Geophysical Investigations of the Grenville Front in Ohio, USA

선우돈,김정우,Don Sunwoo,Hinze William J.,Kim Jeong Woo The Korean Society of Economic and Environmental G 2005 자원환경지질 Vol.38 No.3

미국 오하이오주에 있는 Grenville Front의 위치와 특성을 이해하기 위하여 중자력, 탄성파 및 지질자료를 이용한 지구물리학적 연구를 수행하였다. 탄성파 자료에 의하면 서부 오하이오에서의 기반암은 Grenville Front와 관계가 있는 동쪽으로 경사를 이루는 반사면으로 나타나고 이에 반하여 동부 오하이오에서는 서쪽으로 경사를 이루는 반사면이 나타난다. 중자력 자료 분석에 의하면 Grenville Front는 저중력 이상으로 그리고 Grenville Front Tectonic Zone은 고중력 및 고자력 이상으로 특징 지워진다. 탄성파 자료를 근거로 수행한 중자력 모델링 결과는 Grenville Front위치에서 하부지각은 두껍고 Grenville Front Tectonic Zone은 주로 변성도가 높은 변성암으로 구성된다는 것을 제안한다. Grenville Front 위치에서 저중력 이상은 두터운 지각 두께 때문에, 반면에 고자력 이상은 변성도가 높은 변성암들의 존재 때문인 것으로 해석된다. Grenville Front 바로 동쪽의 오하이오 중앙부에서 나타나는 고중력 이상은 밀도가 높은 하부 및 중부 지각이 상부지각으로 트러스팅 (thrusting) 되었기 때문이다. 과거 연구에서는 이 고중력 이상이 선캄브리아대의 열 개지역과 관계된다고 하였는데 이를 뒷받침할 만한 근거는 없다. Seismic reflection profile analysis, potential field analysis, and potential field modeling using deep seismic reflection, gravity, magnetic, and geological data were performed to better understand the location and nature of the Grenville Front in Ohio, USA. The seismic reflection profile reveals a broad zone of east dipping basement reflectors associated with the Grenville Front in western Ohio and a broad region of west dipping reflectors cutting through the entire crust in eastern Ohio. Potential field analysis indicates that the Grenville Front is characterized by a gravity low, an associated gravity positive and a magnetic high. The results of the gravity and magnetic modeling using seismic data suggest that the lower crust is thickened at the interpreted position of the Grenville Front and high grade metamorphic rocks make up the Grenville Front Tectonic Zone (GFTZ). The gravity low at the Grenville Front is due to the thickened crust, while the magnetic high is due to high grade metamorphic rocks. The gravity high immediately east of the GFTZ in central Ohio is caused by thrusting of high density lower and middle crustal rocks into the upper crust. There is no compelling evidence that this gravity high is related to a Precambrian rift zone as has been suggested in previous studies.

미국 오하이오주에 위치하는 그랜빌 프런트의 지구물리학적 연구

선우돈,김정우,William J. Hinze 대한자원환경지질학회 2005 자원환경지질 Vol.38 No.3

Seismic reflection profile analysis, potential field analysis, and potential field modeling using deep seismic reflection, gravity, magnetic, and geological data were performed to better understand the location and nature of the Grenville Front in Ohio, USA. The seismic reflection profile reveals a broad zone of east dipping basement reflectors associated with the Grenville Front in western Ohio and a broad region of west dipping reflectors cutting through the entire crust in eastern Ohio. Potential field analysis indicates that the Grenville Front is characterized by a gravity low, an associated gravity positive and a magnetic high. The results of the gravity and magnetic modeling using seismic data suggest that the lower crust is thickened at the interpreted position of the Grenville Front and high grade metamorphic rocks make up the Grenville Front Tectonic Zone (GFTZ). The gravity low at the Grenville Front is due to the thickened crust, while the magnetic high is due to high grade metamorphic rocks. The gravity high immediately east of the GFTZ in central Ohio is caused by thrusting of high density lower and middle crustal rocks into the upper crust. There is no compelling evidence that this gravity high is related to a Precambrian rift zone as has been suggested in previous studies.

