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[국내논문] 한반도 남동부 포항-울산지역 심부 지질구조 분석을 위한 중력장 해석
Gravity Field Interpretation for the Deep Geological Structure Analysis in Pohang-Ulsan, Southeastern Korean Peninsula 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.53 no.5, 2020년, pp.597 - 608  

손유진 (경북대학교 자연과학대학 지질학과) ,  최승찬 (경북대학교 자연과학대학 지질학과) ,  유인창 (경북대학교 자연과학대학 지질학과)

초록
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규모 5 이상의 경주지진과 포항지진이 발생한 이후에도 한반도 남동부에서는 여전히 수백 건의 여진과 미소 지진이 발생하고 있다. 이러한 현상은 응력이 계속 작용하고 있다는 것을 의미하며, 또 다른 큰 지진이 발생할 수도 있음을 암시한다. 따라서 본 연구에서는 한반도 남동부 포항-울산지역의 심부 지질구조를 분석하기 위해 중력장 해석 방법을 사용하였다. 먼저 연구지역의 부족한 중력 데이터를 수집하기 위해, 중력 탐사를 시행하여 기존 자료보다 정밀한 부게 중력이상을 계산하였다. 중력이상 데이터를 바탕으로 역산 방법인 "곡률 분석 (Curvature analysis)"과 "오일러 곱풀기 방법(Euler deconvolution method)"을 이용하여, 한반도 남동부의 심부 단층의 위치 및 방향성과 최대 깊이를 분석하였다. 그 결과, 본 연구지역에는 최소 6개의 심부 단층(C1~C6)이 존재하는 것으로 해석된다. 심부 단층선 C1은 방향성과 위치가 연일구조선과 일치하는 것으로 보아, 연일구조선이 최대 약 4000m 깊이까지 이어져 있는 것으로 해석된다. 심부 단층선 C2는 여러 개의 분절된 단층들로 이루어져 있으며, 지표의 단층들과 잘 대비된다. 심부 단층선 C3, C4와 C5는 북서-남동 방향의 울산단층과 평행한 방향성을 가지는 것으로 분석되며, 초기 백악기에 남북 방향의 응력을 받아 형성되었으나 퇴적물에 덮여 지표에 드러나지 않는 것으로 판단된다. 심부 단층선 C6는 북동-남서 방향성을 가지며, 어일분지의 동쪽 경계단층이 심부로 이어져 있는 것으로 사료된다. 분석한 심부 단층선과 미소 지진 발생 현황을 대비한 결과, 심부 단층선 C1과 2018년~2019년 동안 한반도 남동부에서 발생한 미소 지진의 분포가 대략 일치하는 것을 확인하였다. 이는 심부에 존재하는 단층과 최근 발생하는 지진이 연관이 있다는 것을 시사한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Even after the Gyeongju earthquake and the Pohang earthquake, hundreds of aftershocks and micro-earthquakes are still occurring in the southeastern part of the Korean Peninsula. These phenomena mean that the stress is constantly working, implying that another huge earthquake may occur in the future....

