께이웃하는전 단단열 사이에 단층암을 형성시키며 다량의 변위를

수반하는 단층으로 발달한다(Eyal ^{et al}., 2001;

Peacock, 2001). 따라서, 이들인장단열의 방향성 및

기하학적 특성은 다수의 단열조가 발달하는 단열계 노두에서인장단열들의형성과관련된고응력장의방 향성을 복원하거나 인장단열들의상대적인시간관계

(선후관계및공존관계) 및전단단열의운동성나아가 단층의 발달운동사를 연구하는데매우유용한 도구

로써 널리 이용되어 왔다(Hancook et al., 1984;

Hancock, 1985; Dyer, 1988; Pollard and Aydin, 1988; Martel et al., 1988; Martel, 1990; Dunne and North, 1990; Cruikshank et al., 1991;

Rawnsley et al., 1992; Engelder and Gross, 1993;

Renshaw and Pollard, 1995; Cooke, 1997; Martel and Boger, 1998; Rawnsley et al., 1998; Willemse and Pollard, 1998; Mollema and Antonellini, 1999;

Wilkins ^{et al}., 2001).

북북동 방향의양산단층계그리고북북서 방향의울

산단층대등이우세하게발달하고있다(Fig. 1). 경상

분지의중앙북부에해당하는경상북도길안-청송지 역에는 이들단층계의방향성과유사한다양한 방향 의 단층들이 발달하고, 이 지역 구성암류의 단열계 노두에는인장단열조들의선후및공존발생관계와 전단단열조들의운동성을결정하는데널리이용되는 기하학적지시자가잘관찰된다. 따라서, 본논문에서 는 이들 단열조의방향성과 기하학적 특성(^연결, ^종

료, 상호교차형상및절단관계)을정밀하게분석하여 길안-청송지역에발달하는단열계의출현빈도및연 장성, 인장단열의 발달순서와전단단열의 운동성 및 발달순서를 파악하여 이 지역에 발달하는 단층들의 발달순서및운동성을고찰하고, 이를통해경상분지 내에우세하게발달하는단층계의상대적인시간관계 및운동성에대한정보를제공하고자 한다.

지질개요

한반도동남부에위치한경상분지는북으로부터영 양지괴, 의성지괴, 밀양지괴등분지확장과함께차별 지괴운동과 관련하여퇴적양상을 서로달리하는 3개 의 지괴로 구분된다(장기홍, 1975, 1977)(Fig. 1). 본 연구지역인길안-청송지역은영양지괴와의성지괴를 접하고있으며경상분지의중앙북부에위치한다. 천

지지질도폭(장기홍외, 1978)의동부와 청송지질도

폭(이홍규와홍승호, 1973)의서부의일부영역을점

하고있는길안-청송지역의지질은선캠브리아기변 성암류와 이를관입하는트라이아스기 청송화강암을 기반암류로 하고, 이를부정합으로 피복하는 백악기 하양층군과이들을관입하는백악기불국사화성암류

등으로구성되어있다(Fig. 2).

선캠브리아기변성암류는 주로편마암, 부분적으로 결정질석회암과각섬암으로구분되며연구지역의북 서부에분포한다. 청송화강암은주로중립질내지조

(3)

립질흑운모-각섬석화강암으로인지되고부분적으로 홍색장석을반정으로하는반상조직을보여준다. ^연

구지역의중부에광범위하게분포하고북서부와남서 부에소규모산출한다. 중부청송화강암은북북서방 향으로 대상분포하고있으며동북동 방향의편마구 조가 종종관찰된다. 천지및 청송도폭에서쥬라기 화강암으로 추정하고있으나, 최근연대측정 결과에 서트라이아스기암체로보고된바가있다(Cheong et al., 2002; Sagong et al., 2005; 좌용주 외, 2005).

