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동해 울릉분지 북동부지역의 지구물리학적 특성 및 지구조 연구

A Study on the Geophysical Characteristics and Geological Structure of the Northeastern Part of the Ulleung Basin in the East Sea

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.43 no.6, 2010년, pp.625 - 636  

김창환 (한국해양연구원 동해연구소 독도전문연구센터) ,  박찬홍 (한국해양연구원 동해연구소)

초록
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본 연구에서는 울릉분지 북동부지역에서 획득한 중력, 자력, 수심자료 등 지구물리자료를 이용하여 이 지역의 지구물리학적 특성 및 지구조를 고찰하고자 하였다. 각각의 자료는 조사기간 및 사용 장비의 차이로 인하여 자료간의 오차가 나타나는데 상대적인 보정을 실시한 후 통합하였다. 울릉분지 북동부에 위치한 연구지역은 울릉도와 독도해산들, 그리고 한국해저간극으로 이루어져 있으며 최대수섬은 약 -2500 m를 보인다. 후리에어이상는 지형의 영향을 잘 반영하며 전체적으로는 울릉도와 독도 및 해산들에서 높은 값을 보인다. 부게이상은 해산들에 의한 국지적인 이상치를 보이지만 한국해저간극 및 울릉분지를 중심으로 고이상을 보이는데 이는 맨틀상승에 의한 영향이라 판단된다. 자기이상도를 살펴보면 화산체(섬과 해산들)들을 중심으로 복잡한 자기이상대를 나탄낸다. 연구지역 부게중력이상의 파워스펙트럼 분석으로부터 계산된 연구지역 모호면평균 깊이는 -16.1 km로 나타났다. 이 파워스펙트럼 분석을 이용하여 모호면 심도 역산을 수행하였다. 이 역산법으로 계산된 모호면의 심도는 한국해저간극지역에서 -16~17 km 정도이며 오끼뱅크 및 울릉도의 북서부쪽으로 갈수록 심도가 깊어지는 결과가 나타났다. 이 역산결과는 울릉분지의 해양지 각이 일반적인 해양지각에 비해 두껍다는 기존 결과와 일치한다. 2차원 중력 모델링 결과에서도 모호면의 심도가 해저면지진계 탐사측선이 지나가는 안용복해산과 독도 사이의 한국해저간극지역에서 얕은 것을 볼 수 있으며 오끼뱅크쪽으로 갈수록 깊어진다. 자화분포도에서는 울릉도와 독도 등 화산체에 의한 강한 자기이상대에 의해 나타나는 자화 분포대를 제외하면 주로 북동-남서방향의 선형배열이 나타난다. 섬도역산 결과, 2차원 중력모델링 및 자화분포 결과를 종합해보면 동해의 생성사 울릉분지의 가능성 있는 spreading center(해저면 확장중심) 위치가 한국해저간극에서부터 울릉분지까지 북동-남서 방향일 것이라는 기존 논문들의 주장과 부합된다고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The geophysical characteristics and geological structure of the northeastern part of the Ulleung Basin were investigated from interpretation of geophysical data including gravity, magnetic, bathymetry data, and seismic data. Relative correction was applied to reduce errors between sets of gravity an...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구의 목적은 해저지형, 중력 및 자력자료 등의 지구 물리 자료를 종합 분석하여 동해생성연구 및 해저 자원개발의 기반자료가 되는 울릉분지 북동부 지역의 지구물리학적 특성 및 지각구조를 고찰하는 것이다’ 이를 위하여 한국지질자원연구원, 국립해양조사원 및 한국해양연구원에서 획득한 수심과 중력, 자력자료를 통합처리하고 분석하였다.

가설 설정

  • 9 g/cm3로가정하고 계산하여 관측치과 모델계산치가 잘 일치하는 결과를 얻었다. 따라서, 독도 화산체들의 대분을 차지하는 해수면아래 해산의 밀도는 수면 위 독도 하부에서 채취된 알칼리 현무암질역 및 기존 논문의 모델을 기준으로 2.9 g/cm3로 가정하였다. 그 결과로 나온 계산된 중력이상치와 관측된 중력이상치가 대체로 잘 일치하는 모습을 볼 수 있다(Fig.
  • 본 역산에서는 모호면의 심도를 구하기 위하여 부게중력이상의 파워스펙트럼 분석을 이용하여 맨틀하부에 의한 중력이상값을 분리하고 역산 초기에 주어지는 지하구조모형을 밀도가 다른 두 개증 (맨틀, 지각)으로 가정하였다(Jeon, 1995). 또한 맨틀과 지각의 밀도 값을 각각 3.3 g/cm3과 2.9 g/cm3가정하여 맨틀과 지각의 경계면인 모호면의 심도를 역산하였다. 연구지역 지긱의 밀도는 기존 동해 지각구조연구(Kim et al.
  • 또한 부 게 중력 이상 자료를 이용하여 모호면의 심도에 대한 역산을 실시하였다. 본 역산에서는 모호면의 심도를 구하기 위하여 부게중력이상의 파워스펙트럼 분석을 이용하여 맨틀하부에 의한 중력이상값을 분리하고 역산 초기에 주어지는 지하구조모형을 밀도가 다른 두 개증 (맨틀, 지각)으로 가정하였다(Jeon, 1995). 또한 맨틀과 지각의 밀도 값을 각각 3.
  • 9 g/cm3가정하여 맨틀과 지각의 경계면인 모호면의 심도를 역산하였다. 연구지역 지긱의 밀도는 기존 동해 지각구조연구(Kim et al., 1994; Park et al., 1996; Park et al., 2002; Kim et al., 2009b)를 참고하여 해양지각의 밀도인 2.9 g/cm3로 가정하였다. 이 모호면 역산 심도를 OBS(Ocean Bottom Seismometer) 의 맨틀 심도 결과(Kim et al.
  • 7). 이 파워스펙트럼 분석에서 부 게 중력이상에 저주파필터를 적용하여 맨틀하부에 의한 부 게 중력값을 구하고 모호면 평균심도를 이용하여 연구지역을 10 kmxlO km 면적의 직사각주 집합체로 가정하고 단순화 시켜 모호면 역산법을 수행하였다. 이역 산법으로 계산된 모호면의 심도는 한국 해저 간극 지역에서 -16~-17 km 정도이며 오끼뱅크 및 울릉도의 북서쪽으로 갈수록 심도가 깊어지는 결과가 나타났다(Fig.
  • 10). 해수의 밀도를 1.03 g/cm3, 퇴적층의 밀도를 2.4 g/cm3, 해산 및 지각의 밀도를 2.9 g/cirf, 맨틀의 밀도를 3.3 g/cnr5로가정하였다. 하와이안 현무암질 마그마의 경우 수심 1 km 보다 깊은 곳에서 분출되면 2.
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