고밀도 임시지진관측망 자료를 활용한 울산단층 동편 지진다발지역 지하단층구조 분석 = Underground Fault Structure Modeling in East Side of the Ulsan Fault with High-Density Temporary Seismic Network Data

국문 초록 (Abstract)

임시 지진관측망은 대규모 지진의 여진 관측, 지진다발지역 미소지진 관측과 같이 작은 규모의 지진을 관측하기 위해 운영되는 관측망이다. 2016년 경주지진 발생 이후 경주지진 여진관측망을 시작으로 하여 부산대 임시 지진관측망, 원자력안전위원회 임시 지진관측망 등이 운영되었으며 본 연구에서는 울산단층 동편 지진다발지역의 지하구조 분석을 위해 임시 지진관측망 자료를 사용하였다. 지하단층구조 분석에 필요한 지진을 확보하기 위해 상관계수를 이용한 지진검출 방법을 적용하여 2010년부터 2020년 3월까지 연구지역에서 발생한 1,438회의 지진을 검출하였다. 검출된 지진은 P파 및 S파 도착시간을 이용한 단일 진원 분석과 Double-difference 알고리즘을 이용한 진원 재결정을 통해 정밀한 진원 정보를 획득하였다. 이를 통해 울산단층 동편 지진다발지역에서는 공간적으로 구분된 클러스터 6곳에서 지진이 발생하는 것을 확인하였으며, 대부분의 지진분포가 동쪽으로 갈수록 깊어지는 동쪽 경사를 보이는 확인하였다. 클러스터 2, 4, 5에서는 8 km에서 주향이동단층에 의해 지진이 발생하고 있으며, 9 km보다 깊은 곳에서는 동쪽 경사를 가지는 역단층에 의해 지진이 발생하는 모습을 확인하여 깊이에 따라 지진이 발생하는 단층이 달라질 수 있다는 사실을 확인하였다. 연구지역 북서쪽의 클러스터 6은 연일구조선의 동쪽에 다른 클러스터와 달리 연일구조선의 서쪽에 위치하여 다른 클러스터와 4 ~5 km 떨어져 있다. 특히 북서-남동 방향의 주향과 북동 방향의 경사를 가지는 단층면해는 울산단층 혹은 연일구조선과 유사한 모습을 보이기도 한다. 연구지역 전체의 지진분포는 8 km 깊이에서 발생하는 주향이동단층과 9km보다 깊은 곳에서 확인되는 역단층으로 나뉘는 것을 알 수 있다. 단층면해를 통해 역산된 주응력 방향은 = 79°이며 shape ratio 계산 결과 0.9로 확인되어 단층이 불안정한 상태이며 쉽게 지진이 발생할 수 있는 것으로 해석된다. 울산단층 동편 지진다발지역에서 발생하는 지진은 대부분 미소지진으로 지하단층구조 모델의 정밀도를 높이려면 지속적인 지진관측이 필요하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The temporary seismic network is operating for microseismicity monitoring and aftershocks monitoring of large magnitude earthquakes. After the 2016 Gyeongju earthquake, the high-density temporary seismic network (GJW Temporary Seismic Network, PNU Temporary Seismic Network, NSSC Temporary Seismic Network) operated near the study area. In this study, we used the temporary seismic network for underground fault structure modeling in the east side of the Ulsan fault. Total 1,438 events were detected by calculating the correlation coefficient at the station from 2010 to 2020.04. The detected events were analyzed single event location method. And we apply the double-difference method for relocating the earthquake. In the east side of the Ulsan Fault, the earthquakes occurred in six spatially separated clusters. The hypocenter distribution shows deeper west from east. In clusters 2, 4, and 5, earthquakes are occurring due to strike-slip faults located at 8 km and the depth And more than 9 km depth the earthquakes caused by thrust fault. Focal mechanisms and underground faults can differ depending on the depth. Cluster 6 in the northwest of the study area is located in the west of the unlike other clusters in the east of the Yeonil Tectonic Line and is 4~5 km away from other clusters. The northwest-southeast direction strike focal mechanism in cluster 6 has a similar direction to the Ulsan Fault or the Yeonil tectonic line. The principal stress axis inversion from the focal mechanism is =79° and the shape ratio is 0.9. This result implies underground faults in east side of the Ulsan fault have unstable conditions and occur earthquakes easily. The earthquakes occurring in east side of the Ulsan fault, most are microseismicity, and to improve the underground fault structure model continuous earthquake monitoring is required.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 지진지체구조 7
• 3. 연구방법 11
• 3.1. 이론적 배경 11
• 3.2. 단일 지진 진원 분석(Hypoellipse) 14
• 3.3. Double-difference 알고리즘을 적용한 진원 재결정(HypoDD) 18
• 3.4. 단층면해(Focal Mechanism) 분석 20
• 4. 지진관측자료 21
• 4.1. 국가 지진관측망 21
• 4.2. 경주지진 여진관측망 22
• 4.3. 부산대학교 임시 지진관측망 25
• 4.4. 원자력안전위원회 임시 지진관측망 29
• 5. 결과 32
• 5.1. 지진검출 결과 32
• 5.2. 단일 진원 분석 Synthetic Test 결과 34
• 5.3. 단일 진원 분석 결과 40
• 5.4. Double-difference 알고리즘을 적용한 진원 재결정 결과 43
• 6. 토의 55
• 6.1. 임시 지진관측망 55
• 6.2. 지하단층구조 59
• 7. 결론 70
• 8. 참고문헌 72