백악기 하양층군은 주로 쇄설성 퇴적암류와 소량의 응회암류로구성되어있다. 하부로부터비자색층인일 직층과자색셰일을협재하며주로사암과잡색역암으 로구성된 후평동층그리고실트스톤, 회색셰일, 사 암으로주로구성된점곡층으로구분되며연구지역에 광범위하게 분포한다. 백악기불국사 화성암류는서 부에 분포하는 각력질 안산암과 남서부에 소규모로 분포하는석영반암그리고 중앙북부에분포하는규 장암으로구분된다.

연구지역의주요지질구조는서부에발달하는동서 방향의 임봉산단층, ^서북서^방향의 ^{황학산단층}, ^북북

서 방향의길안단층과 중부에발달하는연장성이우 세한 1조의북북서방향의단층, 2조의 (북)북동방향 의단층, 1조의서북서방향의단층그리고연구지역

Fig. 1. (a) Index map showing the tectonic locality of

study area. (b) Tectonic map showing the subbasin divisions, the distribution of fault systems, and the locality of study area in the Gyeongsang Basin [adapted from Choi ^{et al} . (1995)]. NT: Nakdong Trough, MB: Milyang Block, UB: Uiseong Block, YB:

Yeongyang Block, A: Andong, Bu: Busan, D: Daegu, J: Jinju, M: Milyang, Se: Seoul, U: Uiseong, US:

Ulsan, Y: Yeongyang, YS: Yangsan.

Fig. 2. Geological map of Gilan-Cheongsong area, Andong [modified from Chang ^{et al} . (1978), Lee and

Hong(1973)].

(4)

의 동부에발달하는 1^조의 ^남북^방향의^단층, 3^조의

동북동방향의단층등이인지되고, 경상분지의영양 지괴와의성지괴를구분하는경계단층인서북서방향 의안동단층은선캠브리아기변성암류와백악기퇴적

암류의 경계를 따라발달한다(Fig. 2). 선캠브리아기

변성암류에는 적어도 세 번의 습곡작용이인지되고 서북서 방향의 광역적인 편마구조는 이후에 발생된 서북서 내지북동방향의 습곡작용과북북서방향의 습곡작용에의해부분적으로분산된다(이덕선, 2009).

백악기 퇴적암류의층리는 주로저각경사에분산된 방향성을 보이나, 안동단층 부근에서 측정된 층리의 극점들은서북서 방향으로저각침강하는 π-축을갖

는 π-원상에배열되는양상을 보인다(이덕선, 2009).

연구내용 및 방법

길안-청송지역 단열계의기하학적·운동학적특성 으로부터이지역에발달하는서북서, 북북서, 동북동,

남북, (^북)^북동^방향의^{단층발달사와}^운동성을^고찰하

기위하여우선적으로이들단층의주변부노두를대 상으로하상 바닥에일정한면적을갖고준수평적으 로노출된응력-수용-단열구조를잘 나타내는노두를 연구노두로 선정하여, 이들 노두에 대한 정밀 야외 스케치작업과고배율노두확대사진에대한실내정 밀 스케치 작업을 통하여 단층 및 단열계(단열조의 우세방향성, 연장성, 발달순서, 운동성)의특성을조 사분석하였다. 단열조의발달순서및운동성에대한

연구는강지훈과류충렬(2006)^에서^이미^기재된^인장

단열과 전단단열사이의상대적 시간관계에대한기 존 연구자들의 연구결과(Hancook et al., 1984;

Hancock, 1985; Dyer, 1988; Pollard and Aydin, 1988; Martel et al., 1988; Martel, 1990; Dunne and North, 1990; Cruikshank et al., 1991;

Rawnsley et al., 1992; Engelder and Gross, 1993;

Renshaw and Pollard, 1995; Cooke, 1997; Martel and Boger, 1998; Rawnsley et al., 1998; Willemse and Pollard, 1998; Mollema and Antonellini, 1999;

Wilkins et al., 2001)를종합적으로 참조하여수행하 였다.

Fig. 3. Outcrop photographs of (a) fault planes and (b) slickenlines, Gilan-Cheongsong area.

Fig. 4. Outcrop (a) photograph and (b) sketch of No.

999, Gilan-Cheongsong area. For detailed explanation

on symbols see Fig. 7.

