• Journal of the Korean earth science society
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• v.26 no.1
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• pp.78-92
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• 2005

Petrographical and petrochemical analyses for late Miocene basalts in Goseong-gun area. Gangwon province, were carried out to interpret the characteristics and the origin of magma. The basaltic rocks occurred as plug-dome in the summit of several small mountain and developed columnar jointing with pyroxene-megacryst bearing porphyritic texture. And the basalt contains xenoliths of biotite granite (basement rocks), gabbro (lower crustal origin) and Iherzolite(upper mantle origin). The basalts belong to the alkaline basalt field in TAS diagram and partly belong to picrobasalt and trachybasalt field. On the tectonomagmatic discrimination diagram f3r basalt in the Goseong-gun area. they fall into the fields for the within plate and oceanic island basalt. The characteristics of trace elements and REEs shows that primary magma for the basalt magma would have been derived from partial melting of garnet-peridotite mantle. This late Miocene basalt volcanism is related to the hot spot within the palte.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 2005.05a
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• pp.29-36
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• 2005

The crustal structure of Korean Peninsula is investigated by analyzing phase velocity dispersion data of Rayleigh wave. Earthquakes recorded by three component seismographs during 1999 - 2004 in South Korea are used in this study. The fundamental mode signals of Rayleigh waves are obtained from vertical components of seismograms by multiple filter technique method and phase match filter method. Velocity dispersion curves of surface waves for 14 propagation paths on the great circle are computed from the fundamental mode signals on the great circle path by two-station method. Treating the shear velocity of each layer as an independent parameter, phase velocities of Rayleigh wave are inverted. The result models are regarded as average structure for surface wave propagation paths respectively. All the results can be explained by an earth model of the Korean Peninsula comprising crust of shear-wave velocity increasing from 2.8 to 3.25 km/sec from top to 33 km depth and uppermost mantle of shear-wave velocity between 4.55 and 4.67 km/sec.

• Economic and Environmental Geology
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• v.57 no.2
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• pp.253-261
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• 2024

Olivine, a major mineral in the upper mantle with strong intrinsic elastic anisotropy, plays a crucial role in seismic anisotropy in the mantle, primarily through its lattice preferred orientation (LPO). Despite this, the influence of the microstructure of mylonitic rocks on seismic anisotropy remains inadequately understood. Notably, there is a current research gap concerning seismic anisotropy directly inferred from mylonitic peridotite massifs in Korea. In this study, we introduce the deformation microstructure and LPO of olivine in the mantle shear zone. We calculate the characteristics of seismic anisotropy based on the degree of deformation (proto-mylonite, mylonite, ultra-mylonite) and establish correlations between these characteristics. Our findings reveal that the seismic anisotropy resulting from the olivine LPO in the ultra-mylonitic rock appears to be the weakest, whereas the seismic anisotropy resulting from the olivine LPO in the proto-mylonitic rock appears to be the strongest. The results demonstrate a gradual decrease in seismic anisotropy as the fabric strength (J-index) of olivine LPO diminishes, irrespective of the specific pattern of olivine's LPO. Moreover, all samples exhibit a polarization direction of the fast S-wave aligned subparallel to the lineation. This suggests that seismic anisotropy originating from olivine in mylonitic peridotites is primarily influenced by fabric strength rather than LPO type. Considering these distinctive characteristics of seismic anisotropy is expected to facilitate comparisons and interpretations of the internal mantle structure and seismic data in the Yugu area, Gyeonggi Massif.

• Proceedings of the International Union of Geodesy And Geophysics Korea Journal of Geophysical Research Conference
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• 2003.05a
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• pp.16-16
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• 2003

