초록 ▼

본 연구의 목표는 한반도를 횡단하는 MT 측선 탐사를 통해 한반도의 지각구조를 정밀 영상화하고, 한반도에서 획득되어진 GDS 자료를 이용하여 지각과 상부맨틀의 심부 지전기 구조를 밝혀내는 것이다. 이러한 연구의 결과를 토대로 한반도의 조구조 및 지질구조 연구의 기초적이고 정량적인 정보를 제공하고, 동북아 지역의 광역지질구조를 종합적으로 해석하기 위한 자료로 활용한다.
한반도를 횡단하는 측선을 따라 MT 탐사를 수행하여 지각구조를 영상화하였다. 2차 원 MT 역산을 통해 상부지각에 존재하는 전기비저항 이상대를 확인하였으며 여러

본 연구의 목표는 한반도를 횡단하는 MT 측선 탐사를 통해 한반도의 지각구조를 정밀 영상화하고, 한반도에서 획득되어진 GDS 자료를 이용하여 지각과 상부맨틀의 심부 지전기 구조를 밝혀내는 것이다. 이러한 연구의 결과를 토대로 한반도의 조구조 및 지질구조 연구의 기초적이고 정량적인 정보를 제공하고, 동북아 지역의 광역지질구조를 종합적으로 해석하기 위한 자료로 활용한다.
한반도를 횡단하는 측선을 따라 MT 탐사를 수행하여 지각구조를 영상화하였다. 2차 원 MT 역산을 통해 상부지각에 존재하는 전기비저항 이상대를 확인하였으며 여러 가지 역산기법을 비교분석하여 최적의 역산단면을 작성하였다. 해양효과 제거와 1차 원 MT 역산을 이용하여 하부지각과 상부맨틀의 층상구조를 규명하고자 하였다. 옥천 대에서 발견된 90°를 초과하는 위상 반응의 매카니즘을 규명하기 위하여 2차원 이방성 모델링을 수행하여 옥천대의 이방성 구조를 연구하였다.
심부 지전기 구조 탐사용 GDS 시스템을 순수 국내 기술로 개발하였으며 GPS 및 OCXO로 동기화되는 24bit 계측시스템을 구축하였다. 정밀 저드리프트 전기장 센서를 개발 제작하였으며 시스템의 전력소모를 저감 설계하여 장주기 전자기장 계측에 적합한 시스템을 개발하였다.
한반도 전역에서 획득된 GDS 탐사자료를 분석하였고, 3차원 해양효과 모델링을 통하 여 GDS 자료에 미치는 주변해양의 영향을 정량적으로 평가하였으며 유도지시자의 비교 분석을 통하여 한반도 및 주변의 전도성 구조를 추정하였다.
MT 및 GDS 탐사 자료의 연구를 통해 밝혀진 한반도 심부 지전기 구조의 특성은 다음과 같다.
1. 측선상의 상부지각에 존재하는 고전도성 이상대는 경상분지의 하부구조, 옥천대 퇴적 변성암, 그리고 제3기 퇴적 분지와 관련되어 있다. 고비저항 이상대는 주로 경상분 지와 옥천대의 일부 지역에 걸쳐 진행된 백악기 화강암 관입과 밀접히 관련되어있다.
2. 경상분지의 퇴적층 두께는 3km에서 8km로 추정되며 경상분지 하부에 매우 낮은 전기비저항을 가지는 이상대가 존재한다. 지질학적 환경을 고려해 볼 때 이 이상대는 대보 조산 운동과 경상분지 초기 퇴적층의 퇴적시기 사이에 형성된 것으로 생각된다.
3. 옥천대에서는 전기적 이방성이 존재하며 백악기 이전의 북동 주향을 가지는 지각 변동과 백악기 이후 동서 방향의 조산운동에 의해 이방성 구조가 형성된 것으로 보인다.
4. 경기육괴와 경상분지 동부에서는 각각 13km, 18km 두께의 상부지각이 존재하며 하부지각과 상부맨틀의 전기비저항 차이는 거의 없다. 100 km 이상의 깊이에서 수백 ohm-m의 전기비저항을 가지는 연약권이 존재하는 것으로 추정된다.
5. GDS 탐사자료로부터 추정되는 고전도성 구조는 한반도 남쪽 해역에 맨틀용승에 의한 것으로 보이는 HCL(Highly Conductive Layer)과 임진강 벨트가 가장 유력하다

Abstract ▼

The prime objective of this study is to image the crustal structure of the Korean Peninsula using an MT profile survey across the peninsula and to investigate the structures of lower crust and upper mantle using GDS data. The more detailed quantitative information on internal structure of the penins

The prime objective of this study is to image the crustal structure of the Korean Peninsula using an MT profile survey across the peninsula and to investigate the structures of lower crust and upper mantle using GDS data. The more detailed quantitative information on internal structure of the peninsula is very important for understanding the tectonics and complex geology of the Korean peninsula, and also be utilized for investigating the regional structural characteristics of the northeastern Asia.
The deep lithospheric structure of the Korean Peninsula was imaged using an long MT profile survey across the Korean Peninsula. The optimized 2-D MT inversion shows a few anomalous zones in the upper crust. The geoelctrical properties of lower crust and upper mantle were revealed by the 1-D MT inversion including sea effect correction procedure. We also investigated the mechanism of phase anomalies exceeding 90° observed in the Okchon Belt using 2-D anisotropic MT modeling.
We developed the 24bit GDS system synchronized by GPS and OCXO and the high accuracy electrodes with low drifts. The GDS data acquired in the Korean Peninsula were precisely analyzed. Based on the 3-D sea effect modeling and the analysis of induction arrow, we inferred highly conductive anomalies in and around the Korean Peninsula.
The major results an remarks of this study are as follows:
1. The highly conductive anomalies in upper crust are related to the basement rocks of the Kyongsang Basin and the sedimentary and metamorphic rocks of the Okchon Belt. On the other hand, highly resistive anomalies are primarily connected to the Cretaceous granite intrusions in the Okchon Belt and Kyongsang Basin.
2. In the Kyongsang Basin, the thickness of the sedimentary layer is estimated to be about 3 km to 8 km. In consideration of the geological environment, it is thought that the anomalous layer was formed during the period between the Daebo orogeny and the deposition of the Nagdong Formation.
3. Another interesting feature identified is the large phase anomaly exceeding 90° in the Okchon Belt. A reliable explanation seems to be an electrically anisotropic structure, which is composed of a narrow anisotropic block and an anisotropic layer.
4.The layers with highest resistivities occupy the upper crust with thicknesses of 13 km (in the Kyonggi Massif) and 18 km (in the eastern Kyongsang Basin). the asthenosphere below a depth of about 100 km commonly is comprised of a medium with resistivity equaling a few hundred ohm-m.
5. From the GDS analysis, it is reliable that there are highly conductive zone in the Imjin River Belt and the sourthern offshore of the Korean Peninsula

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 한반도 횡단 MT 탐사...10
• 3. 포터블 GDS 탐사기기 개발...50
• 4. GDS 탐사자료를 통한 한반도 심부 구조 해석...64
• 5. 결론...74
• 6. 인용문헌...77