(5)

단층의특성은주로단층면과단층조선의방향성을 정밀하게 측정하여 파악하였다(Fig. 3). 단열조의 우 세 방향성은 노두당 2~5개의 규칙적인단열조의 방 향성을정밀하게측정하여전체단열조에서출현빈도 가 높은 구간을 순서대로 그룹 I, 그룹 II, 그룹 III,

그룹 IV, 그룹 V로표기하여 분석하였다(Fig. 4). 단 열조의연장성은노두별측정된 2~5개의규칙적인단 열조에서연장성이우세한 방향순으로막대높이를 한 단계씩 길게 표현(예; 4개의 규칙적인 단열조가 측정되었을경우 연장성이우세한순서대로방향성별

단열조의 막대 높이를 4, 3, 2, 1로 설정)하여 방향

성별단열조연장성의우세정도를분석하였다(Fig. 5).

단열조의발달순서및운동성은야외및실내스케치 작업을 통하여 작성된 단열계의 구조도로부터 다수 단열조의 연결, ^종료, ^교차 ^형상 ^및 ^절단관계 ^등을

정밀하게 분석하여 파악하였다. 후기에 형성된 인장 단열은이전에형성된인장단열에접경하거나단절된 다는 다수 인장 단열조의 상대적인 발생관계로부터 인장단열의발달순서를결정하였다(Fig. 6). 분석된인 장단열의 상대적인 발달순서는 I, II, III, … 등으로 표기하고선후관계가명확하지않을경우 -1, -2 등으 로 표기하였다. 그러나, 인장단열의 상대적인발달순

서 I, II, III, … 등은단열조의 우세방향성에서 표

기한 그룹 I, …, 그룹 V와 의미가 다르다. 기존의

인장단열은이후의인장단열을형성시키는최대주응 력 σ1에의해전단단열(전단된인장단열)로변화하는

데, 전단단열의운동성은이들인장단열사이의방향 성관계로부터결정하였고전단단열의발달순서는기 존의인장단열을전단단열로변화시키는최대주응력 σ₁의 발생 순서에 의해 결정되었다(Fig. 7). ^해당^인

장단열의최대주응력에의해 전단된인장단열은 II,

III, IV, … 등으로 표기하였고, 좌수향일 경우 좌상

대각선 그리고우수향일경우우상대각선으로표기 하여전단단열의 운동성을 표현하였으며전단단열의 발달순서는 화살표의개수로표기하여표현하였다.

단층의 특성

길안-청송지역에발달하는 (서)북서, 북북서, 동북동,

남북, (북)북동방향의 단층들의 특성을 파악하기위 해 이들 단층의 주변노두들을 조사하였다(Fig. 8a).

Fig. 5. Outcrop (a) photograph and (b) sketch of No.

009, and (c) diagram representing the extensity of each fracture set in the outcrop, Gilan-Cheongsong area. For detailed explanation on symbols see Fig. 7.

Fig. 6. (a) Sketch of termination and intersection geometries of extension fractures (revison from Eyal

et al ., 2001, Fig. 5). Numbers refer to relative timing

of fracture sets. Labeled geometries are systematic

cross-joint (scj), non-systematic cross-joints (ncj), en-

echelon (e), hooking (h), pinnate (p), single

termination (st), and double termination (dt). Outcrop

(b) photograph and (c) sketch of No. 013, and (d)

stereogram (lower-hemisphere equal-area projection)

illustrating the orientations and the relative timing of

fracture sets, Gilan-Cheongsong area. For detailed exp-

lanation on symbols see Fig. 7.

