남중국해 남서부 남콘손분지 지역에서 광역적인 2차원 탄성파 탐사자료를 활용하여 대상지역의 지구조적 분석을 시도하고, 구조적으로 매우 복잡한 지역에 대해 3차원 탄성파 탐사자료를 활용하여 탄성파층서 분석을 통한 퇴적층서, 퇴적환경 및 구조적 진화 과정을 규명하였다. 3차원 탄성파 자료 및 2개 시추정자료를 활용하여 제3기 마이오세층에 대한 8개의 연계층을 해석하였으며, 이에 대한 구조도, 층후도를 작성하였다. 또한 각 연계층 및 연계층 경계면에 대한 탄성파상(seismic facies) 분석을 시도하였다. 3차원 탄성파지역의 특성은 연계층내 해침환경하의 퇴적층에서 석탄층이 많이 나타나고 있다는 점과 연계층 경계부 위에 하도가 많이 발달되어 있다는 점이다. 마이오세 초기층은 석탄층 및 두꺼운 셰일층으로 대변되는 습지환경의 육해성 점이지대 퇴적층이 주로 분포하다가, 중기 및 후기 마이오세에 이르면서 본격적인 침강 및 해침 작용으로 천해성 대륙붕 환경하의 쇄설성 퇴적물이 두껍게 쌓인 것으로 해석된다. 연계층에 대한 층후도 및 구조적 발달 상태로부터 퇴적물은 서에서 동으로 혹은 북서 방향에서 남동 방향으로 이동하였음을 알 수 있다.
Since the late 1980s, the sequence stratigraphic method has become a critical tool for hydrocarbon exploration/development projects in many frontier and mature sedimentary basins. The successful application of this method with high resolution 3D seismic data and well data is particularly important in frontier and deepwater areas, where exploration risk and capital commitment are high. Many international major and national oil companies have been using sequence stratigraphic approach as one of the main interpretation tools for the evaluation of their high impact projects. Applied correctly, this integrated interpretation method is a powerful tool that can be used to unravel the complex stratigraphy of a given basin and to dramatically increase overall understanding of various depositional models for both siliciclastic and carbonate systems.
미국 멕시코만 Main Pass해역의 심부 다중탄성파단면도를 해석하여 이 지역의 층서와 퇴적사에 대한 연구를 수행하였다. 탄성파단면을 이용한 구조해석을 통하여 기반암과 과거의 대륙붕단 위치에 대한 새로운 정보를 밝힐 수 있었다. 기반암은 미시시피 대륙붕의 탄성파 측선 LSU-1 북단에서 $7.5{\cal}Km$ 깊이에 존재함이 밝혀졌다. 또한, 쥬라기 -백악기 초기에는 대륙붕단이 거의 같은 지점에 위치하였으나 신생대 올리고세에는 그보다 약 28 Km 대륙쪽에 위치함이 밝혀졌다. 중생대-신생대 퇴적층은 10개의 탄성파층서단위 (seismic stratigraphic sequence) 로 구분되며 , 멕시코만 주변의 다른 해역과 비교해볼 때 주된 광역부정합면은 중기 마이오세 (10.5 Ma), 중기올리고세 (30 Ma), 중기 백악기 (97 Ma) 와 쥬라기말 (131 Ma)에 형성되었음을 알 수 있다 연구해역은 퇴적사로 볼 때 3개의 현저한 시기로 나눌 수 있는바; (1)멕시코만 열림 -중기 백악기 사이의 천해퇴적 환경; (2)중기 백악기 -중기 올리고세 사이의 심해퇴적환경; (3)중기 을리고세 이후의 천해퇴적환경으로 구분된다. 멕시코만 북부해역에 위 치하는 Main Pdss해역과 동북부 해역에 위치하는 Destin Dome 지역에서 시추된 시추자료와 탄성파자료를 종합하여 해석한 결과 멕시코만 북부 퇴적분지가 후기백악기부터 육성기원의 쐐기 (wedge)형태로 발달되기 시작하였음을 알 수 있다.
