Economic and Environmental Geology (자원환경지질)

The Korean Society of Economic and Environmental Geology (대한자원환경지질학회)
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Gravity Field Interpretation and Underground Structure Modelling as a Method of Setting Horizontal and Vertical Zoning of a Active Fault Core

활성단층의 3차원적인 규모를 결정하기 위한 중력장 데이터의 해석 및 지각구조 모델링: 양산단층에서의 예

  • 최승찬 (지아이 지반정보연구소) ;
  • 김성욱 (지아이 지반정보연구소) ;
  • 최은경 (지아이 지반정보연구소) ;
  • 이영철 (부산대학교 지질재해.산업자원연구소) ;
  • 하상민 (부산대학교 지질환경과학과)
  • Received : 2020.11.25
  • Accepted : 2021.02.05
  • Published : 2021.02.28
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Abstract

In order to estimate the vertical and horizontal structural in the Yangsan fault core line (Naengsuri area, Pohang), we carried out gravity field measurements and interpretation procedures such as Euler deconvolution method and curvature analysis in addition to the forward modelling technique (i.e. IGMAS+). We found a prominent gravity difference of more than 1.5 mGal across the fault core. This indicates a distinct density difference between the western and eastern crustal area across the Yangsan fault line. Comparing this gravity field interpretation with other existent geologic and geophysical survey data (e.g. LiDAR, trenching, electric resistivity measurements), It is concluded that (1) the prominent gravity difference is caused by the density difference of about 0.1 g/㎤ between the Bulguksa Granite in the west and the Cretaceous Sandstone in the east side, (2) the fault core is elongated vertically into a depth of about 2,000 meters and extended horizontally 3,000 meters to the NNE direction from Naengsuri area. Our results present that the gravity field method is a very effective tool to estimate a three -dimensional image of the active fault core.

경상북도 포항시 냉수리 지역에 위치하는 양산단층의 수평 및 수직적 규모를 파악하기 위해서 단층을 동-서로 가로지르는 측선을 따라 중력장을 측정하였다. 그 결과, 단층 경계부에서 1.5 mGal의 뚜렷한 중력의 변화를 확인하였다. 이는 양산단층 서쪽과 동쪽의 지각 밀도가 서로 다르다는 것을 나타내며, 기존의 지질 및 지구물리 조사 결과와 비교해 보았을 때, 냉수리를 통과하는 양산단층은 서쪽의 불국사 화강암층과 동쪽의 경상계 퇴적암이 혼합된 파쇄대라는 것을 의미한다. 오일러 디콘볼루션(Euler deconvolution) 및 곡률 분석(Curvature analysis) 방식을 이용하여 파쇄대의 3차원적 규모를 확인한 결과, 깊이는 약 2,000 m이며, 남남서-북북동 방향으로 최소 약 3,000 m 정도 이어지는 것으로 파악되었다. IGMAS+ 소프트웨어를 이용한 지각구조 모델링 결과는 파쇄대 서쪽과 동쪽 지각의 밀도 차이가 약 0.1 g/㎤이라는 것을 보여주었다. 이상의 연구 결과는 중력장 데이터의 해석과 모델링이 지표면에 나타난 활성단층의 규모를 심부까지 파악 할 수 있는 매우 효과적인 방법이라는 것을 보여준다. 또한 지금까지 지표면을 중심으로 2차원적으로 수행했던 활성단층 지도 제작 사업의 영역을 3차원으로 확대할 수 있는 이상적인 수단이 된다.

Keywords

Acknowledgement

이 연구는 한국연구재단 이공분야기초연구사업(2020R1F1A1054863)의 지원으로 수행되었습니다.

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