본 연구는 호주 남동부 지역 Otway 산맥 일대에서 확인되는 신기 지체구조 운동의 성격과 매커니즘을 규명하기 위해 현상적 융기 패턴과 중력이상 및 현생 응력 체계 등의 지구물리 자료간의 상관관계를 분석하였다. Otway 산맥의 융기축은 높은 중력값을 보이는 지역과 일치하는 반면 주변의 두꺼운 제3기 퇴적층 지역은 낮은 중력값을 보이는 지역과 일치하고 있어 높은 중력값의 이상 구간은 제3기 퇴적층 지역에 의해 구분되는 형태를 보여주고 있다. 한편 단층, 습곡 활동으로 특징되는 연구 지역 일대의 지질 구조 및 분포 패턴은 호주 남동부 지역의 현생 응력 체계와 잘 일치한다. 지형 고도와 중력 간의 양의 상관관계는 가설적으로 연구 지역 일대의 융기 운동이 대규모(102 km 대)의 암석권 휨 현상에 의해 발생하고 있음을 보여주고 있으며, 판 경계 응력에 의한 암석권 내 기존 약대들의 재활성화는 이러한 대규모 변형 양식에 있어 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 판단된다.

본 연구는 호주 남동부 Victoria 남부 해안을 따라 발달하고 있는 Otway 산맥 일대에서 지난 5 Ma 동안의 신기지체구조 운동의 성격을 해안 산악 지역을 따라 분포하고 있는 해안단구의 발달상을 통해 밝히고 있다. OSL 연대 측정으로부터 얻은 저위 해안단구면의 융기율은 판 내부 구조운동의 영향이 현생 지형 발달에 미치는 결과를 명확히 보여주고 있다. 또한 본 연구는 제4기 해안단구와 플라이오세 고해수준 기록 간의 층서적 관계를 통해 후기 신제3기 이후에 나타나는 지구조 운동의 변화적 속성을 밝히고 있다. 이와 같은 후기 신제3기 이후 가속화된 지구조 운동 반응은 호주-태평양판의 이동성의 변화와 이에 따른 경계 응력의 증가가 대륙 내부 응력 수준에도 영향을 미친 결과로 이해된다.

경북 포항의 장기층군에서 산출된 규화목의 산출상태로부터 판단하면 규화목은 모두 이지성 화석임을 지시한다. 장기층군에는 규화목과 함께 탄화목, 목탄도 발견되며, 일부의 규화목에는 껍질부분에 갈탄화된 유기물이 일부 남아있는 것도 있다. 규화목의 X선 회절 분석으로부터 Opal-CT, Opal-C, 석영+크리스토발라이트의 3가지 유형이 확인되었다. 이러한 광물의 존재는 규화작용이 비교적 낮은 온도에서 일어났음을 지시한다. 실리카(SiO2)의 주공급원은 응회암으로 추정된다. 규화목의 구성광물의 종류와 조직 보존 상태로부터 판단하면 규화작용은 주로 치환에 의해 일어난 것으로 추정된다.

고흥지역 일대에 분포하는 백악기 화강암을 대상으로 석영내에 발달해 있는 아문미세균열을 측정하여 연구지역의 고응력장을 분석하였다. 5개의 시료(GH-1, GH-3, GH-4, GH-5, GH-8)에서 아문미세균열들의 방향을 측정하여 분석한 결과, GH-1, GH-3, GH-4에서 최대수평주응력은 N60˚W와 N70˚E, N20˚W, N50˚W의 방향성이 가장 우세하였으며, N-S와 N30˚E의 방향성도 미약하게 나타났다. GH-5와 GH-8시료에서는 최대수평주응력의 방향 N40˚E와 N10˚E가 가장 우세하였고, N40˚W의 방향성도 미약하게 나타났다 전체적인 최대수평주응력의 방향은 N60˚W가 가장 우세하였으며, N20˚W, N20˚E, N70˚E등의 방향성도 미약하게 나타났다. 이 연구의 결과와 기존의 고등력장에 관한 연구결과를 종합해 볼 때, 백악기 말에서 신생대 3기 초 사이 연구지역에 작용한 최대수평주응력의 방향은 WNW에서 NE로 변화했을 것으로 판단되며, 그 원인으로는 그 당시 동북아시아 일대에 일어났던 복잡한 지구조운동에 기인한 것으로 사료된다.