본 연구는 ILP(International Lithosphere Project) Task Group II-4가 진행하고 있는 상부맨틀에 대한 3차원 구조도 작성 연구의 일환으로 수행되어졌으며 구조도 작성을 위한 데이터 베이스의 구조는 task group의 표준안을 따랐다. 기존 문헌과 기존의 데이터 베이스를 통해서 획득된 자료를 이용해 동해와 그 주변을 대상으로 하는 지역의 ($32-45^{\circ}$E, $122-148^{\circ}$N) 상부 670km까지의 3차원 구조도 작성을 위한 초기 모델을 구축하였으며, 이 절차를 최대한 자동화하는 프로그램을 포트란을 이용해 만들어보았다. 연구 지역에 대한 곡율을 계산하기 위해 표준타원체 모델인 WGS84과 geoid undulation 모델인 EGM96을 사용했으며 지형 고도 자료는 GTOPO30, GLOBE 1.0, 그리고 Smith and Sandwell 데이터베이스를 사용하여 지구 중심으로부터 지표까지의 거리를 구하였다. 연구지역은 $0.25^{\circ}$간격으로 나누었으며 총 5777개의 격자점을 정의하였으며 각각의 격자점에 1차원 수직구조를 부여함으로써 3차원 모델을 구축하였다. 그리고 지형적으로나 지질학적으로 유사한 지역을 하나의 구역으로 정의하고 동일한 수직구조를 부여함으로써 모든 격자점에 1차원 수직구조를 정의하지 않도록 하였다. 본 연구에서는 지표 지질은 모델에 고려하지 않았지만 지형학적으로 의미가 있는 분지나 수평적으로 불균질성이 뚜렷한 지역을 중심으로 연구 지역의 리젼을 정의하였다. 중요 리젼에 대한 지각구조에 대해서는 기존의 문헌을 통해 모델치를 정의하였으며 지각 하부부터 상부 670km에 대한 부분은 Task Group에서 제시한 표준 모델을 이용했다. 모델을 정의하기 위해 주어진 격자점에 대한 지구 중심으로부터 지오이드까지의 거리, 지오이드로부터 지표까지의 거리를 정의해주었으며, 각 격자점의 수직구조를 정의하기 위해 깊이에 따른 각 매질의 밀도, P파의 속도, S파의 속도, P파에 대한 Q값, S파에 대한 Q값을 정의 해주었다. S파의 속도를 구하기 위해서 지구 내부 물질을 포아송 매질이라는 가정 하에, 관계식을 $Vp{\;}={\;}SQRT(3){\;}{\times}{\;}Vs$ 이용하였다. 획득한 모델치들을 이용해 동해와 동해 인근 지역에 대한 초기모델을 구축하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.41-50
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• 2006

The crustal structure of Korean Peninsula have been investigated by analyzing group velocity dispersion data of surface wave. Cross.correlation of seismic background motions (Campillo and Paul, 2003; Shapiro et al., 2005) has been applied to estimate the short.period Rayleigh. and Love.wave group velocity dispersion characteristics of the region. Standard processing procedures were applied to the cross.correlation, except that signal whitening was used in place of one.bit sampling equalize power in signals from different times. Multiple.filter analysis was used to extract the group velocities from the estimate Green's functions, which were then use to image the spatially varying dispersion at periods between 0.5 and 20 seconds. The tomographic inversion technique used inverted all periods simultaneously to provide a smooth dispersion curve as a function of period in addition to the usual smooth spatial image for a given period. The Gyeongsang Basin in the southeastern part of the peninsula is clearly resolved with lower group velocities.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.497-500
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• 2007

지열류량은 지열자원 개발 시 지열 이상대를 찾는데 있어서 중요한 자료로 사용된다. 우리나라의 지체구조별 지열류량 평균은 경기육괴 66 $mW/m^2$, 옥천습곡대 65 $mW/m^2$, 영남육괴 60 $mW/m^2$, 경상분지 72 $mW/m^2$, 연일분지 75 $mW/m^2$이다. 이러한 대륙 내의 지표 지열류량은 상부 지각내의 방사성 동위원소 붕괴에 의한 열생산율(${\sim}40%$)과 하부지각 및 상부맨틀에서부터 전도되어 올라온 지열류량(${\sim}60%$)으로 설명할 수 있다. 따라서 지열류량의 결정에 있어서 열생산율의 정보는 중요한 부분을 차지한다. 열생산율은 지각 내에 존재하는 주요 방사성 동위 원소인 U, Th, K의 붕괴열에 의한 것이며, 열생산율의 측정은 gamma-ray log 자료를 이용하는 방법과 화학분석을 통한 방법이 있다. 이 연구에서는 두 가지 방법을 이용하여 총 123개(화강암 86개, 편마암 37개) 지점에서의 열생산율을 산출하였다. 화강암의 열생산율 평균은 2.15 ${\mu}W/m^3$이며, 편마암의 열생산율 평균은 2.22 ${\mu}W/m^3$로 나타났다. 지체구조별 열생산율의 평균은 경기육괴 2.52 ${\mu}W/m^3$, 옥천습곡대 2.16 ${\mu}W/m^3$, 영남육괴 2.35 ${\mu}W/m^3$, 경상분지 2.01 ${\mu}W/m^3$로 나타났다. 지체 구조별 열생산율과 지열류량의 상관성 분석에서 우리나라의 경우 지열류량이 높은 지역에서 열생산율이 낮은 경향을 보인다. 따라서 열생산율이 지표 지열류량을 결정하는데 있어서 가장 중요한 요소가 아님을 확인할 수 있다.

