한국지구과학회지 (Journal of the Korean earth science society)

  • 제32권6호
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  • Pages.548-559
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  • 2011
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  • 1225-6692(pISSN)
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  • 2287-4518(eISSN)
한국지구과학회 (The Korean Earth Science Society)
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자기지전류 및 중력 모델의 복합해석을 통한 화산칼데라 지역의 3차원 지질구조 해석

3-D Geological Structure Interpretation by the Integrated Analysis of Magnetotelluric and Gravity Model at Hwasan Caldera

  • 박계순 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부) ;
  • 이춘기 (극지연구소 극지지구시스템연구부) ;
  • 양준모 (한국원자력안전기술원 구조부지실) ;
  • 이희순 ((주)아이피그룹) ;
  • 권병두 (서울대학교 사범대학 지구과학교육과)
  • Park, Gye-Soon (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Mineral Resource Research Division) ;
  • Lee, Chun-Ki (Korea Polar Research Institute, Division of Polar Earth-System Science) ;
  • Yang, Jun-Mo (Korea Institute of Nuclear Safety, Department of Structural Systems and Site Evaluation) ;
  • Lee, Heui-Soon (IPGroup Co.) ;
  • Kwon, Byung-Doo (Department of Earth Science Education, Seoul National University)
  • 투고 : 2011.07.01
  • 심사 : 2011.08.05
  • 발행 : 2011.10.31
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초록

의성소분지 화산칼데라 지역에서 3차원 복합 지구물리탐사를 수행하였다. 2차원적인 해석이 주를 이루었던 선행 연구의 제한점을 극복하기 위하여 간격이 조밀한 자기지전류탐사와 중력탐사를 수행하였다. 자기지전류탐사와 중력탐사 자료로부터 각기 해석된 역산 결과들에 대해 역산 자료간의 상관관계 및 새로 제안된 구조해석 방법을 이용하여 복합 해석하였으며, 이를 각 구조별로 3차원 지질구조로 영상화하였다. 이 연구에서 제안하는 구조화 지수(Structure Index; SI) 기법은 물성간의 공간적 상관관계와 물성 값의 이상 정도를 이용하여 계산되는 구조화 각도(Type Angle; TA) 및 구조화 강도(Type Intensity; TI) 값의 분포를 이용하는데, 이 기법을 통한 3차원 구조 해석을 수행하였다. 제안 기법을 화산칼데라에 적용한 결과 1) 화산칼데라 중앙부에서 심도 1 km 부근까지 연장되는 낮은 밀도와 전기비저항을 갖는 화산쇄설성 퇴적암류, 2) 높은 밀도와 전기비저항을 갖는 ring fault 주변의 관입 화성암류, 3) 3-5 km 심도의 상대적으로 낮은 전기비저항과 높은 밀도를 갖는 기반암을 3차원으로 영상화할 수 있었다.

3-D Multi-geophysical surveys were carried out around the Hwasan caldera at the Euisung Sub-basin. To overcome the limitations of resolutions in previous studies, dense gravity data and magnetotelluric (MT) data were obtained and analyzed. In this study, the independent inversion models from gravity and MT data were integrated using correlation and classification approaches for 3-D imaging of the geologic structures. A Structure Index (SI) method was proposed and applied to the integration and classification analyses. This method consists of Type Angle (TA) and Type Intensity (TI) values, which are estimated by the spatial correlation and abnormality of the physical properties. The SI method allowed the classification analysis to be effectively performed. Major findings are as follows: 1) pyroclastic rocks around the central area of the Hwasan caldera with lower density and resistivity than those of neighboring regions extended to a depth of around 1 km, 2) intrusive igneous rocks with high resistivity and density were imaged around the ring fault boundary, and 3) a basement structure with low resistivity and high density, at a depth of 3-5 km, was inferred by the SI analysis.

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