중력이상의 천부성분 분리방법을 이용한 울릉분지 심부지각구조 연구

Abstract

울릉분지에서의 탄성파자료 및 해상중력이상자료와 3차원적 밀도경계면 중력산출방법을 이용하여 심부구조에 기인한 중력효과를 산출하고 분지지각의 구조, 경계 및 특성에 대하여 논의하였다. 탄성파반사법 및 굴절법자료에서 4개의 퇴적층과 기반암을 구분하였으며 굴절법 속도분포로부터 모호면 심도에 대한 개략정보를 파악하였다. 층간 밀도변화에 의한 중력효과 계산에 필요한 각 층의 밀도는 탄성파 속도자료로부터 산출하였다. 천부 퇴적층에 대해서는 다중채널 탄성파 반사법 자료에서 산출된 각 층 내의 구간속도로부터, 심부지각은 해저면 지진계 자료에서 얻은 속도자료로부터 각 층의 밀도를 환산하였다. 층간 중력효과를 계산한 결과 밀도 차가 큰 해수-퇴적층과 하부퇴적층-기반암에서 대체로 크게 나타났다. 지각하부두께(퇴적기반-모호면)를 9 km로 일정하다고 가정하여 얻은 단순맨틀구조에 의한 중력효과를 계산하고 이미 산출한 기반암 상부층에서의 중력치와 함께 후리에어에서 소거하여 맨틀부게중력이상을 산출하였다. 울릉분지 중앙부의 고맨틀부게중력이상은 북동-남서방향을 장축으로 하고, 북서-남동방향을 단축으로 하는 직사각형 형태로 분포하고 있는 것이 특징이며 그 외곽경계는 해저면지진계자료로부터 분석한 분지내부-외부간 지각두께와 탄성파 속도상의 경계과 잘 일치한다. 이 분지 중앙의 고맨틀중력이상대 경계는 지각전이대를 따라가며 대륙쪽의 두꺼운 지각과 분지내부의 얇은 지각을 구분하며, 그 폭은 해저지형상에서 나타나는 270 km보다 훨씬 좁은 90 km이다. 울릉분지 중앙부의 고맨틀부게이상은 울릉분지 확장으로부터 지각이 신장되면서 이를 보상하기 위해서 맨틀이 상승한 후 오랜 기간 동안 이미 일부가 냉각되었거나, 해저확장에 의해서 해양지각이 형성되었을 가능성을 시사한다. 맨틀부게이상 및 탄성파탐사결과에서 나타나는 울릉분지 지각경계 형태는 울릉분지가 북서-남동방향으로 확장되었음을 지시해 준다.