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주요 형태 지구대

가장 간단한 경우에 있어서 지구대는 폭 10km, 길이 수백km의 지괴가 2개로 벌어지고 있는 지각판 사이로 떨어졌을때 형성된다.

동아프리카 지구대의 대부분은 상대적으로 대칭적인 횡단면을 이루고 그 바닥은 주변고원보다 1,000m 이상 낮아져 있다. 어떤 곳에서는 지구대의 양쪽벽이 1,000m가 넘는 단일곡벽(단층면)으로 이루어져 있으나, 어떤 곳에서는 몇 단으로 나누어 미끄러지면서 계단단층을 형성하기도 한다.

화산활동이 지구대의 축을 따라 나타나는 경우가 있다.

암석권판이 분리되어 지각이 엷어지는 곳에는 암류권으로부터 뜨거운 물질이 얕은 깊이까지 올라오게 되고, 이것은 나중에 화산으로 분출하게 된다. 동아프리카 지구대에서 에티오피아와 케냐 쪽에 형성되어 있는 동쪽 맥을 따라서는 화산이 많이 분출되어 있으나 자이르 쪽으로 나 있는 서쪽 맥을 따라서는 아주 부분적으로 분출해 있다. 서쪽 맥의 남쪽 부분에 해당되는 탕가니카 호, 니아사 호 지역에는 화산활동이 전혀 없다. 동아프리카 지구대와는 달리 대부분의 지구대는 1개의 가파른 측벽과 1개의 완만한 측벽을 가진 비대칭적인 단면을 가지고 있다.

그 가파른 곡벽은 1개 혹은 2개의 주요 단층운동에 의해서 형성된 것이고, 완만한 쪽은 지각이 휘는 작용에 의해서 혹은 경동운동에 의해서 형성된다.

캘리포니아의 데스밸리는 동쪽 가장자리를 따라 단층선이 이루어져 급경사의 경계지역을 이루지만 서쪽 경계부의 지형경사는 완만하다. 그래서 급속한 침강은 계곡의 동부 가장자리를 따라 이루어지고 있는데 그곳에 서반구에서 가장 낮은 해면하 86m의 배드워터(Bad Water)가 위치하고 있다.

비슷하게 바이칼 지구대도 북서부는 매우 급한 경계부로 되어있으나 남동부는 비교적 완만하다.

지구대 안에는 급사면으로 경계된 좁은 능선이 형성되어 있는데 이것을 지루(地壘 horst)라 한다. 지루는 지구의 정반대 현상으로 양측이 모두 함몰된 단층면으로 경계된 돌출부이다. 그러나 이 돌출부는 융기에 의해 이루어진 것은 드물며, 대부분의 경우 원래의 높이를 갖고 있는데 반하여 양쪽에 지구대가 생기면서 상대적으로 함몰되었기 때문에 돌출한 경관을 보인다.

에티오피아와 케냐에 있는 동아프리카 지구대에서와 같은 어떤 지구대는 대규모의 돔(dome) 상 융기부 위에 형성되어 있다. 이 돔상 융기부는 그 아래쪽 암류권에서 뜨거운 물질의 용승으로 그위에 놓여 있는 암석권을 밀어올릴 뿐만 아니라 그것에 열을 주어 팽창하게 한다. 어느 정도 부풀어 팽창한 암석권은 그 표면이 펼쳐지게 되는데 이와 같은 전장구조장은 지구대를 만든다.

이런 식으로 형성된 지구대는 활발한 화산작용과 관련되어 있다.

어떤 지구대는 암석권에 작용하는 원거리 힘에 의하여 만들어진다. 이런 지구대는 돔상구조를 이루지도 않고, 화산활동도 거의 일어나지 않는다. 예를 들어 바이칼 지구대는 인도반도판이 유라시아 대륙판을 밀어붙이는 힘과 관련이 있다. 이 지구대의 남동가장자리는 3,000m에 이를 정도로 높지만 북서쪽 가장자리는 급속히 고도가 낮아져서 바이칼호 북서 50~100km의 거리에서는 단지 200m의 고도를 보인다.

① 분지와 산맥의 반복지형：미국 서부의 분지와 산맥지구(Basin and Range Province)는 유타·네바다·캘리포니아 지역에 이루어져 있는데 여기에는 지구대와 비슷하고 상대적으로 소규모인 구조적 함몰지가 다수 인접해서 형성되어 있다. 이들 함몰지들은 폭 10~30km, 길이 50~100km의 규모이며, 이와 비슷한 크기의 산맥으로 분리되어 있다.