(6)

Fig. 7. (a) Schematic diagram illustrating the movement sense of shear fracture. Outcrop (b) photograph and (c) sketch of No. 001, Gilan-Cheongsong area. (d) Stereogram (lower-hemisphere equal-area projection) to fracture sets and (e) diagram describing the characteristics of shear fractrues in the outcrop. Numbers represent the orientation (e.g. 60E) and the relative timing of extension fractures (e.g. I-1, II, III, ^… ) and shear fractures (e.g. II, III, ^… ) determined from the geometries of fracture termination, intersection, and cutting-relationship, and arrow marks indicate the senses of shear fracturing [half arrow marks, left-up and right-down (sinistral) and right-up and left-down (dextral) arrow marks, and the number of arrow mark implies the sequence of shear fracturing (e.g.

single: first phase, double: second phase, ^… ). D: dextral, S: sinistral, S.S: sense of shear, S.S.F: development sequence of shear fracture, and S.E.F: development sequence of extension fracture. For detailed explanation see text.

Fig. 8. (a) Orientation of fault planes and slickenlines, and (b) rose diagram to fault planes, and (c-f) stereograms

(lower-hemisphere equal-area projection) of fault planes trending in (W)NW, NNW, ENE, NS, (N)NE directions and

their slickenlines, Gilan-Cheongsong area. Ftp: fault plane, SL: slickenline, p: pole.

(7)

노두규모에서관찰된단층면의출현빈도는 (서)북서,

북북서, (^북)^북동, ^동북동, ^남북^등의^순으로 ^높게^나

타난다(Fig. 8b). 이러한 노두규모의 출현빈도는 지

질도상에서 인지되는 이들 단층의 발달정도와 거의 일치한다. 단층면의 경사는 대부분이 45^o 고각을 나 타내고, 단층조선과단층면의 방향성 관계로부터파 악된방향성별단층들의운동성은 (서)북서방향의단 층이주향이동성과부분적인사교이동성을나타내고,

북북서 방향의 단층과 (북)북동방향의 단층은 주향 이동성으로그리고동북동방향의단층은주향이동성 과사교이동성으로각각인지된다(Fig. 8c-8f).

단열계의 특성

단열조의 출현빈도와 연장성

최고기의 단열조는 가장 길고 연속성이 우세하게 나타나며, 후기에형성된단열조는이전에형성된단 열조에접경하거나단절되기때문에일반적으로짧게 나타난다(Rawnsley et al., 1998)(Fig. 6a). 길안-청송 지역에 발달하는단층들의주변노두에서주로측정 된 전체단열조는대부분이해당주향에서 50^o 이상

의 고각을 보인다(Fig. 9a). 노두당 측정된 2~5개의

규칙적인 단열조의방향성으로부터산출된 출현빈도

Fig. 9. (a) Stereogram (density map) of poles (lower-hemisphere equal-area projection) and (b) rose diagram to all

fracture sets measured in Gilan-Cheongsong area. (c) Stereograms (lower-hemisphere equal-area projection)

illustrating the orientations and the relative timing of extension fractures (e.g. I, II, ^… ) and shear fractures (e.g. II,

III, ^… ), and the senses of shear fracturing measured in each outcrop (numbers: outcrop numbers). For detailed

explanation on symbols see Fig. 7.

(8)

는 N50ô-80ôE 범위의 동북동 단열조(I), N10ô-50°W

범위의북북서 단열조(II), N50^oW-EW-N80^oE 범위의

(서)북서단열조(III), N20ô-50ôE 범위의 (북)북동단열 조(IV), N20ôE-NS-N10ôW ^범위의 ^남북 ^단열조(V)

순으로높게나타난다(Fig. 9b). 노두당측정된 2~5개

의단열조에서 연장성이우세한 순서대로블록의높 이를한단계증가시키는표현으로전체단열조의연 장성을 분석한 결과, 그 우세성은 (서)북서 방향(I),

북북서 방향(II), 동북동방향(III), (북)북동방향(IV),

남북방향(V)의단열조순으로나타났다(Fig. 10).

단열조의 발달사 및 운동성

길안-청송지역단층들의주변노두에서관찰되는다 수 단열조의 연결, 종료, 상호 교차형상 및 절단관 계와단열조사이의 통시적 시간관계등으로부터분 석된인장단열의선후발생관계를 I, II, III, … 등으 로표기하고해당인장단열의최대주응력에의해전

단된 전단 절리를 II, III, IV, … 등으로 표기하여

인장단열의선후 발달관계와전단단열의선후발달관

계및운동성을스테레오투영망에도시해보면 Fig.