서해 경기만의 덕적도 서부에 발달하고 있는 사퇴해역에서 획득된 고해상 탄성파탐사자료, 해저면측사탐사자료, 표층퇴적물 및 주상코어시료에 대한 정밀분석과 연구가 실시되었다. 탄성파탐사 자료에 의하면 사퇴의 층서는 3개의 퇴적단위(sequence I, II, III)로 구분되어진다. 최상부 퇴적단위 I은 $^{14}C$ 연대측정 자료에 의하면 5,000~6,000 yr BP경 본 해역이 해침을 받은 후 강한 왕복성 조류에 의하여 형성된 것으로 사료된다. 퇴적단위 II는 주상코어 자료에 의하면 니질이 주로 분포하는 고 조간대 니질퇴적층으로 추정된다. 퇴적단위 III은 중생대에 관입한 화강암으로 분포된 음향기반암 상부에 플라이스토세 말기로 추정되는 육성퇴적층인 자갈 내지는 조립질 퇴적물이 부정합으로 퇴적된 것으로 판단된다. 해저면측사탐사 자료에 의하면 사퇴 정상의 해저면은 모래파가 발달되어 있으며, 이는 대체로 조류의 방향과 일치하는 $N20^{\circ}W$ 방향이다. 사퇴 정상부에서 멀어지면 모래물결자국이 발달하고, 경사면에서는 균질한 사질로 분포한다. 표층퇴적물과 주상퇴적물(시료 VC-1, 2, 3)은 특정 내부 구조를 갖지 않는 비교적 균질한 중립토 내지 세립토(Mz, 1-$2{\phi}$)로 분포하는 특징을 보인다.
한국 남해 내 대륙붕에서 취득된 고해상 탄성파 탐사 자료의 분석에 의하면 연구해역 내 대륙붕 퇴적층은 지난 마지막 빙하기 이후 형성된 3개의 층서단위로 구분된다. 퇴적단위 I은 탄성파 단면상에서 반투명 음향상, 층리 음향상, 허모키 음향상 특징을 가진다. 이러한 퇴적단위 I은 후빙기 해침동안 하구역 환경에서 퇴적된 사질니 혹은 니질사 퇴적물로 구성된다. 퇴적단위 II는 역과 패각을 포함하는 사질퇴적물로 구성되며 후빙기 해침동안 연안침식에 의해 형성되었다. 퇴적단위 III은 투명 혹은 반투명 음향상 특징을 가지며, 현세 고해수면 조건하에서 퇴적된 낙동강 및 섬진강 기원의 니질 퇴적물로 구성된다. 본 퇴적단위는 내대륙붕에 제한적으로 분포하며 외해를 향하면서 층후가 감소하는 쐐기 형태로 발달한다.
Wadhwa R. S.;Chaudhari M. S.;Chandrasekhar V.;Saha A.;Mukhopadhyay R.
한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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pp.370-378
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2003
Continuous seismic refraction, reflection and echo-sounder surveys conducted at Koyna Project site provided geotechnical information which helped in choosing the alignment for Head race tunnel and in designing and choosing the site for Lake Tap. Seismic refraction survey both on land and in shallow water determined depths to bedrock and helped in inferring the bedrock quality. Seismic reflection survey mapped the subsurface stratigraphy with high resolution. Reservoir-bed and bedrock contours drawn from the results of the survey helped in choosing the tunnel alignment and the lake tap position cost effectively. It was inferred from the results of the survey that the geology and the quality of rock do not change unexpectedly around the site for extension of Head race tunnel and the lake tapping. The bedrock levels evaluated by seismic survey agreed remarkably well with those inferred in boreholes having Rock Quality Designation 90 percent or more.
대한해협 내대륙붕에서 취득된 고해상 탄성과 탐사자료의 해석에 의하면 연구해역 내대륙붕에 분포하는 퇴적층은 마지막 빙하기 이후에 형성된 3개의 퇴적단위(I. II. III)로 구성된다. 하위에 놓이는 두 퇴적단위는 흘로세 해침동안 형성된 해침계열에 속한다. 시퀀스 경계면 위에 놓이는 퇴적단위 III은 해침과정 중 하구 환경 하메서 퇴적된 것으로 해석되는 반면 침식면 위에 놓이는 퇴적단위 II는 해침과정 중 침식 및 제동에 의해 형성된 박층의 해침모래에 속한다. 최대해침면 상부에 놓이는 퇴적단위 I은 고해수면계열에 해당되며 주로 낙동강에서 유입된 현생 니질퇴적물로 구성된다.
