• 지구물리와물리탐사
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• 제23권1호
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• pp.22-37
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• 2020

이 연구는 남서태평양 통가열도에 위치한 TA (Tofua Arc) 12 해저산에 대한 해저지형, 자력자료를 이용한 자화벡터역산 모델링을 통해 해저면에서 심부층까지의 종합적인 3차원 자력구조 특징을 분석하였다. 북서-남동 방향성을 가진 타원형의 칼데라 해저지형이 TA 12 해저산 정상부에서 나타나며, 두 개의 작은 콘 모양의 지형이 칼데라 정상부 함몰지형에 존재한다. 또한 해저산 정상부 서쪽 사면에서는 콘 지형이 나타나는 지역부터 해저산 기저부 남서쪽 사면까지 큰 규모의 사면 해저곡이 보인다. TA 12 해저산에서는 칼데라 함몰지형에 저자기이상대가 나타나고 그 주변 칼데라 정상부 및 사면 지역에 고자기이상대가 둘러싸여 있다. 이는 함몰지형을 포함한 칼데라 정상부 지역에 강한 자성체의 분포 또는 마그마 관입 가능성이 있다고 해석될 수 있다. 3차원으로 해석된 자화벡터역산 결과에서는 해저 -3000 m부터 해저산의 주변 사면지역에서의 고이상대 존재와 자기 감수율이 칼데라 정상부 및 함몰지형의 천부층으로 향해 증가함을 보여 준다. 한편 주로 칼데라 정상부의 해저면 근처에서 소규모 고이상대들이 곳곳에 나타나고 있다. 따라서 TA 12 해저산에서는 마그마가 심부에서 천부로 올라올 때 해저산 주변 사면부에서 칼데라 정상부 및 함몰지형으로 이동했음이 예상된다. 그리고 해저면 근처의 복잡한 자력분포는 잔류자화의 영향으로 추정된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권2호
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• pp.67-81
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• 2018

이번 연구에서는 해저열수광상 유망지역을 분석하기 위해서 남서태평양 라우분지에 TA (Tofua Arc) 22 해저산에 대하여 해저지형조사 및 지자기조사를 실시하였다. 획득한 자료로부터 연구지역의 지자기 및 해저지구조를 분석하였다. TA 22 해저산의 해저지형은 정상부가 서쪽과 동쪽으로 나뉘어져 구성되어 있으며 각각 정상부마다 칼데라가 형성되어 있다. 서쪽 칼데라는 동쪽 칼데라에 비해 정상부 직경은 작은 반면 더욱 깊게 함몰되어 있다. TA 22 해저산의 사면 경사도는 각 칼데라마다 조금의 차이는 있으나 수심 약 -1,000 m을 기점으로 경사가 급해지고 정상부에서는 비교적 경사가 완만하다. TA 22 해저산의 지자기 특성을 종합하면 칼데라의 정상부 및 주변에서 강한 고이상대가 존재한다. 저자화대는 주로 칼데라 바깥 사면 및 안쪽 중심부에 나타난다. 이러한 특징들은 기존 연구에서 열수광상이 나타났던 칼데라 정상부 안쪽이나 또는 정상부 바깥쪽 사면에 고이상대와 저자화대가 나타나는 것과 유사한 특성을 지닌다. 탄성파단면자료와 비교하여 자력모델링을 한 결과, 각 측선들의 모델 값과 측정값의 차이인 RMSE값은 약 20 nT를 나타내어 연구지역에 대한 자력 모델링한 결과가 측정 결과와 잘 부합되어진다고 판단된다. 모델링과 자화분포에 의한 열수광상 부존예상지역은 칼데라들의 안쪽이나 칼데란 주변 지역에 위치할 것으로 추정된다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2007년도 춘계 지질과학기술 공동학술대회
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• pp.486-488
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• 2007

• 자원환경지질
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• 제47권4호
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• pp.395-404
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• 2014

