• Ocean and Polar Research
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• 제42권1호
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• pp.49-61
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• 2020

We analyzed the morphological characteristics of OCC (Ocean Core Complexes) in the middle part of the Central Indian Ridge (MCIR) using high-resolution geophysical data recorded on the Deep-Tow SideScan Sonar IMI-30 system. In terms of slope-gradient variations calculated from the high-resolution bathymetry data, the normal faults formed by seafloor spreading were associated generally with slopes > 30° and resulted in high backscatter intensities, which reflect more topographic effects than acoustic medium variation. However, the areas associated with gentle slopes < 10° tend to show the backscatter intensities reflecting the acoustic characteristic of the medium. We show that the detachment faults exposing the OCCs were initiated with high-angle normal faults (58°) exhibiting outward and inward dips of a breakaway zone. In order to examine the spatial distribution of OCC structures, we characterized the transition from magmatic-dominant seafloor with abyssal hills to tectonic-dominant seafloor with OCC using the down-slope direction variation. The slope direction of the seafloor generally tends to be perpendicular to the ridge azimuth in the magmatic-dominant zone, whereas it becomes parallel to the given ridge azimuth near the OCC structures. Therefore, this spatial change of seafloor slope directions indicates that the formation of OCC structures is causally associated with the tectonic-dominant spreading rather than magmatic extension. These results also suggest that the topographical characteristics of seafloor spreading and OCC structures can be distinguished using high-resolution geophysical data. Thus, we propose that the high-resolution bathymetry and backscatter intensity data can help select potential areas of exploitation of hydrothermal deposits in MCIR effectively.

• 암석학회지
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• 제14권1호
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• pp.73-81
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• 2005

남극 드레이크 해협에서 작은 해양판으로 존재하는 피닉스판의 확장 작용 소멸 시기를 보다 명확하게 이해하고자 해령의 각 구역에서 체계적으로 채취된 현무암편을 대상으로 K-Ar 연대 측정을 실시하였다. 남서쪽 P3 구역 열극 사면 현무암의 K-Ar 연령은 3.5-6.4Ma이고 해령 축부 거대 화산체의 연령은 1.5-3.1Ma이다. 중앙의 P2 구역 열극 사면 현무암의 연령은 2.1 Ma이고, 축부 중앙고지대 현무암의 연령은 1.4-1.9Ma이다. 해령 축으로부터의 거리와 지체구조 특성에 기초한 확장작용 소멸시기는 P3 구역이 3.3Ma, P2 구역이 2.0Ma로 해석된다. 이 결과는 기존의 여러 지구물리 자료가 제시하는 '3.3Ma 동시 소멸설'과는 배치되며 해령의 P3 구역에서 P2 구역을 향해 확장작용이 단계적으로 소멸되었다는 것을 지지한다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2005년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.92-96
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• 2005

• Ocean and Polar Research
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• 제24권3호
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• pp.179-187
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• 2002

The Ayu Trough, located in the southern end of the Philippine Sea, represents a divergent boundary between the Philippine Sea and the Caroline Plates. A detailed geophysical survey was carried out in the Ayu Trough by R/V Onnuri. Topographically, the Ayu Trough resembles an slow spreading ridge. The trough can be divided into three sections: the south $(0^{\circ}-1^{\circ}30'N),\;middle\;(1^{\circ}30'-4^{\circ}N)$, and north $(4^{\circ}-6^{\circ}30'N)$. The seafloor in the middle section is characterized by features asymmetric with respect to the axis. These features were probably produced by NW-SE and NNW-SSE extensions and seem to support the argument that the opening of the Ayu Trough occurred in an oblique fashion. Farther south, a long transform fault but with a short offset defines the boundary between middle and southern sections. The axial depth increases a stepwise to the south of $1^{\circ}30'N$. A clear difference can be seen between the southern and middle sections with the latter exhibiting much higher mantle Bouguer anomaly values in the axial region. The anomaly indicates that the axial crust perhaps experienced a much higher degree of extension in the middle than in the southern section. The analyses of magnetic field data reveal that the region beyond 100km exhibits considerable variations, whereas the magnetic anomalies within 100km from the trough axis are very much subdued. This observation suggests that the opening of the Ayu Trough involved an initial stage of rifting of existing volcanic arcs, followed by production of new seafloor.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.136-141
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• 2005