9c와같다. 이를바탕으로좌수향전단단열을좌상대 각선, ^우수향 ^{전단단열을} ^우상^{대각선으로} ^표기하고

길안-청송지역에 노출하는 구성암류와 단층들의방 향성을고려하여이들전단단열을구성암류별과방향 성별로분류하면 Fig. 11과같다.

전체 17개의노두에서다른노두와 함께전단단열 의상대적인선후발달관계를파악할수있는노두는 총 8개로 인지된다(Fig. 9). 다른 노두자료(No. 016, 011, 767, 783, 010, 015, 005, 013)는 하나의 방향 에 하나의 전단단열만발달하고 No. 014 노두의 전

단단열은이들전단단열의상대적인발생시기를결정 할 수 있는 다른 노두자료를 얻을 수 없다. 따라서 이들노두를제외한나머지 8^개의^{노두자료를}^중심으

로 그 발달순서를 화살표의 개수로 표기하여 동일 방향의전단단열에서전단운동의순서와방향성별전

단단열의상대적인발달순서를결정해보면 Fig. 12

와같다.

(서)북서 방향의 단열조: (서)북서방향의단열조는 연장성이가장우세하고다른방향의 단열조를절단 하기때문에길안-청송지역에서가장초기에발달하

였던것으로판단된다(Fig. 10). (서)북서방향의인장

단열은 이후에 발달하는 북북서 방향의 인장단열을 형성시키는 압축응력에 의해 우수향 전단단열로, ^동

북동방향의인장단열을형성시키는압축응력에의해 좌수향 전단단열로 활동하였고 이들의 발달 순서는 우수향→좌수향순으로파악된다(Figs. 9c & 12). 이 러한기하학적·운동학적특성을갖는 (서)북서방향 전단단열의방향성은 N40^oW-EW-N70^oE의넓은범위 를 보이고, 구성암류별 (서)북서방향전단단열의운 동성은 선캠브리아기변성암류에서는우수향과 좌수 향이함께나타나고청송화강암에서는좌수향이우세 하게나타나며 경상분지퇴적암류에서는좌수향으로 나타난다(Figs. 11a & 12).

북북서 방향의 단열조: 북북서방향단열조는연장

Fig. 10. Diagram representing the relative extensity of

fracture sets trending in (W)NW, NNW, ENE, (N)NE, NS directions, Gilan-Cheongsong area. For detailed explanation see text.

Fig. 11. Diagrams representing the movement sense

of shear fracture sets (S.F.S) trending in (W)NW,

NNW, ENE, (N)NE, NS directions, Gilan-Cheongsong

area. For detailed explanation on symbols see Fig. 7.

(9)

성이 우세하고대부분 (서)북서방향의 단열조에 접

경되어나타난다(Fig. 10). 북북서방향의인장단열은

이후에발달하는북서방향의인장단열을형성시키는 압축응력에의해 (서)북서방향의우수향전단단열에 대한공액성좌수향전단단열로, 북북동방향의인장 단열을형성시키는압축응력에의해우수향전단단열 로활동하였으며, 이들은좌수향→우수향전단단열순 으로 발달하였다(Figs. 9c & 12). 북북서 방향 전단 단열의 방향성은 비교적 넓은 N10^o-60^oW의 범위를 보이고, 선캠브리아기 변성암류에서는 좌수향→우수 향으로 산출하고청송화강암에서는 우수향으로 나타

나며경상분지퇴적암류에서는역시좌수향우수향으 로나타난다(Figs. 11b & 12).

동북동 방향의 단열조: 동북동방향단열조의연장 성은비교적 우세하게나타나고대부분이북북서방 향의단열조에접경되어산출하므로그이후에 발달

한 것으로 파악된다(Fig. 10). 동북동 방향의 인장단

열은이후에 발달하는동서방향의인장단열을형성 시키는압축응력에의해우수향전단운동을, (북)북동 방향의인장단열을형성시키는압축응력에의해좌수 향전단운동을하였으며, 이들은우수향좌수향전단 운동 순으로 발생하였다(Figs. 9c & 12). 동북동 방 향전단단열의방향성범위는 N50^oE-EW로나타나고,

선캠브리아기변성암류와청송화강암에서는좌수향으 로, 경상분지퇴적암류에서는 우수향 좌수향으로나 타난다(Figs. 11c & 12).

