節理

節理 (節理,joint)는 巖石 이 脆性變形을 받아 巖石內의 凝集力을 喪失하여 發生한 不連續面이다. 다만 巖石內部의 凝集力을 잃은 結果物이 恒常節理로 나타나는 것은 아니다. 이 節理들은 單獨的으로 나타날 수도 있지만 흔히 節理兆나 節理系를 形成하여서 나타나는 境遇가 많다. 節理兆 (joint set)는 共通的인 幾何學的分布를 보이는 節理들의 모임이며, 節理系 (joint system)은 硏究地域에서 나타나는 모든 節理들의 分布를 일컫는 用語이다. 節理와 斷層은 發生한 後暗體가 運動했는가로 分別되는데, 節理의 境遇에는 不連續面을 따라 暗體가 運動하지 않는 것으로 斷層과 區別되고 있다.

形成理論 [ 編輯 ]

過去에는 節理에도 작은 規模의 變位가 發生할 수 있다고 보았기 때문에 節理를 크게 세 가지로 分類했다:

擴張節理 (extensional joint) - 節理面과 平行한 方向으로의 變位 없음, 面에 垂直한 方向으로는 變位 있음
傳單節理 (shear joint) - 節理面과 平行한 方向으로의 變位 있음, 面에 垂直한 方向으로는 變位 없음
混合型節理 (hybrid joint) - 擴張節理와 傳單節理의 混合型

그러나 現在의 構造地質學에서는 傳單節理와 混合型節理를 節理라고 認定하지 않고 單層으로 分類하고 있으며, 節理는 擴張節理만 存在한다고 認定하고 있다.

이러한 擴張節理의 發生은 主應力 σ ₁과 σ ₂에 平行한 方向으로 發生하는데, 遲刻上部의 脆性變形環境에서 그리피스 破壞基準을 滿足하는 - 卽擴張應力(extensional stress)을 겪고 있을 때 發生한다. 이러한 條件은 鳳押이 없거나 낮은 곳, 낮은 茶應力인 環境에서 可能하다. 卽指標近處에서 자주 發見된다.

한便節理는 여러 地質構造들과 함께 나타나는데, 褶曲作用과 함께 a-c 節理와 放射狀의 {h0l} 節理가 發生한다. 이러한 放射狀節理는 褶曲作用을 받은 暗體가 다시 元來의 形態로 되돌아가려 하며 發生하는 構造이다.

冷却에 依해서도 節理가 發生할 수 있는데, 火成巖에서의 柱狀節理가 代表的이다.

龜裂이 없는 花崗巖과 같은 등방적人暗體에서는 板狀의 節理가 나타나기도 하는데, 이는 깊이 묻혀 있던 暗體의 上部가 침식삭박되어 暗體가 드러나 地表에 平行하게 節理가 發生하는 것이다.

한便以前의 節理面에 對해 社交하게 應力이 加해져 節理가 斷層面으로서 재활성화되는 境遇에는 이 節理에 對해서 社交하게 조그만 節理들이 여럿 發生하는데, 이를 깃털節理(feather joint)라고 한다. 이러한 節理는 過去의 節理가 어느 方向으로 剪斷力이 加해져 재활성화되었는지를 指示해 준다.

空隙內의 流體壓力이 巖石의 凝集力을 이겨낼 수 있을 程度일 때에도 節理가 發達할 수 있는데, 이는 油壓이 有效應力을 감소시키기 때문이다. 이 境遇節理가 發達하면서 同時에 流體들(흔히 이온들이 녹아 있는 熱水)가 이 節理를 따라 흐르면서 차게 된다. 이러한 境遇節理는 鑛脈(vein)李 되어, 有用鑛物이 나기에 좋은 形成條件을 提供해 준다.

節理의 分布 [ 編輯 ]

節理가 發生한 面은 不連續面이 되므로 몇몇 境遇를 除外하고는 새로운 節理가 이 不連續面을 뚫고 成長할 수는 없다. 그러나 實際現場에서는 節理들이 複雜하게 서로 여러 不連續面들을 자르며 複雜하게 얽혀있는 모습을 보이는데, 이러한 節理들의 分布와 先後關係를 밝히는 것은 地質學에서 重要한 問題中 하나이다.