한국해양과학기술원에서는 심해열수광상탐사를 위하여 2009년에 남서태평양 라우분지의 열수광상유망지역에 대하여 지구물리조사를 실시하였다. 그 중 TA19-1 해산과 TA19-2 해산에 대한 해상자력탐사 결과를 이용하여 이 해산들의 지자기 특성을 분석하였다. TA19-1 해산은 단순한 1개의 원추형 형태로 정상부는 함몰된 칼데라를 가진다. TA19-2 해산은 TA19-1 해산에 비해 규모가 크고 대규모 함몰대를 가진 칼데라가 나타나고, 칼데라 서쪽으로 정상부가 나타나며 능선들도 여러개 존재하는 형태로서 TA19-1 해산에 비해 복잡한 해저지형을 가지고 있다. TA19-1 해산의 자기이상은 정상부를 중심으로 북쪽에는 고이상대가 남쪽에는 저이상대가 나타나는 단순 쌍극자 이상 형태로 분포하고 있다. TA19-2 해산의 자기이상은 해산 북쪽 사면에 고이상대들이 위치하고 있고, 칼데라 서쪽에 위치한 정상부를 중심으로 고이상대가 나타나고 그 주변 및 칼데라 주위로 저이상대가 분포하며 TA19-1 해산에 비교하여 복잡한 형태의 자기이상을 나타낸다. 해저지형, 지자기 자료의 결과는 TA19-2 해산이 TA19-1 해산에 비해 복잡한 화산활동의 결과로 형성되었다는 것을 지시한다. 열수분출대의 가능성이 높은 저자화이상대들은 주로 해산의 정상부 및 칼데라와 칼데라 주변부에 주로 나타나는데 이는 단층 및 균열 등에 따른 열수 분출에 의한 암석 변질의 영향 등으로 판단되며, 정상부와 칼데라 내에 나타나는 높은 고자화대는 volcanic sill, intrusion 등 후기 화성활동과 연관성이 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.81-92
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• 2008

Fonualei Rift and Spreading Center(FRSC)와 Mangatolu Triple Junction(MTJ) 칼데라는 활동성 후호분지인 라우(Lau)분지 북동쪽에 위치하고 있다. FRSC에서는 심해 견인 및 표층 자력탐사가 수행되었으며, 심해 견인 자력탐사에서 나타나는 해저 지형과 자력계 고도 사이의 거리 변화 영향을 보정하기 위해 Guspi의 상향연속법을 이용하여 동일한 고도에서 측정한 값으로 변환하였다. Parker and Huestis의 역산 알고리즘을 이용하여 해양지각의 자화를 계산하였고, 이로부터 심해저 열수 분출구 탐사와 해저지각 구조를 파악하고자 하였다. FRSC의 심해 견인 자력탐사 결과 해령에서 주로 나타나는 최대 4.5 A/m의 Central Anomaly Magnetization High(CAMH)가 관측되었으며, 남남서-북북동으로 추정되는 해령의 방향은 라우분지 내 주요 확장축의 방향과 일치하는 경향을 보인다. 또한 FRSC에서는 열수 분출구로 의심되는 - 4.0 A/m의 저자화이상이 발견되었다. MTJ 칼데라$(174^{\circ}00'W\;15^{\circ}20'S)$에서는 표층 자력탐사만이 수행되었고, 남남서-북북동 방향으로 함몰된 화륜과 중앙에서 나타나는 CAMH를 통해 칼데라 중심에 활동성 확장축이 존재하는 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.169-181
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• 2014

