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斷層(英語: fault)란, 地下地層 或은 岩盤에 힘이 더해져서 갈라지고 갈라진 面을 따라서 어긋나 움직이고 어긋나는 點이 생긴 狀態를 말한다. 斷層이 움직이는 現象을 斷層運動(faulting)이라고 불러, 地震의 主原因이다고 생각되고 있다. 어긋나는 點이 생긴 면그 自體를 斷層面(fault surface)이라고 부른다. 斷層面과 鉛直線이 이루는 모퉁이를 斷層脚(fault dip), 水平面에 옮겨놓은 斷層運動의 方向을 走向(fault strike)이라고 부른다. 侵蝕이나 堆積環境의 變化, 火山岩의 噴出・堆積等에 依해서 할 수 있던 地層의 境界는, 一見 어긋나 있는 것처럼 보이는 境遇가 있지만, 어긋나 움직인 것은 아니기 때문에 斷層이 아니고, 不整合等으로 불린다.

成因Edit

地殼을 形成하는 岩盤에는 맨틀 對流에 依한 플레이트의 生成・移動・衝突・엇갈림이나, 火山活動에 依한 마그마의 移動等 여러가지 要因으로 壓縮・끌어당기기(引張)・어긋나(剪斷)等의 應力이 發生한다. 力學的으로 보면, 剪斷應力은 壓縮應力과 引張應力으로 變換할 수 있어 逆도 마찬가지이다. 卽, 岩盤에 壓縮이나 끌어당기기의 힘이 걸리면, 同時에 岩盤을 늦추어 破壞시키려고 하는 힘도 걸린다. 岩盤에 加勢하는 凝力을, 時間의 經過와 함께 漸次 크게 해 나가, 岩盤에의 壓縮이나 引張을 再現하는 實驗을 實施하면, 岩盤은 超조금 變形해, 다음에 多數의 작은 龜裂을 일으켜 있을 때에 크게 갈라진다. 龜裂이 예쁜 것으로 岩盤이 原型에 가까운 狀態의 境遇는, 한층 더 應力을 더해 가면 變形해 다른 龜裂을 일으키는 것을 反復해, 서로 共役關係에 있는 多數의 龜裂이 形成된다. 地球의 地殼에 있어도, 實際로 이것과 같은 일이 發生해, 斷層이 形成되고 있다고 생각되고 있다. 또, 이러한 過程을 거쳐 共役斷層(後節로 仔細하게 解說)이 形成되고 있다고 생각되고 있다. 應力 가운데, 地下의 岩盤을 破壞해 늦추어 움직이는 힘, 卽 直接 斷層을 만드는 힘으로서 일하는 것은 剪斷應力뿐이다. 剪斷應力이 岩盤의 强度를 웃돌았을 때에, 岩盤이 갈라지고 斷層이 생긴다. 沙丘나 진흙 等, 地盤을 構成하는 粒子끼리의 關係가 弱한 境遇는, 應力이 沙丘나 진흙에 作用해도 一時的인 變形에 使用되어 減衰해 나가는 것만으로, 沙丘나 진흙은 今方이라도고의 形態로 돌아온다. 卽, 剪斷破壞가 일어나지 않기 때문에 斷層은 생기지 않는다. 그 때문에, 어느 程度 굳어진 强度가 있는 地盤이 아니면, 斷層이 形成되지 않는다. 逆斷層은 壓縮應力, 正斷層은 引張應力에 依해서 생겨 橫斷層은 壓縮應力과 引張應力의 언젠가 또는 兩쪽 모두에 依해서 생긴다.

分類

正斷層

逆斷層

橫斷層(왼쪽 질질 꺼라)

橫斷層( 오른쪽 질질 꺼라)

斷層의 分類에는 斷層을 할 수 있는 方法=斷層을 境界로 한 各各의 움직임에 依한 分類外, 그 外의 特徵에 依한 分類도 있다.

움직임에 依한 分類

많은 斷層은, 正斷層이나 逆斷層의 언젠가, 오른쪽 橫斷層이나 左橫差異斷層의 언젠가, 合計 2個의 特徵을 가지고 있다.

세로 差異 斷層

正斷層과 逆斷層의 總稱. 別로 利用되지 않는 呼稱이다. 正斷層, 逆斷層에는, 各各 上半과 下半이 있다. 올라앉고 있는 편이 上半, 올라앉을 수 있고 있는 편이 下半이다.