이렇게 節理들이 끊어져 있는 모습에 對해서 說明할 수 있는 여러 理論들이 있는데, 現場에서는 가장 잘 說明할 수 있는 것을 採擇하여 導入해야 한다.

巖脈이나 鑛脈의 貫入. 貫入으로 因해 不連續面의 特性을 잃어버림.
偶然히 같은 位置에 서로 獨立的인 두 節理가 成長하여 마치 以前의 節理를 뚫고 成長한 것처럼 보임.
主應力 σ ₂와 σ ₃이 서로 비슷한 크기를 가지고 있어 서로 複雜하게 얽히며 成長.
過去의 節理 끝에서 새로운 節理가 그 點을 起點으로 成長.

한便己存在하는 節理面近處에는 應力場이 바뀌기 때문에 새롭게 成長하는 節理들이 S字(sigmoidal)나 J字(J-type) 形態로 成長하기도 한다.

節理의 特性中 하나는 여러 節理들이 어느 程度間隔을 두고 成長한다는 것인데, 이는 節理가 生成된 直後에는 節理周邊에 應力그늘(stress shadow)가 生成되기 때문이다. 이로 인하여 節理들이 서로 떨어져 發達하게 된다.

破裂面解釋 [ 編輯 ]

節理가 어느 方向으로 어떻게 成長하는가에 對한 硏究는 破裂面解釋의 여러 技法들을 使用하는데, 이 中에는 말꼬리 救助 (plumose structrue)와 해클 (hackle)과 같은 構造들을 活用한다. 이러한 構造들을 活用하여 어느 方向으로 節理가 成長하였는지뿐 아니라 特定境遇에는 主應力方向들을 決定할 수도 있다. ^[1]^[2]

節理의 地質學的·地質工學的重要性 [ 編輯 ]

節理는 여러 地質學的重要性을 가지고 있다. 첫째, 節理는 어떤 暗體가 過去에 겪었던 應力特性을 드러낸다. 節理와 單層 , 스타일롤라이트와 같은 여러 暗體內의 不連續面들과 이들을 補助하는 剪斷應力指示者(sense-of-shear)들은 過去 이 地域에 어느 方向으로, 어느 順序대로 應力이 加해졌는가를 나타내고 있다. 둘째, 같은 節理兆에 屬하는 節理들이라 하여도 서로 다른 암상에서는 그 節理가 進行되다가 屈折되어 發達할 수 있다. 이러한 特性은 特히 노두가 넓은 面積에 걸쳐 露出된 地域에서 有用하게 作用하는데, 이러한 節理兆들의 屈折特性을 통해 地域 암상의 變化境界를 推定해 낼 수 있다.

한便地質工學의 立場에서는, 절리는 單層이나 葉理와 같은 暗體內의 非等方的要素中 하나이다. 節理들에 依한 暗體의 非等方性은 構造物의 安定性에 큰 影響을 끼친다. 그리하여 構造物의 建設前地域의 節理系를 調査把握하는 것은 地質工學의 立場에서 重要하게 作用한다.

出戰 [ 編輯 ]

Haakon Fossen 저, 김영석 驛. 2013, 構造地質學 . 시그마프레스, ISBN 978-89-97927-98-2
Bruno Sander. 1970, An Introduction to the Study of Fabrics of Geological Bodies . Pergamon press, ISBN: 978-0-08-006660-8

各州 [ 編輯 ]

↑ Roberts, J.C. (1995) Fracture surface markings in Liassic limestone at Lavernock Point, South Wales . Geological Society, London, Special Publications; v. 92; p. 175-186]
↑ Bahat, D., A. Rabinovitch, and V. Frid (2005) Tensile Fracturing in Rocks: Tectonofractographic and Electromagnetic Radiation Methods. Springer-Verlag Berlin. 569 pp. ISBN 3-540-21456-9

[Roberts1985a-1] Roberts, J.C. (1995) Fracture surface markings in Liassic limestone at Lavernock Point, South Wales . Geological Society, London, Special Publications; v. 92; p. 175-186]

[BahatOthers2005a-2] Bahat, D., A. Rabinovitch, and V. Frid (2005) Tensile Fracturing in Rocks: Tectonofractographic and Electromagnetic Radiation Methods. Springer-Verlag Berlin. 569 pp. ISBN 3-540-21456-9

[1]

[2]

形成 理論 [ 編輯 ]