일본의 난카이(남해) 해구 지역은 유라시아-필리핀 섭입대에 존재하는 해저 열-유체 거동의 특이성을 부각하는 지역으로 알려져 있다. 그러하므로, 본 연구는 해당 지역을 예시로 사용하여 수치 시뮬레이션을 진행, 섭입대 지역에서의 열-유체 분포에 영향을 끼치는 지질학적 특성을 평가하였다. 또한, 본 연구는 해당 특성중 섭입대 인근 ...
일본의 난카이(남해) 해구 지역은 유라시아-필리핀 섭입대에 존재하는 해저 열-유체 거동의 특이성을 부각하는 지역으로 알려져 있다. 그러하므로, 본 연구는 해당 지역을 예시로 사용하여 수치 시뮬레이션을 진행, 섭입대 지역에서의 열-유체 분포에 영향을 끼치는 지질학적 특성을 평가하였다. 또한, 본 연구는 해당 특성중 섭입대 인근 해저지형의 높낮이, 섭입이 진행됨으로써 생성되는 열운동학적 변화로 인한 섭입대로 유입되는 열의 차이, 섭입대 지질의 이질성, 그리고 데꼴망-단층 네트워크의 잠정적인 영향에 중점을 두었다. 차가워진 지각판의 섭입 및 연관된 열 재분배의 영향을 고려하는 열- 운동학적 섭입 모델 (KT subduction model)로 계산된 열 유입의 경계조건에 따르면, 유라시아 판의 열-유체 거동에 영향을 끼치는 주요 인자는 열전도이며, 해당 대륙판에서 보이는 특이성을 생성하는데 필요한 평균적인 투수성 (kh, kv)은 10-20 m2 < kh < 10-18 m2 및 10-21 m2 < kv < 10-19 m2 과 같았다. 허나, 섭입되는 필리핀 해판에서는 대류 열 전달이 열-유체 거동에 주요 영향을 끼쳤으며, 열전도의 영향은 미미하였다. 해당 섭입대에서 보이는 해판에서의 증가한 열 거동은 지각판의 섭입으로 인한 점진적 증가세를 보이는 열 유입 경계조건과 해판 상층의 투수성을 증가시킴으로써 어느 정도 재현이 가능하였다. 추가로, 데꼴망-단층 네트워크는 열-유체 거동에 비교적 작은 영향을 끼쳤다. 모델링 결과에 따르면, 해당 지역의 열-유체 거동 패턴에 가장 잘 맞는 경향은 운동학적 영향으로 인한 열 유입, 해판 상부에서 하단 측 지질의 투수성 (kh=10-12 m2 and kv=10-13 m2), 그리고 어느 정도 증가한 데꼴망의 투수성 (kh=10-13 m2 and kv=10-14 m2) 을 요구하며, 이 값들은 섭입대 해판 상부에서 현실적으로 존재할수 있는 투수성 값을 생성한다. 즉, 섭입대에서의 특이성을 설명하기 위해선 열-유체 분포에 가장 큰 영향을 끼치는 해당 인자들을 더욱 심화 시켜 고려하는 것이 필연적일 것이다.
일본의 난카이(남해) 해구 지역은 유라시아-필리핀 섭입대에 존재하는 해저 열-유체 거동의 특이성을 부각하는 지역으로 알려져 있다. 그러하므로, 본 연구는 해당 지역을 예시로 사용하여 수치 시뮬레이션을 진행, 섭입대 지역에서의 열-유체 분포에 영향을 끼치는 지질학적 특성을 평가하였다. 또한, 본 연구는 해당 특성중 섭입대 인근 해저지형의 높낮이, 섭입이 진행됨으로써 생성되는 열운동학적 변화로 인한 섭입대로 유입되는 열의 차이, 섭입대 지질의 이질성, 그리고 데꼴망-단층 네트워크의 잠정적인 영향에 중점을 두었다. 차가워진 지각판의 섭입 및 연관된 열 재분배의 영향을 고려하는 열- 운동학적 섭입 모델 (KT subduction model)로 계산된 열 유입의 경계조건에 따르면, 유라시아 판의 열-유체 거동에 영향을 끼치는 주요 인자는 열전도이며, 해당 대륙판에서 보이는 특이성을 생성하는데 필요한 평균적인 투수성 (kh, kv)은 10-20 m2 < kh < 10-18 m2 및 10-21 m2 < kv < 10-19 m2 과 같았다. 허나, 섭입되는 필리핀 해판에서는 대류 열 전달이 열-유체 거동에 주요 영향을 끼쳤으며, 열전도의 영향은 미미하였다. 해당 섭입대에서 보이는 해판에서의 증가한 열 거동은 지각판의 섭입으로 인한 점진적 증가세를 보이는 열 유입 경계조건과 해판 상층의 투수성을 증가시킴으로써 어느 정도 재현이 가능하였다. 추가로, 데꼴망-단층 네트워크는 열-유체 거동에 비교적 작은 영향을 끼쳤다. 모델링 결과에 따르면, 해당 지역의 열-유체 거동 패턴에 가장 잘 맞는 경향은 운동학적 영향으로 인한 열 유입, 해판 상부에서 하단 측 지질의 투수성 (kh=10-12 m2 and kv=10-13 m2), 그리고 어느 정도 증가한 데꼴망의 투수성 (kh=10-13 m2 and kv=10-14 m2) 을 요구하며, 이 값들은 섭입대 해판 상부에서 현실적으로 존재할수 있는 투수성 값을 생성한다. 즉, 섭입대에서의 특이성을 설명하기 위해선 열-유체 분포에 가장 큰 영향을 끼치는 해당 인자들을 더욱 심화 시켜 고려하는 것이 필연적일 것이다.