正斷層

水平方向으로 引張應力이 걸려 있는 場所에 存在한다. 地下에 비스듬하게 들어간 龜裂을 境界로, 다른 한쪽이 한편의 위를 미끄럼 떨어지는 方向으로 움직여서 할 수 있던 것. 世界的으로는 아이슬랜드 全國土가 正斷層地帶.

逆斷層

水平方向으로 壓縮應力이 걸려 있는 場所에 存在한다. 左右로부터의 壓縮應力에 對해, 그 힘을 놓치기 爲해서 破斷面이 생기고, 다른 한쪽이 기울기하에, 이제 한편이 相對에게 덮치도록 기울기상에 움직인 形態로 生成한 斷層. 逆斷層의 쳐 特히 斷層面의 傾斜가 느슨하게(水平에 가깝다) 올라앉아가 顯著한 것을 衝上斷層(低角逆斷層)이라고 부르는 일이 있다. 水平面과 斷層面과의 角度가 45о以下가 衝上斷層에서, 그 以上의 것을 高角逆斷層, 거의 0о의 것을 水平斷層이라고 부르기도 한다.

橫斷層

剪斷應力이 水平方向으로 일한 斷層에서, 差異의 方向에 依해서 오른쪽 差異 斷層과 왼쪽 差異 斷層과로 區分된다. 斷層의 前에서 보고, 저쪽 편이 相對的으로 오른쪽으로 어긋나 있는 境遇를 오른쪽 差異라고 부른다. 橫斷層의 成因에는 2 種類 있다. 하나는 美國산안드레아스斷層(샌프란시스코地震震源斷層)과 같이 엇갈리는 플레이트間에 生成하는 타입이다. 이것을 트랜스 폼 斷層이라고 말해, 大規模地震을 일으키는 活潑한 斷層인 境遇가 많다. 또 하나는 옆으로부터의 壓縮應力을 놓치기 爲해서 岩盤이×形態로 갈라져 各各이 어긋나 움직이는 타입이다. 이쪽의 斷層은 日本中部地方으로부터 近畿地方에 많이 볼 수 있어 兵庫縣南部地震을 일으킨 野島斷層(노시마 단층)도 이 타입. 하나의 剪斷應力에 依해서 基本的으로는×形態의/方向의 것과\方向의 것의 兩쪽 모두가 形成되어 서로 共役關係에 있다고 한다.

그 外의 特徵에 依한 分類Edit

震源斷層

震源斷層이란, 地震을 일으킨 斷層. 通常은 地下에 있다. 큰 地震에서는 複數의 斷層이 聯動해 움직이는 일이 있다.

地震斷層

地震斷層이란, 地震時에 地上에 出現한 連續한 龜裂이나 差異. 通常은 震源斷層의 上端에 相當한다. 地表地震斷層이라고도 말한다. 震源斷層과 混同되는 것이 많다.

伏在斷層

伏在斷層이란, 斷層運動에 依한 差異가 地下深部에서만 생기거나 또는 어긋난 後에 急激하게 土沙로 묻히거나 하고, 地表에서는 確認되지 않는 斷層.

雁行斷層

雁行斷層이란, 大規模地質構造의 變動에 隨伴해 出現하는 斷層群. 竝行斷層이라고도 한다. 斷層帶가 늘어나의 方向과 45度程度의 角度를 이루고, 複數의 斷層이 줄서 出現할 것 같이 거리기의 飛行에 比喩해 命名되고 있다. 構造線

構造線이란, 兩側으로 地質이 크게 다른 斷層. 다른 斷層보다 긴 傾向에 있다. 日本을 例에 들으면 中央構造線, 糸魚川構造線靜岡構造線, 棚倉構造線, 柏崎・千葉構造線等이 있다.

共役斷層과 斷層帶

모두 逆斷層(共軛斷層라고 表記되는 일도 있다)이란, 같은 應力에 依해서 생긴 隣接하는 斷層, 이른바 共軛關係에 있는 斷層. 1個의 큰 斷層의 周圍에 작은 斷層이 多數 있는 境遇, 同規模의 斷層이 多數 있는 境遇로 大別된다. 共役斷層끼리에서는, 斷層面의 角度나 方向이 完全히 差異의 것도 많지만, 斷層이 생기기 前부터 順序를 쫓아 應力의 變化와 斷層의 形成을 더듬으면, 그 理由를 說明할 수 있다. 共役斷層 가운데, 複數의 큰 斷層이 띠모양에 늘어서는 것을 斷層帶(다 潮退)라고 부른다.