• Proceedings of the Mineralogical Society of Korea Conference
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• 2001.06a
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• pp.143-144
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• 2001

경기육괴의 남서부에 해당하며 옥천구조대의 북쪽에 위치한 백동-홍성 일대의 충청남도 일원에는 선캠브리아기의 편마암복합체내에 초염기성암체들이 소규모 렌즈상의 암체로 이 지역에 우세한 구조선 방향인 북북동 방향으로 배열되어 산출된다. 이들 초염기성암채들이 조산대에 형성되는 알파인형이며 전형적인 상부 맨틀기원의 암석이 부분용융된 맨틀 잔여물로서 지표로의 이동과정에서 변성작용을 받아 대부분은 사문석화 혹은 활석화된 것으로 보고되어 있다. 본 연구의 주대상인 변성염기성암을 포함하는 백동지역의 초염기성암은 홍성도폭내 덕정리 편암암체 내에 주변 편마암체와 단층으로 접하면서 나타난다. 덕정리 편마암체는 주로 각섬석 화강편마암으로 구성되어있다. 백동지역의 초염기성암내에는 변성염기성암이 층상으로 협재되어 나타난다. 이들 변성염기성암은 석류석, 단사휘석, 각섬석, 사장석으로 주로 이루어진 석류석 각섬암이며 금홍석도 포함하고 있다. 많은 석류석 주변에는 사장석과 각섬석으로 이루어진 심플렉타이트가 발달되어있다. 석류석 각섬암내 심플렉타이트가 형성되지 않은 석류석 가장자리로부터 계산된 변성 온도-압력 조건은 590-72$0^{\circ}C$, 9-l0kb이며 심플렉타이트가 잘 형성된 석류석 주변부로부터는 490-$600^{\circ}C$, 4-6.3kb의 변성 온도-압력 조건이 계산되었다. 이에 반해 변성염기성암을 포함한 초염기성암체 주변에 나타나는 석류석-각섬석 화강편마암으로 부터는 570-78$0^{\circ}C$, 11.6-l6kb의 변성 온도-압력 조건을 얻었다. 석류석 각섬암에서 석류석내에 포획물로 나타나는 휘석(Xjd, 4-11)이 기질에 나타나는 휘석(Xid, 1-6)보다 높은 제이다이트 성분을 갖는다. 이는 석류석 중심부가 석류석 주변부보다 변성압력 조건이 높았을 가능성을 지시한다. 즉 연구지역의 석류석 각섬암은 주변의 각섬석 화강편마암과 같이 에콜로자이트상-상부각섬암상-고압백립암상의 점이대에 해당하는 변성작용을 받은후 초염기성암의 사문암화 작용시기에 1차 후퇴변성작용을 그리고 그후의 활석화 시기에 심플렉타이트를 형성하는 2차 후퇴변성작용을 받았다. 이러한 후퇴변성작용시기에 많은 유체가 침입하였고 그 결과 초염기성암내의 변성염기성암이 주변 화강편마암보다 후퇴변성작용을 강하게 받았을 것으로 예상된다. 변성염기성암의 변성연대를 구하기 위해 두 석류석 각석암 시료에 대해 석류석-전암 Sm-Nd 등시선 연령을 구하였다. 두 개의 석류석 각섬암으로부터 계산된 전암-석류석 연령은 297.9$\pm$5.7(2$\sigma$)Ma 그리고 268.7$\pm$3.3(2$\sigma$)Ma를 나타낸다. 석류석의 Sm-Nd 폐쇄온도가 700-75$0^{\circ}C$임을 고려할 때 두 석류석 각섬암으로부터 계산된 연대는 최고 변성작용 혹은 초기 냉각 시기를 지시할 가능성이 높다. 한편 전암의 두 동위원소 자료로부터 계산된 전암의 연령은 408Ma이다. 이러한 연구 결과는 연구지역의 석류석 각섬암이 시루리아기 후기 혹은 데본기 초기에 관입 후 석탄기 후기에서 페름기 중기에 주변 화강편마암과 함께 섭입작용을 받았을 가능성을 지시한다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.20 no.1
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• pp.12-17
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• 2017