The K Ar ages, whole rock geochemistry and Sr Nd Pb isotopes have been determined for the submarine basalts dredged from the P2 and P3 segments of the Antarctic-Phoenix Ridge (APR), Drake Passage, Antarctica, for better understanding on temporal variation of magma chemistry in association with extinction of seafloor spreading. The fossilized APR is distant from the known hot spots, and consists of older N-MORB prior to extinction of spreading and younger E-MORB after extinction. The older N-MORB (3.5-6.4 Ma) occur in the southeast flank of the P3 segment (PR3) and the younger E-MORB (1.4-3.1 Ma) comprise a huge seamount at the P3 segment (SPR) and a big volcanic edifice at the P2 segment (PR2). The N-type PR3 basalts have higher Mg#, K/Ba, and CaO/Al2O3 and lower Zr/Y, Sr, and Na8.0 with slight enrichment in incompatible elements and almost flat REE patterns. The E-type SPR and PR2 basalts are highly enriched in incompatible elements and LREE. The extinction of spreading occurring at 3.3 Ma seems to have led to a temporal magma oversupply with E-MORB signatures. Geochemical signatures such as Ba/TiO2, Ba/La, and Sm/La suggest heterogeneity of upper mantle and formation of E-MORB by higher contribution of enriched materials to mantle melting, compared to N-MORB environment. E-MORB magmas beneath the APR seem to have been produced by low melting degree (up to 1% or more) at deeper low-temperature regime, where metasomatized veins consisting of pyroxenites have preferentially participated in the melting. The occurrence of E-MORB at the APR is a good example to better understand what kinds of magmatism would occur in association with extinction of spreading.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.167-176
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• 2008

태평양 해양 지각판과 인도-호주 대륙 지각판간 섭입작용에 의해 형성된 남태평양 라우분지는 활동성 후열도분지로서 해저열수광상이 부존할 가능성이 매우 높은 지역이다. 한국해양연구원은 라우분지를 대상으로 다중음향측심장비(EM120)을 이용하여 정밀지형조사를 실시하여 열수활동이 활발할 것으로 예측되는 해저 지각 확장축 주변지역 (FRSC)과 해저화산 지역(MTJ)을 선별하였다. 또한, 표층 및 심해견인 자력탐사결과를 토대로 저 자기이상 현상을 나타내는 열수광체 지역을 선정하였다. 표층 및 심해 견인 자력탐사 결과 해령에서 주로 나타나는 Central Anomaly Magnetization High(CAMH)가 FRSC-2 지역에서 관측되었으며, MTJ-1 지역에서는 열수분출작용으로 추정되는 저자화이상이 발견되었다. CTD 시스템을 이용하여 열수 플룸 추적자인 투명도, 수소이온(pH), 미생물생체량(ATP), 메탄$(CH_4)$농도를 실시간으로 측정한 결과 FRSC-2와 MTJ-1 지역은 현재 매우 활발한 화산 활동이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 이 지역에서 채취한 열수분출공과 기반암 시료는 이 지역에서 열수활동이 진행되었거나 진행되고 있으며, 실제로 열수 광체가 부존하고 있음을 확인할 수 있었다. 첨단 해저면 영상장비를 사용하지 않고도, 전통적인 해양 지구물리탐사 방법이 해저열수광상의 탐지에 비용 효과적인 탐사방법임을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.145-156
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• 2012

해저열수시스템은 중앙해령이나 후열도확장대와 같은 해저화산대를 따라 생성된다. 해저열수시스템은 지각-맨틀과 해양의 에너지와 물질이 교환되는 장으로 이를 통해 지각과 해수의 조성이 변화하며, 해저면에 열수분출구를 침전시켜 열수생태계를 형성하고 금속광상이 만들어진다. 상대적으로 단순한 중앙해령과 달리 지판소멸지역의 해저열수시스템은 섭입되는 물질의 재순환과정에서 다양한 특성이 나타난다. 황동위원소 조성은 이러한 열수시스템의 다양성을 평가하는데 유용하다. 이 논문에서는 서태평양의 지판소멸대에서 발견된 열수분출 지역에서 채취된 열수분출구 시료의 황동위원소 조성변화를 살펴보고 이들 환경에서 열수생성의 다양성을 일으키는 요인을 고찰하였다. 지판소멸대의 열수분출구는 황화광물과 황산염광물 모두 낮은 황동위원소 조성을 갖는 것이 특징이며, 이는 마그마로부터 공급된 $SO_2$ 기체의 유입으로 해석된다. 황동위원소 조성 변화를 포함한 열수시스템의 다양성은 열수시스템 생성과정에서 마그마의 적극적인 역할을 지시한다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권6호
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• pp.643-654
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• 2023

