단층의 분류와 종류

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상반과 하반 : 대부분의 단층은 그림15.5A처럼 경사져 있다. 경사를 기술하기 위해 지질학자들은 두 개의 옛 광산 용어를 채택하였다. 광부의 입장에서 볼 때 경사맥 위의 암석은 자기 머리 위에 걸쳐 있지만 이 맥 아래의 암석은 자기 발아래에 있다(그림 15.12).

맥이 단층으로 인해 생긴 틈을 차지하고 있기 때문에 다음과 같이 옛 광부의 용어를 사용한다. 상반지괴(hanging wall block)는 경사진 단층 위 암석이고, 경사 단층 아래 암석지괴는 하반지괴(foot wall block)라 부른다. 이 용어는 수직 단층에는 적용되지 않는다

단층의 분류

단층은 (1) 단층면의 경사와 (2) 상대적인 운동방향에 따라 분류된다. 그림15.13에서 단층을 분류하는데 있어 표준이 되는 기준면은 수직면과 수평면이다. 많은 단층의 경우 운동은 완전히 수직이거나 완전히 수평이지만 어떤 단층의 경우는 수직운동과 수평운동이 결합되어 나타난다.

정단층

정단층(normal fault)은 지각을 갈라놓는 경향이 있는 인장 응력에 의해 생성된다. 정단층상의 운동은 상반지괴가 하반지괴에 대해 하향 이동한 것이다. 그림 15.5A에서 볼 수 있는 단층은 정단층이다. 흔히 주향은 평행하지만 경사가 반대인 두 개 이상의 정단층은 지각의 상승 분절 혹은 하강 분절로 에워싼다. 그림 15.14에서 보여주는 것처럼 하강지괴가 두 개의 정단층으로 접해 있으면 지구(graben) 혹은 열곡(rift)이고, 만일 하강이 단일 단층을 따라 일어난다면 반지구(half-graben)이다. 상승지괴는 지루(horst)이다.

대서양 중앙산맥의 중심을 달리며 아이슬란드를 절단하는 가파른 절벽의 계곡은 지구이다(그림 2.16). 아마도 세계에 가장 유명한 지구는 아프리카 열곡일 것이다. 이는 6000km이상의 거리를 동아프리카 제국을 관통하여 남북으로 달리고 있다.

역단층과 층상단층

역단층(reverse fault)은 압축응력으로 생성된다. 역단층의 운동은 상반지괴가 하반지괴에 대해 올라간 것이고 역단층 운동은 지각을 단축시키며 그 두께를 두껍게 한다.  층상단층(thrust fault)은 역단층의 특별한 종류로 45°이하의 경사를 갖는 저각 역단층이다(그림 15.16). 큰 산맥에 흔한 이와 같은 단층은 상반지괴가 하반지괴 위로 멀리 수 km를 이동했기 때문에 큰 주목을 받는다. 대개의 경우 수천 m 두께의 상반지괴는 하반지괴보다 훨씬 고기의 암석으로 이루어진다(그림 15.17).

주향이동단층

주향이동단층(strike-slip-fault)은 운동이 수평적이며, 그러므로 단층의 주향에 평행한 단층이다(그림15.13). 주향이동단층은 전단응력에 의해 생긴다. 산안드리아 단층은 거의 모든 사람들이 들어본 바 있는 유명한 주향이동단층이다. 앞에서 본 그림15.8에서 오렌지 나무 줄을 어긋나게 하고 있는 것은 산안드리아 단층상 주향이동 운동이다. 수평 단층운동은 단층지괴를 보고서 있는 관찰자 위치에서 맞은 편 지괴 운동이 왼쪽으로 일어났으면 좌수향(left lateral)이라 하고 오른쪽으로 일어났으면 우수향(right lateral)라 한다. 산안드리아 단층은 우수향 주향이동단층이다. 이 단층 운동은 6천 5백만년동안 활동해 왔고 총 운동량은 잘 모르지만 증거에 의거 600km이상을 암시 한다.

가장 크고 가장 활동적인 단층의 대부분은 주향이동단층이다. 이는 주향이동단층, 확장경계, 섭입대가 지구조판을 경계짓는 세 종류의 연변부이기 때문에 그러하다. 세 개의 판의 연변부 성분은 함께 연결되어 지구를 에워싸는 연결된 망을 형성하고 있고 하나의 판 연변부가 끝나는 곳에 또 다른 연변부가 시작한다. 이 교차점을 변환(transform)이라 부른다. 이 네트웍 관계를 처음 인식한 캐나다 과학자 윌슨은 판 경계를 형성하는 이 특이한 종류의 주향이동단층을 변환단층이라 부를 것을 제안하였다. 그림15.18은 변환단층의 세 개의 가능한 배치를 보여주고 있다.

단층에 따른 운동의 증거 : 흔히 암석에서 단열을 발견하지만 단열을 따라 운동이 일어났는지를 보기란 어렵다. 화강암과 같은 균일한 등립질 암석에서, 혹은 구별이 쉽게 되지 않은 층으로 이루어진 퇴적층에서 양상의 변위를 보는 것은 불가능할 수 있다. 단층면 혹은 단층 주변 암석을 조사함으로써 운동이 일어났음을 지시하는 국지변형작용의 징후를 얻을수있다. 특별한 상항에서는 운동의 상대적 방향까지도 해석할 수 있다.

 

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