We construct 3D SV-wave velocity structure of the crust and the upper mantle beneath East Asia from Rayleighwave group-velocity measurements. For the construction of the SV-wave velocity model at 10 ~ 100 km depth, we used seismic data recorded at 321 broadband stations in Korea, Japan, and China. Rayleigh-wave group-velocity dispersion curves were obtained by using the multiple filtering technique in the period range from 3 to 150 s. High SV-velocity anomalies are imaged beneath the East Sea from 10 km depth to deeper depth, implying that the Moho beneath the East Sea is between at 10 ~ 20 km depth. We estimated the Moho beneath the Korean peninsula to be around 35 km based on the depth where a high-velocity anomaly is observed. The SV-wave velocity model shows prominent fast S-velocity anomalies near northeastern Japan, associated with the subducting Pacific plate. Low-velocity anomalies are found beneath the east coast of the Korean peninsula at 100 km depth, which may play a role in the formation of the Ulleungdo and the Ulleung basin. We observed low-velocity anomalies beneath the Yamato basin at 100 km depth as well, which may indicate the upwelling of fluid from the Pacific plate via dehydration at deeper depth.

• The Journal of the Petrological Society of Korea
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• v.12 no.1
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• pp.32-52
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• 2003

The Mt. Baegyang in Busan, composed of sedimentary basement rocks (Icheonri Formation), andesite (lava), andesitic pyroclastic rocks, fallout tuff and tuffaceous sedimentary rocks, rhyolitic pyroclastic rocks, intrusive rocks (granite-porphyry, felsite, and biotite-granite) of Cretaceous age in ascending order. The volcanic rocks show a section of composite volcano which comprised alternation of andesitic lava and pyroclasitc rocks, rhyolitic pyrocalstic rocks (tuff breccia, lapilli tuff, fine tuff) from the lower to the upper strata. From the major element chemical analysis, the volcanic and intrusive rocks belong to calc-alkaline rock series. The trace element composition and REE patterns of volcanic and plutonic rocks, which are characterized by a high LILE/HFSE ratio and enrichments in LREE, suggest that they are typical of continental margin arc calc-alkaline rocks produced in the subduction environment. Primary basaltic magma might have been derived from partial melting of mantle wedge in the upper mantle under destructive plate margin. Crystallization differentiation of the basaltic magma would have produced the calc-alkaline andesitic magma. And the felsic rhyolitic magma seems to have been evolved from andesitic magma with crystallization differentiation of plagioclase, pyroxene, and hornblende.

• The Journal of the Petrological Society of Korea
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• v.19 no.1
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• pp.67-87
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• 2010

This article deal with petrotectonic setting and petrogenesis from petrography and chemical analyses of the Cretaceous volcanic and intrusive rocks in the Cheolwon basin. The volcanic rocks are composed of basalts in Gungpyeong Formation, Geumhaksan Andesite, and rhyolitic rocks (Dongmakgol Tuff, Rhyolite and Jijangbong Tuff), and intrusive rocks, Bojangsan Andesite, granite porphyry and dikes. According to petrochemistry, these rocks represent medium-K to high-K basalt, andesite and rhyolite series that belong to calc-alkaline series, and generally show linear compositional variations of major and trace elements with increase in $SiO_2$ contents, on many Harker diagrams. The incompatible and rare earth elements are characterized by high enrichments than MORB, and gradually high LREE/HREE fractionation and sharp Eu negative anomaly with late strata, on spider diagram and REE pattern. Some trace elements exhibit a continental arc of various volcanic arcs or orogenic suites among destructive plate margins on tectonic discriminant diagrams. These petrochemical data suggest that the basalts may have originated from basaltic calc-alkaline magma of continental arc that produced from a partial melt of upper mantle by supplying some aqueous fluids from a oceanic crust slab under the subduction environment. The andesites and rhyolites may have been evolved from the basaltic magma with fractional crystallization with contamination of some crustal materials. Each volcanic rock may have been respectively erupted from the chamber that differentiated magmas rose sequentially into shallower levels equivalenced at their densities.