이들 분지는 인접하는 산지로부터 공급된 퇴적물로 퇴적되어 있어 아주 평탄하다. 주요단층이 산지로부터 분지를 분리하고 있는 가장자리는 급경사를 이룬다. 그러나 분지 가장자리 산맥이 경동하는 형태를 취하고 있는 곳은 15° 정도의 완경사이다. 즉 분지와 산맥지구의 구조분지는 지구대와 비슷하지만 그들의 규모는 작으며, 산맥들은 경동지괴이거나 지루산지이다.

티베트 고원 북쪽에 형성되어 있는 분지와 산맥의 반복지형은 간격이 넓어서 수백km씩 떨어져 있으며 지질적으로도 미국의 것보다 오래된 것이다.

서부 터키 지역에서도 동서방향으로 긴 분지와 인접한 산맥이 연속적으로 나타나는데 이것은 남북방향의 지각의 확장과 관련이 있다. 이 분지와 산맥지형은 에게 해 밑 서쪽으로 확대되어 있는데 에게 해에서 해면위로 솟은 수많은 섬은 분지간의 산맥의 꼭대기를 나타낸다.

② 인전분지(引展盆地 pull-apart basin)：몇몇의 구조곡은 직4각형이거나 마름모형 분지이며 4개의 급사면으로 둘러싸여 있는데 사해(해면하 396m), 임피리얼(Imperial) 계곡이 그 예이다.

이러한 구조곡은 주향이동단층(거의 수직적인 단층면을 따라 한 쪽 면의 물질이 한 쪽에 비해서 수평적으로 이동하는 단층)과 관련을 갖고 있다. 사해 혹은 남부 캘리포니아와 같은 지역에서는 거의 평행하는 주향이동단층이 구조곡의 양사면을 경계짓고 있다.

주향이동단층의 중복되는 부분의 횡변이는 2개의 단층사이의 지역에 있어서 지각의 확장을 초래한다. 그래서 구조곡의 양사면은 1차적으로 수평으로 횡변위된 단층면에 의해서 경계지워지고, 또다른 2개의 사면은 수직적인 변위의 단층면으로 경계되어진다. 지각이 횡변이하는 2개의 단층사이에서 문자 그대로 끌려서 떨어졌기 때문에 이 분지를 인전분지(pull-apart basin)라 한다.

③ 반곡：이 함몰지는 그 형태에 있어서는 지구대와 비슷하지만 그 형성작용에 있어서는 정반대인 지각단축작용에 의하여 형성되었다.

반곡은 지각의 지괴들이 서로 반대 방향에서 충상되어 그 사이에 끼어 있는 지괴를 올라탈 때 이 사이에 끼여 있는 지괴가 올라탄 지괴의 하중에 의해서 침강하여 결과적으로 곡이 형성된 것이다. 반곡은 수천m에 달하는 급경사의 산지와 인접하고 바닥은 주변산지로부터 공급된 퇴적물이 퇴적되어 평탄한 지형을 이룬다. 반곡의 가장자리는 지구대에서처럼 명확하지는 않지만 그 고도는 지구대보다 높은 것이 일반적이다.

반곡의 대표적인 예는 텐산 산맥 동쪽 끝에 있는 투루판(Turfan) 함몰지로 바닥은 해면하 154m이다. 일반적으로 건조지역을 제외한 모든 지역에서의 반곡은 주변산지로부터 공급되는 퇴적물에 의하여 급속도로 메워지기 때문에 오래 남아있을 수 없는 지형이다. 그러나 소규모의 유년기 반곡은 뉴질랜드 남섬 남부알프스 동쪽 산록에서 발견되고 있고, 로키 산맥 내에서도 반곡의 잔재를 발견할 수 있다.

④ 전분：이 지형은 주로 산맥의 전면에 나타나는데 히말라야 산맥의 남쪽, 알프스 산맥의 북쪽, 로키 산맥의 동쪽에서 찾아볼 수 있다. 이러한 종류의 분지는 인접한 산맥으로부터 침식된 퇴적층으로 메워져 있어서 분지구조는 지하에 나타나 있고, 외견상으로는 대평원으로 나타난다.

전분은 인접한 암석권판을 충상하여 된 산맥이 강한 하중을 부하하기 때문에, 마치 다이빙 선수의 무게로 다이빙 판이 휘어지듯이 암석권판이 휘어져서 형성된다. 전분에 퇴적된 퇴적층은 최근에 퇴적된 것으로서, 산맥 바로 옆이 가장 두꺼우며, 산맥으로부터 멀어질수록 그 두께는 점차로 감소한다. 전분은 기름과 가스의 매장장소로도 중요하다.