• 지구물리
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• 제2권1호
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• pp.9-26
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• 1999

동해의 남서해역에 위치하는 울릉분지의 지각은 정상적인 해양지각보다 두꺼워서 과연 해양지각인지 아니면 얇아진 대륙지각인지가 불분명하다. 울릉분지의 지각구조와 그 특성을 정확히 모르는 가운데 분지의 진화에 관한 서로 다른 모델들이 제시되고 있음에 비추어 이 논문에서는 심부 탄성파 탐사자료를 이용하여 울릉분지의 지각구조와 특성을 밝히고 형성에 대한 단서를 제시하고자 한다. 울릉분지 지각의 두께는 10 km로서 정상적인 해양지각보다 두꺼우나 해저면 지진계 자료의 -p 분석과 2차원 파선추적을 기초로 하는 해석의 결과는 다음과 같이 해양지각의 특징을 가짐을 지시한다. (1) 울릉분지의 지각은 깊이에 따른 속도와 속도구배(velocity gradient)의 분포에서 상부층과 하부층으로 구성되는데 이들은 각각 전형적인 해양지각을 이루는 층단위 2 (layer 2)와 층단위 3 (layer 3)과 일치한다. (2) 상부층과 하부층 사이에는 약 1 km 구간에 걸쳐 5.7-6.3 km/s의 속도를 갖는 층을 관찰할 수 있는데, 이 것은 해양 층단위 2와 3 사이의 전이층으로 알려진 층단위 2C를 나타낸다. 그러므로 전형적인 대륙지각의 특징을 보이는 남서 일본열도가 늘어나면서 울릉분지가 형성되었다고는 볼 수 없다. 대신, 지각의 속도와 두께는 맨틀플룸의 바로 위가 아니라 그 주위에서 형성되는 정상보다 뜨거운 맨틀대류권내에서 발생하는 해저면확장에 의해 울릉분지가 형성되었음을 지시한다. 울릉분지의 형성에 영향을 미친 맨틀플룸은 중국 북동부에 존재하였을 것으로 추정되는데 이러한 논리는 울릉분지내와 그 주변에 분포하는 화산암의 형성시 맨틀플룸의 영향을 받았다는 지화학적 추론과 일치한다. 따라서 이 논문에서는 동해 남서부의 열림이 일본열도의 늘어남에 의한 것이 아니라 해저면 확장과 맨틀플룸의 영향을 받은 것임을 제시한다.

• 자원환경지질
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• 제52권5호
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• pp.337-345
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• 2019

중국, 한국 그리고 일본을 포함한 동아시아 지역의 백악기 시기 화성 활동을 설명하기 위하여 해령 섭입 가설이 제안되어 널리 받아들여 졌다. 특히, 해령 섭입 가설은 남서일본에서 발견되는 아다카이트의 북동 방향으로의 분출 시기의 감소를 잘 설명하였다. 그러나, 해령 섭입 가설은 이후 밝혀진 지구화학 연구 결과 및 판재구성 모델과 배치되기 때문에 여러 문제점을 지닌다. 따라서, 해령 섭입 가설의 문제점을 극복하고 이 시기 화성 활동을 설명하기 위한 플룸-대륙 및 플룸-슬랩 상호 작용 가설이 제안되었고 이 가설은 해령 섭입 가설이 내포한 문제점을 극복할 뿐만 아니라 동아시아 지역의 백악기 화성 활동을 설명할 수 있다. 이 고찰에서는 해령 섭입 가설과 그 대안인 플룸-대륙 및 플룸-슬랩 상호 작용 가설에 대해 요약하여 소개하고 이 대안 가설을 증명하기 위한 추가 연구에 대해 제언한다.