남북 방향의 단열조:남북방향단열조의연장성은

열세하다(Fig. 10). 남북 방향의 인장단열은 상기된

동북동 방향의좌수향 전단단열에대한공액성 우수 향 전단단열로 나타난다(Figs. 9c & 12). 남북 방향 전단단열의 방향성범위는 NS-N10^oE^로 ^나타나고^주

로경상분지퇴적암류에서관찰되며연구지역에서그 산출빈도는 매우낮다(Figs. 11d & 12).

(북)북동 방향의 단열조: (북)북동방향단열조의연

장성은 비교적 열세하다(Fig. 10). 이후에 발달하는

남북방향의인장단열을형성시키는압축응력에의해 좌수향 전단운동을 하였다(Figs. 9c & 12). (북)북동 방향전단단열의방향성은 N30^o-40^oE의 범위를보이 고 선캠브리아기변성암류와 경상분지 퇴적암류에서 는관찰되지않고청송화강암에서인지된다(Figs. 11e

& 12).

고 찰

지금까지언급된길안-청송지역의단열계특성을고 찰해보면다음과같다. ^방향성별^단열조의^출현빈도

는 동북동(I), 북북서(II), (서)북서(III), (북)북동(IV),

남북(V) 등의방향순으로높게나타난다(Fig. 6). 방

향성별단열조의연장성은 (서)북서(I), 북북서(II), 동 북동(III), (북)북동(IV), 남북(V) 등의 방향순으로우 세하게나타나며, 이러한우세성은방향성별전단절 리조의 방향성 범위와양의상관관계를 보인다(Figs.

10 & 11). 후기에 형성된 단열조는 이전에 형성된

단열조에접경하거나단절되기때문에고기에형성된

Fig. 12. Diagram representing the sequence and the

movement sense of shear fracture sets (S.F.S), Gilan-

Cheongsong area. Gn: Precambrian metamorphic

rocks, CSGr: Cheongsong granite, GSG: Gyeongsang

Supergroup. For detailed explanation on symbols see

Fig. 7.

(10)

단열조 순으로 연장성이 우세하게 나타남을 고려해 볼 때(Rawnsley et al., 1998), 길안-청송지역에발달 하는단열조는 (서)북서, 북북서, 동북동, (북)북동, 남 북 등의 방향 순으로 발달하였던 것으로 고찰되며,

고기에 형성된 단열조는 신기 단열조를 형성시키는 압축응력에 의해부분적으로분산되어그 방향성범 위가보다확대된 것으로 해석된다. 또한, 길안-청송 지역에발달하는 (서)북서, 북북서, 동북동, 남북, (북)

북동방향단층들의 연장성과우세정도는 상기된방 향성별단열조의연장성의우세정도와양의상관관계 를 보이는데, 이는방향성별단열조와 이들단층사

이에 밀접한 관련성이 있음을 의미한다(Figs. 2 &

10).

지금까지파악된길안-청송지역에발달하는방향성 별전단단열의운동성과발달순서는 (서)북서방향의 단열조가우수향→우수향→좌수향, ^북북서^방향의^단

열조가 좌수향→우수향, 동북동 방향의 단열조가 우 수향→좌수향, 남북방향의단열조가우수향, 그리고

(^북)^북동^방향의^단열조가^{우수향→좌수향}^등으로^각

각 나타난다(Figs. 11 & 12). 또한, 방향성별전단단 열의상대적인발달순서를파악할수 있는노두들을 비교분석한결과이들전단단열은 (1) (서)북서방향

단열조의우수향전단단열→ (2) (서)북서방향과북

북서 방향 단열조의 공액성 전단단열(전자: 우수향,

후자: 좌수향) → (3) 북북서 방향 단열조의 우수향

전단단열→ (4) (서)북서 방향단열조의좌수향전단

단열→ (5) 동북동 방향단열조의 우수향전단단열

→ (6) ^동북동^방향과^남북^방향^단열조의^공액성^전

단단열(전자: 좌수향, 후자: 우수향) → (7) (북)북동 방향단열조의좌수향 전단단열등의순서로발달된 것으로고찰된다(Figs. 12 & 13).