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 훗날 일어날지도 모르는 큰 지진을 대비하기 위하여 한반도 남동부의 심부 지질구조에 관한 연구의 필요성이 대두되었다. 본 연구는 한반도 남동부 포항-울산지역에서 2019년 중력 탐사를 통해 새롭게 획득한 중력장 데이터를 이용하여, 심부 단층의 위치와 그 깊이를 추정 및 계산하기 위한 것이다. 이를 위해서 중력 해석 방법 중 “곡률 분석(Curvature analysis)”과 “오일러 곱풀기 방법(Euler deconvolution method)”을 주로 이용했으며, 지구물리학적 분석과 지질학적 해석의 통합적인 접근을 통해 한반도 남동부 지각 심부에 존재하는 단층 등 지질구조에 관한 연구를 수행하고자 한다.
  • 2016년의 경주지진과 2017년의 포항지진 발생 이후 여러 차례의 미소 지진이 연구지역에서 발생하였다. 이에 따라 한반도 남동부 포항, 경주, 울산지역의 심부 지질구조에 관한 연구의 필요성이 대두되었기 때문에 본 연구지역에서 연구를 진행하였다.
  • 여러 가지 물리탐사 방법들은 각기 다른 물리적 성질을 이용하므로 연구 목적에 따라 적절한 방법을 선택해야 한다. 본 연구에서 선택한 물리탐사 방법은 지하 매질의 밀도 대비에 민감한 중력 탐사이다. 중력 탐사는 지하 암석의 밀도 차에 의한 지구 중력장의 미세한 변화를 측정하고, 이를 해석하는 작업으로 지하의 지질구조나 지하자원을 탐사하는 데 유용하다.
  • 2019년 중력 탐사를 시행하기 이전에는 주로 포항시 부근 위주로만 조밀하게 측정된 반면, 포항시 남부와 경주, 울산지역의 자료는 중력장을 해석하기에 부족한 실정이었다. 따라서 본 연구에서는 포항시 남부 지역을 시작으로 경주, 울산지역의 중력을 측정하였다. 연구지역을 전체적으로 균등하게 측정하기 위하여 4km2 당 최소 4개의 측점이 들어가도록 하였으며, 연구지역 내 지형, 군사시설 또는 공항 등으로 인해 접근하지 못한 지역을 제외하고는 가능한 측점이 고르게 분포하도록 측량하였다.
  • 그러나 원인으로 규명할 만한 단층선이 지표에 나타나지 않았던 지역에서 발생하였기에 정확한 원인 분석이 어려운 실정이었다. 따라서 본 연구에서는 중력장 분석결과와 미소 지진 발생 분포의 연관성을 분석해보았다. Fig.

가설 설정

  • 측점과 기준면과의 높이차를 두께 h라 할 때, 밀도(ρ)가 균일한 무한 수평판인 부게판을 가정하고, 이에 의한 중력효과를 계산하였다.
  • 본 연구에서는 Tamura의 Fortran 프로그램을 이용하여 조석보정을 계산하였다(Tamura, 1982). 두 번째 보정 단계는 기계 높이 보정이다. 표고는 중력변화에 가장 큰 영향을 미치는 요소이다.
  • 이며, 여기서 h의 단위는 m이다. 이때, 지각의 밀도는 2670kg/m3로 가정하여 계산하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
한반도 남동부에 위치하는 여러 개의 퇴적분지는 어떻게 생겨났는가? 한반도 남동부에 위치하는 여러 개의 퇴적분지는 신생대 동안 지구조 운동과 함께 발생한 다양한 지각변형 작용의 영향으로 생겨났다(Yoon and Chough, 1995; Ryu et al., 2006; Son et al.
심부 단층선 C2은 무엇으로 이루어져 있는가? 심부 단층선 C1은 방향성과 위치가 연일구조선과 일치하는 것으로 보아, 연일구조선이 최대 약 4000m 깊이까지 이어져 있는 것으로 해석된다. 심부 단층선 C2는 여러 개의 분절된 단층들로 이루어져 있으며, 지표의 단층들과 잘 대비된다. 심부 단층선 C3, C4와 C5는 북서-남동 방향의 울산단층과 평행한 방향성을 가지는 것으로 분석되며, 초기 백악기에 남북 방향의 응력을 받아 형성되었으나 퇴적물에 덮여 지표에 드러나지 않는 것으로 판단된다.
한반도 남동부에서 응력이 계속 작용하고 있다는 것을 의미하는 현상으로 볼 수 있는 현상은? 규모 5 이상의 경주지진과 포항지진이 발생한 이후에도 한반도 남동부에서는 여전히 수백 건의 여진과 미소 지진이 발생하고 있다. 이러한 현상은 응력이 계속 작용하고 있다는 것을 의미하며, 또 다른 큰 지진이 발생할 수도 있음을 암시한다.
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참고문헌 (36)

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