IEG 환경지질연구정보센터

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형산강 이남 마이오세 포항분지 경계단층의 기하와 운동학적 특성

송철우

1

부산대학교 지질환경과학과

2

경상대학교 지구환경과학과

*[email protected]

포항분지는 신생대 제3기 전기 마이오세 말에서 중기 마이오세동안 선상지-삼각주 시스템 하의 비화산성 퇴적물에 의해 채워진 퇴적분지이다. 이 중 형산강 이남에 위치하는 포항분지 남 부는 Yun et al.(1991)과 황치옥 외(1992)에 의해 보문지역 또는 보문소분지로 명명된 바 있으 며, 송철우 외(2009)에서는 분지의 기하를 중심으로 보문소분지를 새로이 정의하기도 하였다.

특히 Yun et al.(1991)은 전체 포항분지를 퇴적동시성 성장단층인 형산단층과 흥해단층에 의해 세 구역으로 구분하고 이중 형산단층 이남의 보문지역에 포항분지 충전물 중 가장 오래된 퇴적 층(전기 마이오세 말)이 존재하는 것으로 보고하였다. 이번 연구에서는 형산강 이남의 포항분지 에 대하여 각 경계단층의 기하와 운동학적 특성을 규명하여 분지의 확장 형식에 대해 밝히고자 한다.

연구지역의 서편 경계단층은 북북동과 북서 단층으로 분절되어 있으며, 지그재그형태로 전체 적으로 북북동 방향의 분절단층이 좌향스텝(left stepping)의 안행상(en echelon) 배열을 보여주 고 있다. 또한 북북동 단층은 40~50° 내외의 경사로 동쪽으로 경사진 반면, 북서 단층은 대체 로 80° 내외의 고경사를 보여준다. 이에 반해 동편 경계단층은 천북면 성지리를 기점으로 남부 는 서쪽 경계단층과 유사한 반면, 북부는 북동과 남북 방향의 단층이 우세하게 발달한다. 뿐만 아니라 단층대 주변 9개 지점에서 수집한 전단단열의 slip 자료로부터 fault tectonic analysis(Choi, 1991) 중 Dargur 법을 이용한 결과, 동-서 또는 서북서-동남동 방향의 인장응 력(R'=0.113~0.767; Delvaux et. al., 1997)을 확인할 수 있었다. 이러한 단층대의 기하와 응력 자료 뿐만 아니라, 기존에 연구된 기반암과 분지충전물의 층리 자세 등으로 미루어 볼 때, 연구 지역은 서북서-동남동 방향의 인장응력 하에서 북북동-남남서 방향의 정단층과 그들 사이의 북서방향 이음단층(transfer fault)으로 경계 지어진 분지로 해석된다. 또한, 분지의 남쪽경계단 층이 연일구조선의 연장선상에 위치한 것을 감안한다면 이는 열개분지와 당겨열림형분지의 중간 단계인 횡인장성분지(transtensional basin)로 판단된다.

참고문헌

송철우, 김창민, 손문, 김인수, 2009, 신생대 제3기 포항분지 남부 보문소분지의 명명. 2009 추 계지질과학연합학술발표회 초록집, 대한지질학회, 대한자원환경지질학회, 한국고생물학회, 한국광물학회, 한국암석학회, 기상청, 260.

황치옥, 이하영, 윤혜수, 1992, 흔적화석에 의한 제3기 보문소분지(포항분지)의 고환경. 고생물 학회지, 8, 236-252.

Choi, P.Y., 1991, Method for determing stress tensor using fault slip data. Journal of

- 282 - Geological Society of Korea, 27, 383-393.

Delvaux, D., R. Moeys, G. Stapel, C. Petit, K. Levi, A. Miroshnichenko, V. Ruzhich and V.

San'kov, 1997, Paleostress reconstructions and geodynamics of the Baikal region, Central Asia, Part 2. Cenozoic rifting. Tectonophysics, 282, 1-38.

Yun, H. S., K. D. Min, H.-S. Moon, H. Lee, K. and S. S. Yi, 1991, Biostratigraphic,

chemostratigrapic, paleomagnetostratigraphic, and tephrochronological study for the

correlation of tertiary formations in southern part of Korea: Regional tectonics and

its stratigraphical implication in the Pohang Basin, Korea. Journal of Paleontological

Society of Korea, 7, 1-12.