Nankai Trough highlights characteristic hydrothermal anomaly along the contact of Eurasian-Philippine Oceanic Plates. To elucidate geologic features governing the hydrothermal distribution within subduction zones, a series of numerical simulations were conducted with emphasis on subsea topography, b...
Nankai Trough highlights characteristic hydrothermal anomaly along the contact of Eurasian-Philippine Oceanic Plates. To elucidate geologic features governing the hydrothermal distribution within subduction zones, a series of numerical simulations were conducted with emphasis on subsea topography, basal heat inflow variations with consideration of thermo-kinematic effects generated by plate subduction, distribution of heterogeneous sedimentary facies, and effects of décollement-fault network. Based on the basal heat inflows simulated from the kinematic thermal subduction model (which accounts for the subduction of cooled oceanic plate and associated heat redistribution), the thermal conduction was shown to be a dominant control on heat flow regime in the continental crust, with average homogenous facies permeability of 10-20 m2 < kh < 10-18 m2 and 10-21 m2 < kv < 10-19 m2. In contrast, thermal conduction was minor for the heat flow within the oceanic crust. Elevated heat flow at oceanic crust was reproducible to an extent with combination of basal heat inflow variation and increase in permeability of upper oceanic crust facies. Implementation of the décollement-fault network had noticeably minor effect in comparison. The best fit of the local heat flow anomaly appeared with the implementation of kinematically derived basal heat inflow, high permeability basal formation facies (kh=10-12 m2 and kv=10-13 m2), and décollement (kh=10-13 m2 and kv=10-14 m2), generating permeability within the commonly accepted range for the upper oceanic crust facies. In summary, it was implied that the hydrothermal anomaly adjacent to the frontal thrust can only be represented by implementation of these factors, which act as dominant control over the hydrothermal distribution.
Nankai Trough highlights characteristic hydrothermal anomaly along the contact of Eurasian-Philippine Oceanic Plates. To elucidate geologic features governing the hydrothermal distribution within subduction zones, a series of numerical simulations were conducted with emphasis on subsea topography, basal heat inflow variations with consideration of thermo-kinematic effects generated by plate subduction, distribution of heterogeneous sedimentary facies, and effects of décollement-fault network. Based on the basal heat inflows simulated from the kinematic thermal subduction model (which accounts for the subduction of cooled oceanic plate and associated heat redistribution), the thermal conduction was shown to be a dominant control on heat flow regime in the continental crust, with average homogenous facies permeability of 10-20 m2 < kh < 10-18 m2 and 10-21 m2 < kv < 10-19 m2. In contrast, thermal conduction was minor for the heat flow within the oceanic crust. Elevated heat flow at oceanic crust was reproducible to an extent with combination of basal heat inflow variation and increase in permeability of upper oceanic crust facies. Implementation of the décollement-fault network had noticeably minor effect in comparison. The best fit of the local heat flow anomaly appeared with the implementation of kinematically derived basal heat inflow, high permeability basal formation facies (kh=10-12 m2 and kv=10-13 m2), and décollement (kh=10-13 m2 and kv=10-14 m2), generating permeability within the commonly accepted range for the upper oceanic crust facies. In summary, it was implied that the hydrothermal anomaly adjacent to the frontal thrust can only be represented by implementation of these factors, which act as dominant control over the hydrothermal distribution.
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