도미분지에 위치한 도미-1공과 소라-1공을 대상으로 와편모조류 미화석, 유기물상 분석 및 탄성파자료 해석을 통한 지층대비의 방법으로 연구지역의 층서와 고환경을 해석하고, 그 결과를 일본 북서 큐슈지역의 기존 연구결과와 비교하였다. 생물상변화를 토대로 상부에서부터 Ecozone A, Ecozone B(Barren zone), Ecozone C, Ecozone D(Barren zone)로 각각 4개의 생태층서대로 나누었다. 표준화석에 의한 지질시대는 2개 시추공 모두 하부로부터 에오세 - 올리고세, 마이오세, 플라이오세 - 플라이스토세 시기로 나타났다. 유기물상에 의한 고환경은 상부에서 시작하여 다음과 같이 5개로 나누었다; Association I(Inner neritic), Association II(Freshwater), Association III(Inner neritic), Association IV(Freshwater), Association V(Swamp). 두 개의 시추공 자료를 토대로 일본 측 생층서 자료와 비교 한 결과, Heteraluacacysta campanula, Tubiosphaera galatea 등의 에오세 - 올리고세 표준화석이 양측 연구 모두 동일하게 나타나고, 두 지역의 군집조성이 유사함을 확인하였다. 이는 도미분지와 일본의 북서 큐슈 지역의 고제3기층 발달사에 서로 연관성이 있음을 시사한다.
한국 남동해역에서 취득한 고해상 탄성파 탐사자료의 해석에 의하면 연구해역에 분포하는 해저퇴적층은 후 제4기 동안 형성된 7 개의 퇴적단위로 구성된다. 이들 퇴적단위들은 저해수면계열, 해침계열, 그리고 고해수면계열을 구성한다. 저해수면 계열은 저해수면 쐐기 퇴적단위(SU1) 와 슬럼프 및 슬라이드를 포함하는 질량류 퇴적단위(SU2)로 구성된다. 해침계열은 고해빈/연안 퇴적단위(SU3), 수로충진 퇴적단위(SU4), 해침 사질 퇴적단위(SU5), 해침사퇴 퇴적단위(SU6)등 4 개의 퇴적단위를 포함한다. 고해수면계열은 내대륙붕 니질 퇴적단위(SU7)로 구성 되며, 해수면이 현 수준에 도달한 지난 6000년 이후동안 낙동강과 섬진강에서 공급된 퇴적물로 구성된다.
동해 울릉분지 남부에서 취득한 다중채널 탄성파 탐사자료의 해석에 의하면 연구지역에 분포하는 플라이오-제4기 퇴적층은 침식부정합면에 의해 구분되는 9개의 퇴적단위가 중첩된 형태로 구성되어있다. 탄성파 단면상에서 각 퇴적단위는 남쪽사면의 경우 질량류 퇴적층으로 해석되는 캐오틱한 음향상 특징이 주로 나타나며, 북쪽 중앙분지로 향하면서 저탁류/반원양성 퇴적층으로 해석되는 연속성이 양호하고 진폭이 강한 평행 층리 음향상이 나타난다. 퇴적단위의 분포 및 탄성파상 특징에 의하면 플라이오-제4기 동안의 퇴적작용은 주로 지구조 운동과 해수면 변동에 의해 조절된 것으로 해석된다. 플라이오세 동안의 퇴적작용은 주로 동해의 닫힘작용과 연계된 지구조 운동의 영향이 있었다. 중-후기 마이오세 이후 동해는 횡압력에 의한 닫힘작용이 시작되었으며 플라이오세 말까지 횡압력의 영향으로 광역적인 융기가 야기되었다. 따라서 이때 형성된 다량의 침식 퇴적물이 분지로 유입되었으며 주로 쇄설류로 구성된 퇴적단위 1을 형성하게 되었다. 제4기에 접어들면서 중첩된 형태로 분포하는 퇴적단위 2-9의 발달은 주로 주기적으로 반복되는 해침과 해퇴의 영향에 의해 조절되었다. 반복적으로 진행된 해퇴 및 저해수면 조건이 주로 남쪽사면을 중심으로 분포하는 쇄설류의 퇴적을 야기시켰으며, 해수면 상승기간 동안에는 쇄설류 층이 얇은 반원양성 내지는 원양성 퇴적물에 의해 피복되었다. 결과적으로 연구해역에 분포하는 플라이오-제4기 퇴적층은 쇄설류와 저탁류/반원양성을 포함하는 질량류의 중첩에 의해 구성된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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