서필리핀분지는 필리핀해판 서쪽 그리고 유라시아판에 위치한 한반도의 남쪽에 위치하여 류큐해구를 경계로 두고 있는 해양 분지이다. 이 분지는 전체 필리핀 판의 절반정도의 크기이며 류큐해구, 필리핀해구를 경계로 유라시아판 하부로 섭입 중이다. 이 분지의 25-50%가 이미 섭입되었고, 분지 남쪽의 경우 연구가 거의 이루어지지 않아 현재까지 분지의 진화과정 해석에 대하여 크게 논란 중에 있다. 이러한 논란을 해소하기 위해 서필리핀분지의 진화과정을 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 확인하였다. 판의 확장과정에서 생성되는 비변환불연속 구조(Non-Transform Discontinuity)는 일반적으로 중앙해령과 수직한 방향으로 생성되는 변환단층 경계와 유사하지만 지각아래 맨틀대류 변화에 의한 마그마공급 불균형으로 해령분절에 변위가 생기며 만들어진다. 고해상도 해저지형도를 제작하여 분석한 결과, 해령전파에 의한 비변환불연속 구조가 크게 발달한 것과 전반적인 심해언덕의 주향이 해령에서 멀어질수록 E-W방향에서 NNW-SSE방향으로 변화하는 것을 확인하였다. 분지 확장 초기에 아마미-산카쿠 분지가 현재의 위치에서 90도 시계 방향으로 회전된 상태로 팔라우분지와 인접해 있다가 분지의 확장이 시작되면서 민다나오 파쇄대를 경계로 팔라우분지와 분리되어 반시계 방향의 회전열개로 확장을 한 것으로 여겨진다. 또한 분지 내 비변환불연속 구조는 ENE-WSW 방향에서 N-S 방향으로 급격한 확장방향의 변화와 동시에 필리핀해판의 드리프트(drift)로 인한 갑작스러운 마그마 공급 변화로 형성될 수 있음을 지시한다. 팔라우분지는 WPB의 남쪽 일부로 간주되었으나, 최근의 연구에 따르면 독립적인 시스템으로 확장한 것으로 밝혀졌다. 퇴적층과 지각의 두께 등 여러 단서들이 팔라우분지가 WPB 확장 이전에 이미 존재했을 가능성을 시사하고 있으나 분지의 진화과정은 여전히 논란이 많다. 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하기 위해서 팔라우 분지의 연대와 확장 진화에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 고해상도 다중빔음향측심자료 분석을 통해 서필리핀분지의 진화과정에 대한 새로운 정보를 제공하였다. 이러한 정보는 서필리핀분지와 필리핀해판의 정확한 진화과정을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제25권1호
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• pp.107-118
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• 2003

The axial seamount basalts in the P3 segment of the Phoenix Ridge were obtained from dredging and the K-Ar age determination and whole-rock geochemical analyses have been done for understanding their origin. The K-Ar ages for PRS basalts sampled from 1,000m below sea level are 2.6-2.2 Ma and those for PR3 basalts from 800m are 1.6-1.5 Ma. The younger ages towards the crest of the seamount indicate that this submarine volcano has been grown by central eruptions. The youngest age of about 1.5 Ma for PR3 basalts corresponds to the final eruption period of this volcano. The seamount basalts contain small amounts of normative quartz and olivine. They have transitional geochemical nature between alkaline- and subalkaline-series basalts. Trace and rare earth elements compositions of the seamount basalts are very similar to those of ocean island basalts (OIB), and indicate that this seamount has been formed by a hotspot activity, not in association with a seafloor spreading. The melting degree from the source has decreased with time, and finally the volcanic activity has stopped when the basaltic magma reached mild alkaline composition.

• 지구물리
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• 제9권4호
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• pp.409-416
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• 2006

남극 포웰분지 북부 지역과 남스코시아 해령을 포함하는 지역에 대한 48채널 탄성파 탐사가 2004년에 러시아 선적 Yuzmogeologia 호를 임차하여 수행되었다. 자료처리는 Promax 시스템을 이용하여 수행되었으며, 탐사자료의 해석결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 남스코시아해령 중앙에 위치한 에스페리데스 해연과 이스턴 해연은 서로 유사한 지층구조를 보이며, 크게 2개의 층상구조를 보인다. 하부층은 주로 단층활동과 동시대에 퇴적된 지층으로 이 시기 해연이 확장하였을 것으로 해석된다. 상부층은 해양성 퇴적물이 주로 퇴적되었으며 해연의 확장이 거의 정지되었을 것으로 추정된다. 남스코시아 해령의 남쪽지맥의 지형은 동서 방향의 확장에 의한 함몰지형이 나타난다. 이러한 함몰지형은 포웰분지의 해저확장 또는 그 이전에 작용하였던 열개작용에 의한 것으로 추정되며 함몰대 내부에 두꺼운 퇴적층이 존재한다.