• 자원환경지질
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• 제57권1호
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• pp.1-15
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• 2024

서태평양 멜라네시아 지역에는 복잡한 판들의 지구조 운동이 발생하고 있고, 가장 거대한 해양 해대인 온통-자바 해대와 열점인 캐롤라인 제도가 위치해 있다. 이 지역의 복잡한 지구동역학에 대한 이해를 높이기 위해 해저 지진계와 육상 지진계에 기록된 원거리 지진으로부터 상대 주시를 획득하여 P파 및 S파 속도 모델 및 𝛿 (V_P/V_S) 모델을 계산했다. 그 결과 멜라네시아 지역의 섭입대에서 약 400km 깊이까지 강한 고속도 이상이 관찰됐고, 이는 판경계를 따라 섭입하는 솔로몬해판, 비스마르크판, 그리고 호주판의 모습으로 생각된다. 섭입대를 따라 양의 𝛿 (V_P/V_S) 이상값이 나타나는데, 이는 탈수 작용에 의한 부분 용융의 결과로 생각된다. 온통-자바 해대 하부 600km 깊이 아래에서 넓은 고속도 이상체가 관찰되며, 음의 𝛿 (V_P/V_S) 이상값을 보인다. 이는 25-45 Ma 시기에 섭입한 태평양판이 분리된 잔재로 판단되며, 오랜 기간 맨틀 전이대에 머물면서 잔류판의 최상부에 포함되어 있던 유체가 빠져나가면서 주변 맨틀 물질에 비해 상대적으로 점성이 높고 건조해짐으로 인해 강한 고속도 이상과 강한 음의 𝛿 (V_P/V_S) 이상값이 나타난 것으로 생각된다. 캐롤라인 제도 하부에서는 강한 저속도 이상이 800km 깊이까지 관찰되며 맨틀 전이대에 위치한 태평양판 잔재 하부까지 연결되어 보인다. 이는 하부 맨틀에서 기인한 맨틀 플룸이 태평양판의 잔재와의 상호작용으로 인해 상승방향이 바뀌어 현재 위치에 도달한 것으로 보인다. 또한 맨틀플룸은 양의 𝛿 (V_P/V_S) 이상값을 가지는데 내포된 유체나 부분 용융에 의한 영향으로 생각된다. 온통-자바 해대 하부의 두꺼운 암석권의 영향으로 해석되는 고속도 이상체가 300km 깊이까지 관찰되었으며 음의 𝛿 (V_P/V_S) 이상값을 보여주는데, 이는 암석권에 쌓인 용융 잔류물에 유체가 거의 남아있지 않음을 나타내는 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.365-384
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• 2023

서태평양에 위치한 총 173개의 지진 관측소에서 획득한 2,026개의 지진 자료에 분할 파형 역산을 적용하여 서태평양 지역 맨틀 전이대 깊이까지 S파 등방성 속도 및 방사 이방성에 대한 연구를 수행했다. 그 결과 필리핀해판의 경우 페러스-벨라 분지(Parece-Vela basin)에서 고속도 이상이 30 km 깊이까지 나타나는 것에 비해 서필리핀 분지(West Philippine basin)에서 고속도 이상이 50 km 깊이까지 유지되었다. 페러스-벨라 분지 하부 약 80 km 깊이부터 나타나는 저속도 이상이 깊이가 깊어짐에 따라 서필리핀 분지로 확장되는 경향을 보였는데 이는 페러스-벨라 분지와 서필리핀 분지 사이의 연령차이에 의한 것으로 보인다. 또한 캐롤라인 해저 산열(Caroline seamount chain) 및 캐롤라인 판의 하부에서 강한 저속도 이상이 약 200 km 깊이까지 보인다. 방사 이방성 모델의 경우 서태평양에서 전반적으로 양의 이방성에 우세하게 나타났으며 페러스-벨라 분지에서 약 50 km 깊이까지, 마리아나 해구를 따라 섭입하는 태평양판의 약 220 km 깊이부터 음의 이방성이 관측되었다. 캐롤라인 해저산열 하부 약 200 km 깊이까지 강한 양의 이방성이 나타났는데 이는 해저산열을 형성한 플룸과 이동하는 태평양판 사이에 발생한 끌림(drag)에 의한 것으로 보인다. 온통-자바 해대(Ontong-Java plateau) 지역 하부에서는 40 ~ 180 km 깊이에서 고속도 이상이 발견되었으며, 이는 탈수된 플룸 물질의 부착으로 인한 비정상적으로 두꺼운 암석권의 존재를 나타낸다.