북부 오키나와트러프의 구조 발달

선우돈,Sunwoo Don 대한자원환경지질학회 2004 자원환경지질 Vol.37 No.5

다중 채널 탄성파 반사 자료 및 시추공 자료 분석을 통하여 북부 오키나와트러프의 구조 발달을 연구하였다. 전체적인 구조 발달 형태는 기반암 내부까지 발달한 리스트릭 단층과 리스트릭 단층으로 경계 지워지는 일련의 반지구 구조와 경사진 단층 블록으로 특징 지워진다. 대부분의 반지구 구조와 경사진 단층 블록은 오키나와트러프의 축 방향인 북북동-남남서 방향으로 발달하여 있으며 트랜스퍼 단층이 북서-남동 방향으로 발달하고 있다. 퇴적 시퀀스에 대한 구조 및 층서 분석을 통하여 북부 오키나와트러프의 열개 작용 발달 단계를 연구하였는데 그 결과 열개 작용은 후기 마이오세에 시작한 것으로 추정되며 전기 플라이오세 시기에 가장 활발한 것으로 해석된다. 단층 블록과 반지구 구조와 같은 대부분의 열개 구조들은 이 시기에 형성되었다. 후기 플라이오세부터 열개 작용이 약해지는 것으로 보이나 경사진 단층 블록의 경계부에 발달한 리스트릭 단층이 플라이스토세 퇴적층까지 발달한 것을 보면 열개 작용이 최근까지 진행되고 있을 가능성이 있다. Analysis of multi-channel seismic reflection and well data serves to detail the structural evolution of the northern Okinawa Trough, southern offshore Korea. The overall structural style of the area is characterized by a series of half grabens and tilted fault blocks bounded by basement-involved listric normal faults. Most half grabens and tilted fault blocks developed in the direction of NNE-SSW, parallel to the axis of the Okinawa Trough. Orientation and distribution of the listric faults also suggest the development of transfer faults in NW-SE direction. The rifting phase of the northern Okinawa Trough have been established on the basis of structural and stratigraphic analyses of depositional sequences and their seismic expressions. Major phase of rifting probably started in the Late Miocene and the most active rifting occurred during the Early Pliocene. The rifting produced a series of half grabens and tilted fault blocks bounded by listric normal faults. It appears that the rifting activity has become weaker since the Late Pliocene, but the Pleistocene sediments faulted by listric faults bounding tilted fault blocks suggest that the rifting activity is probably still in progress.

오키나와트러프 북서 주변부의 탄성파 구조

선우돈(Don Sunwoo) 대한자원환경지질학회 2003 자원환경지질 Vol.36 No.6

오키나와트러프는 인장력에 의해 형성된 열개 분지이다 . 한반도 남부해역에 위치하는 북부 오키나와트러프의 북서 주변부에서 취득한 다중 채널 탄성파 자료 해석에 의하면 오키나와트러프의 지하 지질 구조는 전형적인 열개 분지에서 나타나는 경사진 단층 블록 , 단층 블록들 사이에 발달한 반지구 , 그리고 반지구의 경계부에 발달한 점완단층으로 특징 지워진다 . 오키나와트러프에 퇴적된 퇴적층은 퇴적 시기에 따라 선열개 , 동시열개 및 후열개 퇴적층으로 나뉘며 이들은 서로 다른 탄성파 반사 특성을 나타낸다 . 선열개 퇴적층은 경사진 단층 블록의 경사 방향에 평행하게 발달한다 . 동시열개 퇴적층은 주로 경사진 단층 블록 사이에 발달한 반지구에 퇴적되며 경사진 단층 블록을 향하여 반사면 들이 경사를 이루며 발산 (divergence) 하는 특징을 나타낸다 . 이는 동시열개 퇴적층이 단층 블록의 기울어짐 (tilting) 과동시에 퇴적이 이루어졌음을 시사한다 . 후열개 퇴적층은 반사면의 연속성이 양호하며 평행하게 발달한다 . 열개 분지 에서 반지구의 폭과 분지 경계 단층의 낙차 변위율은 밀접한 관계가 있다 . 낙차 변위율은 열개 작용이 가장 활발한 시기에 최대이며 반지구의 폭은 분지 경계 단층의 낙차 변위율에 비례한다 . The Okinawa Trough is a rift basin formed by extension. Analysis of multichannel seismic reflection profiles from the northwestern margin of the northern Okinawa Trough reveal that the trough is characterized by a series of tilted fault blocks bounded by listric normal faults and half-grabens developed between blocks, showing typical rifted structures. The trough display three kinds of sedimentary sequences with different seismic reflection characteristics: prerift, synrift and postrift sediments. The prerift sequence develops parallel to the dip direction of tilted fault blocks. The synrift sediments, mostly deposited in the half-grabens between tilted fault blocks, are generally well characterized by divergence of the reflectors towards the blocks indicating contemporaneous deposition during tilting. The postrift sediments are featured by continuous and parallel reflectors. The width of the half-graben and the throw-displacement rate of the basin bounding fault are closely connected. The throw-displacement rate is the maximum when the rifting event is the most active and the width of the half-graben is proportional to the rate.

