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동해 대륙주변부 퇴적분지의 탄성파층서

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Alternative Title
Seismic Stratigraphy of the Sedimentary Basin in the East Sea Continental Margin, Korea (Sea of Japan)
Abstract
본 연구에서는 2000년대 이후 동해 대륙붕 및 울릉분지에서 다중채널탄성파탐사기법으로 새롭게 취득한 고해상도 2D 탄성파자료를 해석하여 통합층서, 탄성파상, 구조분석을 중점으로 동해 대륙주변부에 발달한 퇴적분지의 발달사에 대한 연구를 수행하였다.
동해 대륙주변부는 기반암이 상대적으로 얕은 심도에 분포하고 있기 때문에 판의 상호작용으로 발생하는 응력에 의해 복잡하게 변형된 지형이 잘 나타나는 지역이다. 탄성파단면도상에서 음향기반암은 지구 또는 반지구 구조로 형성된 기반암저지대가 발달하였으며, 퇴적분지들은 기반암저지대 사이에 분포하고 있다. 층서경계면은 음향기반암 경계와 각 퇴적분지에 나타나는 정합 또는 부정합면으로 구분되는 종단양상으로 기초로 하여 총 6개의 경계면(SB1, 2, 3, 4, 5, 6)을 설정하였으며, 층서경계면을 따라 6개의 층단위(SU1, 2, 3, 4, 5, 6)가 설정되었다. 또한, 울릉분지 시추코어의 생층서자료를 적용하여 각 퇴적분지에서 설정된 층서를 연결하고 각 층의 지질연대를 설정하였다. 탄성파상은 단면도상에서 인지되는 탄성파적 특성을 기초로 하여 음향기반암 탄성파상(BF1, 2), 퇴적층내 탄성파상(SF1, 2 3)으로 총 5개의 탄성파상이 구분되었다. 음향기반암은 각각 결정질기반암, 화산기원기반암으로 구분되었고, 퇴적층은 각각 반원양성, 저탁류, 쇄설류 퇴적체로 분류하였다. 지질구조는 탄성파단면상에서 인지되는 변형양상을 종합한 결과 후포분지의 구조는 주향이동단층, 포항분지의 구조는 역단층 및 습곡, 울릉분지의 구조는 드러스트 유형으로 단층대가 분석되었다. 최종적으로 지구조적 운동변화를 기준으로 분지진화를 제3기와 제4기 범주로 분류하였으며, 층단위를 기준으로 각 시기마다 3단계 과정으로 진화사를 설명하였다.
제3기에 퇴적된 SU1, SU2, SU3은 대부분 얕은 수심에서 랩아웃 유형으로 구분되어 깊은 심해저 분지까지 연결되고, 주로 지구조운동으로 인해 변형된 층이 나타난다. SU1(올리고세-마이오세)의 하부 퇴적층은 동해 확장으로 기반암이 지구대 또는 반지구대 구조로 발달하게 되면서 유사한 구조로 퇴적층이 변형되어 나타난다. SU1의 상부 퇴적층은 발달초기에 해수면에 인접하고 있어 침식작용의 영향으로 침식절단면을 형성하였고, 이후 동해가 확장되면서 지각침강을 야기하여 심부에 위치하게 되었다(약 1.0 sec). SU2(플라이오세 초기- 후기)는 후포분지 및 대륙사면에서 주로 압축력에 의한 변형구조가 나타난다. 특히, 후포분지에서는 동해가 축소되면서 후포단층이 재활성화 되었고, 서서히 후포뱅크 지역이 융기되는 것과 동시에 퇴적이 진행되면서 층단위가 발달하게 되었다. SU3(플라이오세 후기-플라이스토세 초기)은 울릉분지에서 북서-남동 방향으로 관측되는 드러스트 단층에 의한 영향으로 구조변형된 습곡축이 나타나는 층단위이다. SU3의 하부에는 동일한 형태로 변형된 SU1, SU2가 나타나는데, 이는 동해의 축소 초기부터 지속적으로 변형된 것이 아니라 SU3이 집적되는 시기에 발생한 강한응력으로 인해 구조변형이 동시에 발생하게 되었다.