지음향 모델링은 해저지층을 통한 음파 전달과정을 모형하기 위해 발달해 왔다. 이러한 작업은 음파 전달을 제어하는 지층의 지음향 특성값을 측정 추론 예측한 값을 필요로 한다. 동해안 옥계와 북평지역 연안에서, 해저지층은 제4기층과 함께 제3기 퇴적층, 음향학적 기반암 등으로 구성된다. 옥계 연안지역 해저지층의 기반암은 주로 고생대 평안층군의 암석으로 해석되며, 이 암석의 평균 P파와 S파 속도값은 각각 4276 m/s와 2400 m/s이다. 북평 연안지역 해저지층의 기반암은 주로 고생대 초기 조선누층군의 석회암으로 해석되며, 이 암석의 평균 P파와 S파 속도값은 각각 5542 m/s와 2742 m/s이다.

연구지역인 포항분지 북부의 청하와 송라 일대에 분포하는 연일층군에서 2속 5종의 아케오모나드, 이들 외에 3가지 유형의 스토마토시스트로 생각되는 포낭류 화석, 3속 5종의 내골격 와편모조류 및 11속 18종의 에브리디안 화석들이 산출되었다. 규질 미화석들의 군집조성에서 연구지역에 분포하는 연일층군의 지질시대는 마이오세 중기에 해당하며 아케오모나드의 산출에 따르면 미국 메릴랜드의 Calvert층과 일본 중부의 Hojuji층에 대비된다. 내골격 와편모조류와 에브리디안을 이용한 분대에 따르면 연구지역의 연일층군은 남서태평양 해역의 Actiniscus elogatus대에서 Hermesinella conata대의 중부에, 노르웨이해 연안 Vøring Plateau해역의 Spongebria miocenica대에서 Hermesinella schulzii대의 중부에 대비된다고 할 수 있다. 연일층군 퇴적환경은 아케오모나드를 비롯한 포낭류 화석, 내골격 와편모조류 및 에브리디안 군집조성에 따르면, 대체로 한랭수괴가 우세한 환경에서 온난수괴 역시 영향을 미치고 있었으나 두호층의 상부로 가면서 한랭화가 다소 강화되었던 것으로 생각된다. 그리고 미소 포낭류 화석들의 산출에서 연일층군 퇴적 시, 담수 또는 반염수의 영향을 받았을 가능성이 시사된다.

한반도 동남부는 신생대 동안 동아시아 광역 지구조환경의 변화에 의하여 복합 지구조운동을 겪었다. 취성변형요소들을 이용하여 복원한 고응력장은 ( I ) 북서-남동 횡인장, ( II ) 북서-남동 횡압축 ( III ) 북동-남서 순수인장 내지 방사상인장, ( IV ) 북북동-남남서 횡압축, ( V ) 동서 내지 동북동-서남서 횡압축의 순서이다. ( I )은 24-16 Ma사이 동해의 당겨열림형 확장의 결과로써 연구지역 제3기 분지들의 확장을 주도하였다. 지구조 사건 ( II )는 15 Ma경 필리핀해판의 이주보닌 아크 혹은 고대륙 쿠로시오와 일본 남서부의 충돌에 의한 압축력의 결과로써, 연구지역 제3기 분지들의 확장을 종결시켰으며 분지일원의 지괴들을 융기시켰다. 이 사건은 10 Ma까지 지속되었다. (III)은 10 Ma경에 이르러 필리핀해판의 활동이 소강상태에 들어감으로서 ( II )에 의해 발생한 지각융기의 후 지구조적 응력사건으로 해석된다. (IV)는 6 Ma경 필리핀해판이 북쪽으로 이동을 재개한 결과로서, 대한해협과 일본 남서부의 배후에 동서 방향의 압축구조를 만들었으며 연구지역의 지괴들을 다시 융기시켰다. ( V )는 5-3.5 Ma사이에 필리핀판의 북상에 의한 남북 압축력이 약해지고 태평양판의 섭입과 인도판의 충돌에 의한 동서 압축력의 영향이 점진적으로 증가한 결과로서, 한반도 동해안에 남북 방향의 압축구조를 만들었으며 한반도 동남부의 지괴들을 서쪽으로 충상시켰다. 이 응력장은 현재까지도 계속되어 오늘날 동서 방향의 제4기 충상단층들과 지진을 발생시키고 있다.