우리나라는 2008년부터 심해저 광물자원 확보를 위하여 남서태평양 통가국 EEZ 내 Tofua arc의 해저 화산열도에서 해저열수광상에 관한 조사를 지속적으로 수행하고 있다. 통가국 라우분지 TA 25 해저산에서 해저 열수 활동에 의하여 형성된 광물들의 특성과 분포를 규명하기 위하여 X선회절분석, 주사전자현미경 관찰, X선형광분석과 유도결합 플라즈마 방출분광분석을 실시하였다. 연구에 사용된 시료는 TA 25 해저산 주변에서 채취된 7개의 코어 시료와 9개의 해저퇴적물 시료이다. 열수분출구 모든 지역에서 중정석, 섬아연석, 클리노클레이스 등이 존재하고, 열수분출구 A 지역에는 석고, 스멕타이트 및 카올린 광물, 열수분출구 B와 C 지역에는 스멕타이트, 카올린 광물, 황동석과 황철석, 열수분출구 D 지역에는 석고, 황동석, 황철석, 침철석 등이 분포한다. 점토부분에 대한 분석 결과 칼데라 중심부 지역을 제외한 모든 지역에서 스멕타이트와 소량의 카올리나이트가 포함되어 있는 것으로 보아 이질변질작용에 해당하는 열수변질이 있었음을 알 수 있다. 열수분출구 B, C, D 지역은 여러가지 종류의 황화광물과 비소화광물이 존재한다. 광물조성, 주성분과 미량성분 분석 결과로 판단할 때 열수분출구 B, C, D 지역이 비교적 강한 고온의 열수변질작용, 열수분출구 A와 칼데라 중심부 지역은 열수의 영향을 적게 받았거나 저온의 열수변질작용을 받은 것으로 판단된다. 추후 열수광상 탐사는 열수분출구 B, C, D 지역에서 수행되어야 할 것으로 여겨진다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.124-127
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• 2010

본 연구에서는 통가 해역 라우분지의 열수 광상 가능성이 있는 해산들에 대하여 자력탐사가 수행되었다. 그 중 TA 09 해산에 대하여 심해견인 자력탐사가 실시되었으며 심해견인 자력탐사는 정밀한 탐사를 위하여 해저면에서 약 50 ~ 60 m 고도를 유지하며 자력계를 견인하였다. 탐사지역의 총 자력 성분은 Overhauser Proton Magnetomer (모델 SeaSPY 300(해상자력계)m, SeaSPY 6000(심해견인자력계))를 이용하여 측정되었다. 탐사 해산들 중 해상자력탐사와 심해자력탐사가 같이 수행된 TA 09 해산과 주요 열수 광상 유망 지역으로 분류되는 TA 12, 26 해산에 대해서만 측정된 지자기값을 이용하여 자기이상도를 구하였으며 자화역산법을 이용하여 자화이상도를 제작하고 분석하였다. TA 09 해산과 TA 26 해산에서의 해상 자기이상도는 쌍극자 이상형태의 단순이상을 보이며 TA 12 해산에서는 정상부에 고이상이 나타나고 그 주변으로는 저이상대가 분포하고 있다. TA 09 해산에서의 해상자력계에 의한 자기이상치와 심해견인자력계에 의한 자기이상치를 비교하여 보면 거의 10배 이상의 해상도 차이를 보여준다. 연구지역 탐사해산들의 해저지형과 비교하여 보면 열수분출대의 가능성이 높은 저자화이상대들은 주로 해산의 정상부 및 정상부 칼데라와 그 칼데라 주변부에 주로 위치하고 있는 모습을 나타내고 있다. 향후 타 탐사 해산들에 대한 자기이상에 대한 정밀처리/분석 후 탄성파 탐사결과, 암석샘플의 결과 및 지화학결과 등과 비교하여 열수광상의 존재 여부 및 위치 추정 분석이 필요할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제18권3호
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• pp.321-330
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• 2008

울릉도 화산체의 지질과 지질구조 및 화산활동상을 연구하기 위해서 선행된 연구 자료를 수집하고 현장조사를 실시하였다. 울릉도는 동해 해저에서부터 약 3,000m 높이의 화산체로 해수면 부근의 기저는 현무암질 집괴암이며 그 상위로 조면암질 집괴암, 조면암, 조면암질 부석과 조면안산암 순으로 분포하고 있다. 나리분지의 칼데라는 함몰에 의해 역삼각형의 단층이 나타나고 있고, 나리분지를 중심으로 북동-남서방향과 북서-남동방향의 단층들이 분포하고 있다. 신생대 제4기(Quaternary)의 울릉도 화산활동은 해수면 부근의 현무암질 집괴암 및 응회암 분출의 제1기, 조면암질 집괴암 및 응회암이 분출한 제2기, 조면암질 용암류의 분출의 제3기, 조면암질 부석이 분출한 제4기, 칼데라 내의 조면암질 안산암이 분출시기인 제5기로 구분하였다. 울릉도의 지질은 다양하고 복잡하여 지질공학 또는 응용지질분야에서 접근하기가 용이하지 않았다. 따라서 이번 연구에서는 울릉도 지질을 단순화하여 이들이 쉽게 활용할 수 있도록 자료를 제공하고자 하였다.