제4기에 퇴적된 SU4, SU5, SU6은 구조운동으로 변형된 층이 나타나지 않고, 주로 빙하기-간빙기의 순환으로 인한 해수면변동과 관련되어 있다. SU4와 SU5는 울릉분지에서 습곡으로 변형된 SU3의 상부를 채우는 형태로 발달하였다. 해수면의 상승과 하강이 반복되던 시기에 발달한 SU5와 SU6 형성 시에는 후포뱅크 지역에서 침식이 우세하게 일어났다. 침식된 퇴적물은 후포뱅크 주변에 재퇴적되었다. 이후, 가장 최상부에 위치한 SU6은 마지막최대빙하기(LGM)의 영향을 마지막으로 해수면이 상승하게 되면서 전반적으로 일반적인 해양퇴적과정으로 층이 발달하게 되었다.|This study purposes to present an evolution model of sedimentary sequences in the eastern continental margin of Korea based on integrated analyses of seismic stratigraphy, seismic facies, and geological structures using 2D multi-channel seismic profiles newly acquired since the 2000s. In the eastern continental margin of Korea, sedimentary sequences mainly occur in various-scale sedimentary basins developed in graben and half-graben structures in the basement. The sedimentary sequences are divided into 6 seismic units (SU1, 2, 3, 4, 5 and 6) bounded by unconformities or lap-out surfaces (SB1, 2, 3, 4, 5 and 6). In addition, the chronostratigraphy of the seismic units is suggested based on the biostratigraphic framework established from the drilling core of the Ulleung Basin plain. On the other hand, 6 seismic facies are classified in the acoustic basement and sedimentary sequences on the basis of external forms and internal reflection configuration. The seismic facies from the acoustic basement is suggestive of crystalline and volcanic rocks, and the facies from sedimentary sequences are interpreted to reflect a wide range of sedimentation from hemipelagic settling to mass flows such as turbidity currents and debris flows. Deformation structures within the acoustic basement and sedimentary sequences include strike-slip fault in the Hupo Basin, reverse faults and folds in the Pohang basin, and thrust faults along the western margin of the Ulleung Basin.
Based on the seismic stratigraphic and structural analyses, six phases of stratigraphic evolution is suggested during the Tertiary and Quaternary periods. Sedimentary sequences of SU1, SU2, and SU3 deposited in the Tertiary are divided by lap-out pattern in shallow waters and increase in thickness toward deep Ulleung Basin plain. These seismic units are experienced by widespread structural deformation. The lower part of SU1 (Oligocene to Miocene) was mainly deposited within small basins as graben or half-graben structures were developed in the basement due to the opening of the East Sea. During the deposition of the upper part of SU1, subaerial erosion seems to be extensive because of shallow water depth, and subsequently various thickness of sedimentary sequences were accumulated as the basement gradually subsided. During the Pliocene, SU2 was deposited in the Hupo Basin and the continental slope, and reverse faults and folds were developed by compressional deformation due to closing of the East Sea. In particular, the Hupo fault was reactivated as a compressional strike-slip fault, accompanied by gradual uplift of the Hupo Bank region. In the Quaternary time, deformation event hardly happened and sequence boundaries (SB4 to SB6) were intermittently formed mainly in relation to relative sea-level fluctuations. In the Ulleung Basin, SU4 and SU5 developed in the form of filling the synclinal upper part of folded SU3. During the boundary between SU5 and SU6, the Hupo Bank area was eroded due to the relative sea-level fall.
Author(s)
김우성
Issued Date
2022
Awarded Date
2022-08
Type
Dissertation
URI
https://dcoll.jejunu.ac.kr/common/orgView/000000010832
Alternative Author(s)
Kim, U-Seong
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 지구해양융합학부 지구해양전공
Advisor
윤석훈
Table Of Contents
Ⅰ. 서론 1
Ⅱ. 지역개요 3
2.1 동해의 기원과 진화과정 3
2.2 해저지형 7
2.3 지질개요 11
Ⅲ. 연구 자료 및 방법 14
3.1 연구 자료 14
3.2 분석 방법 16
Ⅳ. 탄성파 층서 19
4.1 층서 경계면 19
4.2 탄성파단면 해석 31
4.3 탄성파 층서 49
Ⅴ. 탄성파상 58
5.1 음향기반암 탄성파상 58
5.2 퇴적층 탄성파상 61
Ⅵ. 지질구조 64
Ⅶ. 토의 67
7.1 지구조운동 67
7.2 층서연대 및 진화과정 68
Ⅷ. 결론 76
참고문헌 78
요약 84
Degree
Master
Publisher
제주대학교 대학원
Appears in Collections:
Faculty of Earth and Marine Convergence > Earth and Marine Science
공개 및 라이선스
  • 공개 구분공개
  • 엠바고2022-08-18
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