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Chapter 3. 변형분석

1. 변형지시자(Strain Markers)
2. 변형분석방법(Strain-Measurement Techniques)

1. 변형지시자 (Strain Markers)
(1) 유한변형지시자 (finite-strain indicator)의 조건
1) 원래의 모양을 알거나 결정할 수 있어야 한다.
2) 변형 지시자와 주변의 암석의 역학적 성질이 같아야 한다.
(2) 환원반점 (Reduction spots)
1) 세립질 퇴적암에 구형이나 타원체 형태로 발달되어 있다.
2) 붉은색의 퇴적암이 환원되어 녹색으로 된다.
3) 환원반점은 주변의 세립질 퇴적암과 역학적 성질이 같다.
4) 문제점
모두가 구형이 아니다.
환원반점의 형성시기와 변형시기와의 관계가 명확하지 않을 때가 있다.
(3) 역 (Pebbles)
1) 대부분 타원체 모양
2) 만일 역들의 방향이 무작위로 되어 있으면 Rf/Φ' 방법을 이용하여 변형분석을 할 수 있다.
(4) 우이드 (O ids) 와 피졸라이트 (Pisolites)
1) 구형이거나 타원체 모양
2) 석회암 속에 분포
(5) 화석 (Fossils)
1) 원래의 모양이 알려져 있다.
2) 삼엽충 (trilobites), 벨렘나이트 (belemnites), 완족류 (brachiopods) 등
(6) 기공 (Vesicles)
1) 화산암 속에 분포
2) 기공과 주변의 암석의 역학적 성질이 다르다.
3) 행인(amygdules) 기공이 불석, 방해석, 석영, 옥수 등의 광물로 채워져 있는 것.
(7) 베게용암 (Pillows)
1) 윗부분은 둥근 모습의 유리질이나 다공상 조직은 보이는 용암으로 되어 있으며, 아래쪽 은 뾰쪽한 형태를 가진다.
(8) 서관 (Burrows)
1) 동물이 지층면에 수직으로 파놓은 구멍

2. 변형분석방법 (Strain-Measurement Techniques)
(1) Wellman s Method
1) 변형 전에 90 각을 가진 기준선들이 변형작용에 의해 기준선간의 각이 변화하는 것을 이용.
2) 좁은 지역에 많은 화석이 존재해야 한다.
3) 화석은 층리면 상에 있어야 한다.
4) 완족류나 삼엽충 (brachiopods or tribolites)
5) 과정
① 모든 화석의 경첩선과 중앙선을 종이에 옮긴 후 각각의 화석에 대해 번호를 메긴다.
② 기준선(AB)을 그린다. 기준선은 아무방향이나 좋으며 (다만 경첩선이나 중앙선 방향과 다를 것), 길이는 적당하게 한다.
③ 각각의 화석에 대해 경첩선과 중앙선과 평행한 선이 기준선의 끝점 AB를 지나가게 그린다.
④ 각각의 교점을 지나는 타원을 그린다. 이 타원이 변형타원이다.

(2) 타원 형태의 변형지시자를 이용한 유한 변형타원 결정
1) Rf/Φ′Method
① Ri : 변형전의 타원율
* ellipticity :

② Rf : 변형후의 타원율
Ri 와 Φ(orientation of long axis) + Rs (변형타원의 타원율) 과 변형타원의 장축의 방향에 의해 결정된다.
③ Φ 와 Φ′
ⓐ Φ : 변형전의 타원과 기준선과 이루는 각도
ⓑ Φ′: 변형후의 타원과 기준선과 이루는 각도

④ 변형작용이 증가할수록 (deformation increases)
ⓐ Rf 값이 증가 (increases)
ⓑ fluctuation(F) 값이 감소
⑤ 과정 (procedure)
ⓐ 변형후의 타원으로부터
㉠ 기준선과 타원의 장축이 이루는 각 (Φ′)을 측정한다.
㉡ 각각의 타원의 장축과 단축을 측정하여
변형후의 타원율을 구한다(Rf).

ⓑ 그래프에 (Φ′, Rf)의 좌표값을 점으로 표시 한다.
x 축 : Φ′, y 축 : Rf
ⓒ 점들은 폐곡선 상에 놓이게되며, 그 폐곡선 을 둘로 나누는 직선의 Φ′값(x-축)이 변형타원 의 장축의 방향이 된다.

ⓓ 그래프에서 Rfmax 와 Rfmin 값을 결정한다.
ⓔ Rs 와 Ri 값을 게산한다.
㉠ maximum Ri > Rs
Rfmax = Rs Rimax
Rfmin = Rimax/ Rs
(Rfmax Rfmin)1/2 = Rimax
(Rfmax/Rfmin)1/2 = Rs
㉡ maximum Ri < Rs
Rfmax = Rs Rimax
Rfmim = Rs/Rimax
(Rfmax Rfmin)1/2 = Rs
(Rfmax/Rfmin)1/2 = Rimax

2) 중심 대 중심 기법 (Center-to-center Method)
① 원래 무작위의 방향으로 서로 가깝게 놓여있는 물체를 이용 (모래입자, 역, 우이드등)
② 각각의 물체의 중심간의 거리와 방향을 이용하여 변형타원을 결정한다.

③ 과정
ⓐ 투명용지에 각 물체의 중심을 표시한다.
ⓑ 각 물체의 중심으로부터 주변의 물체의 중 심을 연결하는 직선을 모두 그린다. 단 그
직선이 다른 물체를 지나가서는 아니 된다.
ⓒ 투명용지 위에 기준선을 그린 다.
ⓓ 각각의 중심을 연결한 직선의 길이 (the
tie-line lengths, d′)와 기준선과 중심을 연결
한 직선과의 각도 ( ′)를 측정하여 표로 만든
다.
ⓔ ′(x-axis) vs. d′(y-axis)의 그래프를 그린
다.
ⓕ 15 개 이상의 물체에 대해 위와 같은 방법
을 반복한다.
ⓖ 모든 점에 대한 best-fit curve을 결정한다. ⓗ 변형타원의 타원율을 계산한다.

3) 프라이 방법 (The Fry Method)
① 물체간의 거리와 각도가 변형의 크기와 방향에 의해 결정된다.
② 과정
ⓐ 투명용지에 각 물체의 중심을 표시하고 번호를 부여한다.
ⓑ 다른 투명용지의 중심에 기준점을 찍는다.
ⓒ 첫 번째 및 두 번째 투명용지에 기준선을 그린다.
ⓓ 두 번째 투명용지의 기준점이 첫 번째 투명용지의 1번 물체의 중심과 일치하게 한다. 기준선들은 서로 평
행해야 한다.
ⓔ 두 번째 투명용지 위에 첫 번째 투명용지에 표시된 각각의 물체의 중심을 모두 찍는다.
ⓕ 두 번째 투명용지를 평행이동 시켜 기준점이 2번 물체의 중심과 일치하게 한다.
ⓖ 다시, 두 번째 투명용지 위에 첫 번째 투명용지에 표시된 각각의 물체의 중심을 모두 찍는다.
ⓗ 두 번째 투명용지를 평행이동 시켜 기준점이 3번 물체의 중심과 일치하게 한다. 위의 과정을 반복한다.
ⓘ 두 번째 투명용지의 기준점 주위에 점이 찍히지 않은 (비어있는) 부분(타원)을 찾는다.
ⓙ 이 타원이 변형타원이다.
ⓚ 변형타원의 장축과 단축을 측정하여 타원율을 계산한다.

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