• 자원환경지질
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• 제48권4호
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• pp.273-285
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• 2015

통가화산호의 TA25 해저산 서측에서는 열수광체가 처음 발견되었다. 이 지역에 분포하는 열수분출구들은 열수분출이 막 시작된 미성숙한 분출구로서 최저 $150^{\circ}C$에서 최대 $242^{\circ}C$ (평균: $203^{\circ}C$)의 열수온도를 보인다. 주요 황화광물로는 섬아연석, 황철석, 백철석, 방연석, 황동석, 코벨라이트, 비사면동석(tennantite), 황비동석(enargite)이 산출되며, 중정석, 석고/경석고 등의 황산염 광물들이 침니 외각에서 산출된다. 특히, 섬아연석이 높은 산출빈도를 보이는 아연 우세형 (Zn-rich) 광체로 분류된다. 광석광물 중 황비동석의 산출은 이 지역 열수분출구의 광화작용이 고유황형 환경에서 진행되었음을 시사한다. 섬아연석은 열수분출구의 외각부에서 내측부로 갈수록 산출빈도가 증가하며, 섬아연석 내 철함량 (mole% FeS)도 높아진다. 또한, 이들 섬아연석은 은 (~10 wt.%)을 함유하고 있는 특징을 보인다. 황동석은 침니에 비해 광체구에서 높은 산출빈도를 보여, 침니와 비교하여 광체구에서 다소 고온의 광화작용이 진행된 것으로 판단된다. 열수분출구 구성광물 중 광체구에서 산출되는 중정석을 대상으로 한 유체포유물 실험 결과, 균일화 온도 및 염농도는 $148^{\circ}C{\sim}341^{\circ}C$ (평균: $213^{\circ}C$) 및 0.4~3.1 equiv. wt.% NaCl를 보여 섬아연석 등 광석광물의 주된 광화작용이 약 ${\geq}200^{\circ}C$에서 진행된 것으로 확인되며, 동광화작용이 미약한 침니에서는 보다 낮은 온도에서 광화작용이 진행되었던 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권4호
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• pp.298-304
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• 2011

한국해양연구원에서는 2011년 4월에 쇄빙선 아라온호, Oceaneering사의 ROV (Remotely Operated Vehicle) 및 삼성분자력계(Three component vector magnetometer)를 이용하여 남서태평양 라우분지에 위치한 TA25해산 칼데라 서측 사면에 대하여 심해자력탐사를 실시하였다. 연구지역은 약 900 m ~ 1200 m의 수심대역을 보인다. 이 심해탐사를 위하여 국내 최초로 3000 m급 심해 삼성분자력계를 제작하였다. 자력계센서부분은 ROV의 상부에, 자력계로거부분은 ROV의 하부에 장착하였으며, ROV는 ROV의 정확한 위치를 알려주는 USBL (Ultra Short Base Line)과 고도계를 이용하여 정해진 측선을 따라 해저면에서 약 25 ~ 30 m의 수직 간격을 유지하며 이동하였다. 삼성분자력계는 자기장의 X(북쪽성분), Y(동쪽성분)과 Z(수직성분)의 벡터성분을 측정하므로 모션센서를 이용하여 ROV의 움직임(피치, 롤, 요)에 대한 보정을 실시하였다. 자력센서자료와 모션센서자료는 ROV의 광케이블과 아라온호의 네트워크를 이용하여 노트북에 저장되며 ROV의 정확한 위치자료인 USBL자료는 후처리를 통하여 병합하였다. 이렇게 획득한 심해 삼성분자력자료는 조사지역의 유망한 열수광상을 유추하는데 유용하게 활용될 것으로 판단된다.