일본의 제3기 해성 퇴적분지 석유탐사 시추공에서 회수된 이질암에서 산출되는 일라이트-스멕타이트 혼합층 점토광물에 대하여 광물학적 및 화학적 연구를 수행하였다. X-선회절분석에 의하면 매몰심 도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물을 구성하는 스멕타이트 성분층은 감소하고 일라이트 성분층은 증가한다. 또한 매몰심도 4,000 m에서 불규칙배열의 일라이트-스멕타이트 혼합층광물은 규칙배열(R=1)의 일라이트-스멕타이트 혼합층 광물로 변화한다. 이 매몰심도는 약 100℃의 매몰온도를 지시하며 유기물분석 결과와 잘 일치되고 있다. 그러나 현재의 지온구배를 고려할 때 100℃의 매몰온도는 3,000 m이다. 이와 같은 차이는 약 2,500 m에 존재하는 역단층에 의하여 일부 지층이 중복되고 더욱 매몰되었기 때문에 발생한 것으로 해석된다. 화학분석에 의하면 매몰심도가 증가함에 따라 일라이트-스멕타이트의 Si 성분은 감소하고 Al과 K성분은 증가한다. 이것은 일라이트-스멕타이트의 사면체층에서 Si를 Al이 교대함에 따라 사면체층에서 발생하는 전하량을 보완하기 위하여 사면체 층간에 K이 유입되는 것을 시사한다. 이 반응에 필요한 K은 K장석과 운모류에서 유입되었을 것으로 생각된다.

포항지역 제3기 해성퇴적층에서 산출되는 탄산염광물의 특성을 밝히기 위하여 음극선 발광현미경 관찰과 화학분석을 실시하였다. 발광현미경은 보통의 편광 현미경으로는 관찰할 수 없는 정보를 제공해 준다. 사암의 탄산염 교질물 내에서, 편광현미경하에서는 나타나지 않는 유공충의 형태와 마름모꼴로 자란 돌로마이트 형태들이 음금선 발광현미경하에서는 명확히 나타난다. 화학분석 결과, 발광은 탄산염 광물 내의 망간 성분과 칠 성분에 의해서 나타난다. 그러나 돌로마이트 내의 철성분이 10,000 ppm을 넘게 되면 발광은 사라진다. 산출되는 돌로마이트는 칼슘 성분이 많은 것이 특징이며, 60～70℃의 초기 속성작용 단계에서 생성된 것으로 생각된다.

Mineral description and mineralogical characterization were made for the wellsite, a barrian zeolite, which found as diagenetic alterations in the Miocene pyroclastic rocks in Gampo area. The wellsite occurs together with clinoptilolite, smectite and apatite as euhedral crystallites (0.2~0.4mm) forming interpenetraion twinning in the vesicles of altered pmice fragments. Compared to other reported wellsites, the wellsite is rather silicic (Si/(Al+Fe): 3.12-3.16) and Ca-rich. Unit cell dimensions and chemical formular determined from XRD, EMPA and TGA data are as follows:a=9.883a, b=14.204a, c=8.677a, β-124.764˚, (Ba0.57K0.36)(Ca1.18Na0.04)Al3.9Si12.1O32.13.9H2O.The cation composition of the Gampo wellsite, which shows an exchange reaction in the form of Ba2++Ca2+=2(K++Na-), is deviated far from the compositional range of a phillipsite-harmotome series. Due to higher abundance of divalent cations (Ca, Ba) and si in the wellsite, cimpared to those of the phillipsite and harmotome reported in other areas, the zeolite seems to be characteristic of higher water content (18.7 wt%) and higher thermal stability. XRD, chemical and thermo-chemical results of the wellsite reflects that wellsite is rather a Ba- and Ca-rich end member of a phillipsite-harmotome-wellsite series than an intermediate phase of phillipsite-harmotome series or a barrian variety of phillipste.