미국 오하이오주에 위치하는 그랜빌 프런트의 지구물리학적 연구

선우돈(Don Sunwoo),William J. Hinze,김정우(Jeong Woo Kim) 대한자원환경지질학회 2005 자원환경지질 Vol.38 No.3

미국 오하이오주에 있는 Grenville Front의 위치와 특성을 이해하기 위하여 중자력, 탄성파 및 지질자료를 이용한 지구물리학적 연구를 수행하였다. 탄성파 자료에 의하면 서부 오하이오에서의 기반암은 Grenville Front와 관계가 있는 동쪽으로 경사를 이루는 반사면으로 나타나고 이에 반하여 동부 오하이오에서는 서쪽으로 경사를 이루는 반사면이 나타난 다. 중자력 자료 분석에 의하면 Grenville Front는 저중력 이상으로 그리고 Grenville Front Tectonic Zone은 고중력 및고자력 이상으로 특징 지워진다. 탄성파 자료를 근거로 수행한 중자력 모델링 결과는 Grenville Front 위치에서 하부지각은 두껍고 Grenville Front Tectonic Zone은 주로 변성도가 높은 변성암으로 구성된다는 것을 제안한다. Grenville Front 위치에서 저중력 이상은 두터운 지각 두께 때문에, 반면에 고자력 이상은 변성도가 높은 변성암들의 존재 때문인 것으로 해석된다. Grenville Front 바로 동쪽의 오하이오 중앙부에서 나타나는 고중력 이상은 밀도가 높은 하부 및 중부 지각이 상부지각으로 트러스팅 (thrusting) 되었기 때문이다. 과거 연구에서는 이 고중력 이상이 선캄브리아대의 열개지역과 관계된다고 하였는데 이를 뒷받침할 만한 근거는 없다. Seismic reflection profile analysis, potential field analysis, and potential field modeling using deep seismic reflection, gravity, magnetic, and geological data were performed to better understand the location and nature of the Grenville Front in Ohio, USA. The seismic reflection profile reveals a broad zone of east dipping basement reflectors associated with the Grenville Front in western Ohio and a broad region of west dipping reflectors cutting through the entire crust in eastern Ohio. Potential field analysis indicates that the Grenville Front is characterized by a gravity low, an associated gravity positive and a magnetic high. The results of the gravity and magnetic modeling using seismic data suggest that the lower crust is thickened at the interpreted position of the Grenville Front and high grade metamorphic rocks make up the Grenville Front Tectonic Zone (GFTZ). The gravity low at the Grenville Front is due to the thickened crust, while the magnetic high is due to high grade metamorphic rocks. The gravity high immediately east of the GFTZ in central Ohio is caused by thrusting of high density lower and middle crustal rocks into the upper crust. There is no compelling evidence that this gravity high is related to a Precambrian rift zone as has been suggested in previous studies.

동해 울릉분지 남서부 해역에서의 가스 하이드레이트 안정영역

류병재,선우돈,장성형,오진용,Ryu Byong Jae,Don Sun woo,Chang Sung Hyong,Oh Jin yong 한국석유지질학회 1999 한국석유지질학회지 Vol.7 No.1