경상분지의성지괴의단층운동사는지금까지몇몇 연구자에 의해 연구된 바가 있다. 이병주와 황재하

(1997)은백악기말-제3기말 동안에남북방향의압

축에 의한 동서 방향의 개방습곡작용, 동서 방향의 압축에 의한서북서방향가음단층계의좌수향 주향 이동운동과 남북방향의 개방습곡작용, 북동방향의 압축에 의한북북동방향양산단층계의우수향 주향 이동운동등의지질구조및단층발달사를보고한바 가 있다. 한편, 동북동-서북서 방향의안동단층계 운 동사연구를 통하여 Choi et al.(2002)는 연구지역의 단층운동사를백악기초(T1 후기) - 동서방향의압 축에의한 서북서방향황학산단층의초기좌수향주 향이동운동, 백악기말(T2 후기) - 남북방향의 압축 에 의한 동서 방향의 습곡작용, 백악기말-고제3기초

(T3) - ^북서^방향의^압축에^의한^서북서^방향^임봉산

단층의 우수향성분의 역이동운동과북북서방향길 안단층의우수향주향이동운동, 올리고세-중기마이오

세(T4) - 북동방향의압축에의한북북동방향양산

단층계의우수향주향이동운동, 후기마이오세-플리오

세(T6) - 동서방향의 압축에 의한황학산단층의후

기 좌수향주향이동과 남북방향의습곡작용등으로 제안한 바가 있다. 그리고 이들 연구결과에 따르면,

경상분지의성지괴에발달하는서북서방향과북북서

Fig. 13. Summary diagram representing the sequence and the movement sense of shear fracture sets (S.F.S),

Gilan-Cheongsong area. Numbers in boxes indicate the relative timing of shear fracture sets.

(11)

방향의 안동단층계, 서북서방향의 가음단층계, 북북 동 방향의 양산단층계 등의 운동성은 주향이동성이 우세하게나타나고 경사이동성이부분적으로나타남 을의미한다.

Peacock(2001)은 전단운동이 수반된 전단단열과의

통시적시간관계로부터절리즉인장단열을전단운동 이전에형성된전전단절리, 전단운동과동시에형성 된동전단절리 또는전단된기존절리(전단단열), 전 단운동이후에형성된후전단절리로구분하고, 전단 단열에서주향이동성단층으로발달하는과정을다음

과 같이 설명하고 있다(Fig. 14). (a) 최대 주응력

1st-σ₁방향에 평행한 인장단열(= 전전단 절리)이 형

성된다. (b) 이후최대주응력의방향성변화로 기존

에형성된 전전단절리는 전단운동을받아전단단열 로 변화하고, 그선단부에는최대 주응력 2nd-σ1 방 향에평행한인장단열(= 동전단절리)이깃털상내지 갈고리형으로발달한다. (c) 전단운동발생동안에최

대주응력 2nd-σ1의크기증가로인해동전단절리인

깃털상절리의길이는성장하고전단단열의변위량은 증가한다. (d) ^계속된^최대^주응력 2nd-^σ1의크기및 전단단열의 변위량증가로 인해이들전단단열사이

Fig. 14. Interpretation for the development of the strike-slip faults (revison form Peacock, 2001, Fig. 1).

(a) A set of right-stepping joints occurs. (b) The stress system changed, allowing shear on the joints, and causing pinnate joint development in the extensional quadrants of the faults. (c) Pull-aparts developed between faults linked by pinnate joints as displacement increased. (d) A through-going fault developed with brecciation at the pull-aparts.