화산칼데라 지역 중력 및 자기지전류 탐사 자료의 복합해석을 통한 지질구조 해석

Geologic Structure Analysis from the Integration of Magnetotelluric and Gravity Models at Hwasan Caldera

의성소분지에 위치하는 화산칼데라 지역에서 복합지구물리 자료를 획득 하였다. 기존 연구들의 한계를 극복하기 위해 조밀한 중력 탐사 자료를 획득 하였고, 동일 지역에서 이루어진 자기지전류 (magnetotelluric, MT) 탐사 자료와의 복합 해석을 통해 화산칼데라 지역의 지구물리학적 구조 연구를 수행 하였다. 이 연구에서는 중력과 MT 자료의 독립 역산 결과 모델과 상관관계 및 분류 기법을 이용하여 연구지역의 지질구조를 해석하였다. 해석 결과는 다음과 같다.1) 화산칼데라 중심부의 화산쇄설성 퇴적층은 저밀도와 저비저항의 특성을 갖으며, 약 1 km 심도까지 연장되어 있고, 2) 화산칼데라의 환상단층대를 따라 관입하고 있는 화성암은 고밀도와 고비저항의 특성을 나타내고 있으며, 3) 또한 5 km 심도에서 고밀도와 상대적으로 낮은 비저항을 갖는 기반암 상부를 확인할 수 있었다. 또한, 이 연구에서는 복합해석을 위하여 Structure Index 기법을 제안하였다. 이는 이종 물리탐사 자료의 공간적 물성분포 상관성을 통해 Type Angle과 Type Intensity를 계산하고 이를 이용하여 지질 구조를 해석하는 방법으로 효과적인 구조 해석과 그에 따른 물성의 특성을 분석할 수 있었다.

A multi-geophysical surveys were carried out at Hwasan caldera which is located in Euisung Sub-basin. In order to overcome the limitation of the previous studies, dense gravity data and magnetotelluric (MT) data were obtained and integrated. In this study, the independent inversion models from gravity and MT method were integrated using a correlation and classification approaches to map geologic structure. The results of integration analysis indicated followings; 1) pyroclastic rocks around the central area of Hwasan caldera have lower density and resistivity when compared with those of neighborhood regions and are extended to around 1 km in depth, 2) the high resistivity and density intrusive igneous rocks are imaged around the ring fault boundary, and 3) the basement structure, which has low resistivity and high density, 5 km deep inferred by integration analysis. Also, for integration analysis, we suggested Structure Index method. This method is analyzed using Type Angle and Type Intensity, which are calculated by the spatial correlation of the physical properties. In this study, we can perform the integration analysis effectively using Structure Index method.