천연가스 하이드레이트는 고압 ·저온 조건하에서 물과 천연가스가 결합하여 형성된 고체상 화합물로 일반적으로 가스 하이드레이트로 불리며, 영구동토지역과 수심이 깊은 해저의 퇴적층에 광범위하게 분포되어 있다. 가스 하이드레이트 안정영역은 하이드레이트가 형성된 후 해리되지 않고 고체상으로 안정하게 부존될 수 있는 영역이다. 반사법 탄성파 단면 도에서 관찰되는 해저면 모방 반사면 (bottom simulating reflector; BSR)은 가스 하이드레이트의 부존을 지시하는 강진 폭의 반사면으로 가스 하이드레이트 안정영역의 하한에서 나타난다. 본 연구에서는 동해 울릉분지 남서부해역에서의 가스 하이드레이트 안정영역을 규명하고 탐사자료와 비교하여 가스 하이드레이트 부존 잠재력을 밝히고자 하였다. 연구지역에서 XBT (expandable bathythermograph)를 이용하여 수온구배를 측정하였으며, 지온구배는 인접지역의 시추공 자료를 이용하였다. 실험실에서 메탄가스와 NaCl $3.0 wt{\%}$수용액을 이용하여 가스 하이드레이트 평형압력은 274.15 K에서 2,920.2 kPa 그리고 289.95 K에서 18,090 kPa로. 측정되었다 연구지역에서의 가스 하이드레이트 안정영역 분석 결과 수심이 약 400 m인 지역의 경우 가스 하이드레이트 안정영역의 하한은 해저면으로부터 심도 약 210 m에, 수심이 1,100 m인 경우에는 해저면으로부터 심도 약 480 m에 위치하는 것으로 밝혀졌다. 또한 탄성파 탐사자료와 안정영역 분석 결과를 비교하여 볼 때 BSR이 나타나는 심도가 안정영역 하한의 심도와 거의 일치하였다. Natural gas hydrate, a solid compound of natural gas (mainly methane) and water in the low temperature and high pressure, is widely distributed in permafrost region and deep sea sediments. Gas hydrate stability field (GHSF), which corresponds to the conditions of a stable existence of solid gas hydrate without dissociation, depends on temperature, pressure, and composition of gas and interstitial water. Gas hydrate-saturated sediment are easily recognized by the bottom simulating reflector (BSR), a strong-amplitude sea bottom-mimic reflector in seismic profiles. It is known that BSR is associated with the basal boundary of the GHSF, The purpose of this study is to define the GHSF and its occurrence in the southwestern part of Ulleung Basin, East Sea. The hydrothermal gradient is measured using the expandable bathythermograph (XBT) and the geothermal gradient data are utilized from previous drilling results for the adjacent area. By the laboratory work using methane and NaCl $3.0 wt{\%}$ solution, it is shown that the equilibrium pressures of the gas hydrate reach to 2,920.2 kPa at 274.15 K and to 18,090 kPa at 289.95 K for the study area. Consequently, it is interpreted that the lower boundary of the GHSF is about 210 m beneath 400-m-deep sea bottom and about 480 m beneath 1,100-m-deep sea bottom. The resultant boundary is well matched with the depth of the BSR obtained from the seismic data analysis for the study area.

천연 가스 탐지를 위한 국내 대륙붕 탄성파자료 처리

장성형 ( Seong Hyung Jang ),선우돈 ( Don Sunwoo ),양동우 ( Dong Woo Yang ),서상용 ( Sang Young Suh ),정부흥 ( Bu Heung Chung ) 한국지구물리·물리탐사학회 2001 지구물리와 물리탐사 Vol.4 No.4

EZXover: C program to Reduce Cross-over Errors in Marine Geophysical Survey Data

강무희,한현철,김경오,선우돈,김진호,공기수,Kang Moo-Hee,Han Hyun-Chul,Kim Kyong-O,SunWoo Don,Kim Jin-Ho,Gong Gee-Soo The Korean Society of Economic and Environmental G 2006 자원환경지질 Vol.39 No.3

일반적으로 자료를 해석할 때 교차점오차 (cross-over error: XOE)에 의하여 종종 오류를 범할 수 있다. 그러나 이러한 교차점오차에 의한 오류는 두개의 교차점 (cross-over point: XOP) 사이의 자료를 비율적으로 보정하여 제거할 수 있다. 본 연구에서 빠른 기각테스트 (quick rejection test)와 걸침테스트 (straddle test)를 통하여 교차점을 계산하고 가중치선형내삽 알고리즘 (weighted linear interpolation algorithm)을 이용하여 교차점오차를 보정하는 프로그램을 C 프로그램밍 언어로 작성하였다. Cross-over errors (XOEs) may mislead scientists when interpreting marine geophysical data. Such risk can be reduced by correcting the data proportionally between two cross-over points (XOPs). C program is presented to determine XOPs using a quick rejection test and a straddle test, and to adjust XOEs using a weighted linear interpolation algorithm.

동해 울릉분지에서 채취된 시추퇴적물 내 가스 팽창으로 인한 균열 구조의 특성 연구

천종화,권영인,고재홍,김지훈,김학주,류병재,선우돈,손병국,신영재,오재호,이영주,이호영,정태진,황인걸 대한지질학회 2006 대한지질학회 학술대회 Vol.2006 No.

지구물리탐사자료에서 교차점오차를 보정하기 위한 EZXover 프로그램 개발

강무희,한현철,김경오,공기수,김진호,선우돈 대한자원환경지질학회 2006 자원환경지질 Vol.39 No.3

일반적으로 자료를 해석할 때 교차점오차 (cross-over error: XOE)에 의하여 종종 오류를 범할 수 있다. 그러나 이러한 교차점오차에 의한 오류는 두개의 교차점 (cross-over point: XOP) 사이의 자료를 비율적으로 보정하여 제거할 수 있다. 본 연구에서 빠른 기각테스트 (quick rejection test)와 걸침테스트 (straddle test)를 통하여 교차점을 계산하고 가중치선형내삽 알고리즘 (weighted linear interpolation algorithm)을 이용하여 교차점오차를 보정하는 프로그램을 C 프로그램밍 언 어로 작성하였다.