活斷層

「至極히 근 나무 時代까지 地殼運動을 反復한 斷層이며, 向後도 더 活動해야 할 可能性이 있는 斷層」을 特히 活斷層(한편이다 그렇게, active fault)이라고 한다. 여기서 말하는 「至極히 근 나무 時代」란 新生代 第4期를 가리킨다. 狹義에는, 「過去數十萬年」을 가리키는 境遇도 있지만, 이것은 많은 境遇, 活斷層의 認定이 斷層의 變位基準이 되는 地形의 形成年代에 깊게 關聯되는 것부터 設定된 便宜的인 것이며, 그 曖昧함이 指摘되고 있다. 다른 定義에 依하면, 「現在의 應力場아래에서 地震을 일으킬 수 있는 斷層中에서, 斷層面이 地表까지 達하고 있는 것에 (地表斷層) 限定한다. 다만, 伏在斷層에서 만나도 斷層面의 上端이 地表近處(大略 1 km以下의 深度)까지 達하고 있는 것은, 어떠한 方法으로 最近의 地質時代에 있어서의 活動을 確認할 수 있다. 따라서, 이런 種類의 淺部伏在斷層은 活斷層의 範疇에 包含한다. 」라고 여겨진다. 活斷層에서는 地震이 過去에 反復해 發生하고 있어, 또 向後도 地震이 發生한다고 생각되고 있기 때문에, 活斷層의 活動度의 評價는, 거기를 震源으로서 發生하는 地震의 豫知에 도움이 된다고 생각되고 있다. 活斷層의 調査는, 空中寫眞의 判讀, 地形分類圖의 作成, 現地에서의 測量이나 地形觀察, 地表踏査, 遺跡發掘期調査, 彈性波探査, 볼링調査, 廣域테후라의 分類(鍵層)나 放射年代測定(特히 放射性炭素年代測定)等의 方法에 따라 行해진다. 調査의 結果 判明된 活動時期 및 變位量을 基本으로, 平均變位速度, 地震의 發生間隔, 活動度(AA級으로부터 C級까지)의 評價를 實施한다. 活斷層은 長期間 連續的으로 繼續 움직이는 것은 아니다. 一部의 例外를 除外하고, 어느 一定한 周期에 瞬間的으로 움직여, 다른 期間은 別로 눈에 띈 活動을 하지 않는 것이 많다. 活動周期와 1回에 움직이는 크기는, 斷層에 依해서 다르지만, 大體로, 海洋 플레이트 沈鬱해져 지대나 트랜스 폼 斷層에서는 100 年前後, 內陸의 斷層에서는 數百年~數十萬年程度의 活動周期를 나타낸다. 다만, 極히 보기 드물게, 常時 繼續 질질 미끄러져 ( 「安定 미끄럼」이라고 한다), 큰 地震을 일으키지 않는 活斷層도 있다. 이것은 크리프斷層으로 불려 산안드레아스 斷層의 一部等이 그렇다.

斷層破碎帶

터널工事로 大量出水事故의 原因이 되는 地質構造. 斷層은 岩盤이 갈라져 어긋나 움직이는 것이기 때문에, 斷層面周邊의 岩盤은 큰 힘으로 破碎되어 岩石의 破片의 사이에 틈새가 많은 狀態가 되고 있다. 이것이 斷層破碎帶에서, 부수어진 岩石破片의 틈새에 大量의 을 包含해, 또 地下水의 가는 길이 되고 있다. 掘鑿中의 터널이 이 場所에 該當되면 大量의 물이 噴出해 工事를 顯著하게 妨害한다. 破碎帶의 幅은 斷層에 依해서 달라, 數十 m에 이르는 境遇도 있다.

斷層粘土

斷層破碎帶의 破碎가 進行되면, 岩石의 破片이 粉碎되어 粘土와 같은 細粒物質로 充塡된 狀態가 된다. 이렇게 되면 오히려 물을 通하기 어려워 되어, 地下水의 흐름을 여기서 막을 수 있어 地下 댐과 같은 役割을 完遂하는 일이 있다. 터널工事中에 이러한 斷層粘土帶를 파 뽑은 바로 그때 大量의 出水에 遭遇하는 일이 있어, 몹시 危險하다.

마이로나이트

斷層의 深部에서는 溫度가 높기 때문에, 破碎되지 않고 塑性變形을 일으켜 마이로나이트로 불리는 特徵的인 變形構造를 가지는 岩石이 된다. 옛 斷層深部에 있던 마이로나이트가 隆起・侵蝕에 依해서 現在는 地表에서 觀察할 수 있는 場所도 있다.

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