• 자원환경지질
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• 제28권1호
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• pp.25-31
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• 1995

동남 스카른 광상은 백악기에 고생대 퇴적암류를 관입한 섬록암에 의해 형성되었다. 스카른의 모암은 섬록암과 묘봉 슬레이트인데 스카른 누대구조에서 모암의 종류에 따라 각각 특징적인 광물공생군의 체계적 변화를 관찰할 수 있다. 섬록암, 화강반암, 석영반암으로 구성된 화성암류들은 플룸보텍토닉 모델의 조산대에 비해 높은$^{207}Pb/^{204}Pb$ 비를 보이는데 이러한 현상은 하부지각 (또는 맨틀)에서 유래된 마그마가 상부지각물질에 의해 심히 혼화되어진 것으로 해석되며 이는 영남육괴와 옥천계에 분포하는 화강암류가 보여주는 특징과 유사하다. 현재의 납 동위원소 비와 우라늄, 토륨, 납 농도로부터 구한 광화작용 당시(76 Ma)의 황성암 및 풍촌석회암의 납 동위원소 비는 비교적 일정하지만 광화작용 후기로 갈수록 광석광물들의 납 동위원소 비가 높아진다. 초생 스카른 시기에 형성된 자철석과 방연석의 납 동위원소 비는 화성암류의 것과 거의 유사하지만 후기 열수변질시기에 형성된 휘수연석, 황철석, 그리고 열수변질된 석영반암의 납 동위원소 비는 풍촌석회암의 비에 접근하고 있다. 이는 서로 다른 기원을 가진 납들이 열수 변질시기에 따라 그 혼화의 정도가 달라지게되어 광석광물들의 납 동위원소 비에 차이가 있게 된 것으로 여겨진다. 광석광물의 납 동위원소 비의 변화특징에 의하여 섬록암과 화강반암을 형성한 마그마로부터 분화된 낮은 납 동위원소 비를 갖는 열수용액과 높은 납 동위원소 비를 갖는 주변모암(풍촌석회암)이 혼화의 기원물질로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권1호
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• pp.67-80
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• 2000

중국 북동부 대흥안령(大興安嶺) 지역 중생대 화산암류의 암석학 및 전체적인 암석화학적 특징을 파악하고, 동북아시아 지역의 중생대 화산암대의 지체구조적 환경 비교 및 성인 연구를 하였다. 주성분 화학조성의 특징은 주로 알칼리-서브알칼리계열의 현무암-현무암질 안산암-안산암-데사이트 및 유문암 조성을 보이고, 전형적인 BAR(현무암-안산암-유문암)의 암석조합을 나타낸다. 그러나, 각 화산분출 단위에서는 산성의 유문암질 성분과 염기성의 현무암질 성분이 많은 반면, 중성 성분이 비교적 결여되어 있는 바이모달 특징을 나타낸다. 미량원소 함량 조성의 전반적인 특징을 보면, Rb, Ba, Th 등 불호정성원소들이 부화되어 있으며, 불호정성이 작아지고 호정성이 증가할수록, 즉 Cr, Ni로 감에 따라 그 함량이 감소하는 특징을 보인다. 또, 희토류원소가 상당히 분화되어 있으며, LREE, Rb, Ba, Th, K 등 불호정성원소의 함량이 높으며, LILE/HFSE 비가 높은 특징을 보인다. Hf-Th-Nb 성분도에서도 본 지역의 화산암류들은 판이 침강 섭입하는 판경계부에서 생성된 마그마로부터 유래하는 조구적 위치에 도시된다. 이는 현재 대흥안령 지역의 지체구조적 위치가 아시아 대륙내부에 위치하나, 화산암류가 형성될 당시에는 지판이 섭입하는 대륙호 환경이었거나 또는 이미 침강섭입된 판으로부터 지구화학적인 혼염된 맨틀 플룸의 영향을 받았음을 추측할 수 있다.