Pn, Sn 주시 토모그래피로부터 추정된 한반도 3차원 최상부 맨틀의 속도구조에 대한 연구
저자
김민경(Minkyeong Kim) ; 송정훈(Jung-Hun Song) ; 이상준(Sang-Jun Lee) ; 김성룡(Seongryong Kim)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
자료형태
학술저널
수록면
368-368(1쪽)
제공처
한반도 하부 지각과 상부 맨틀은 광범위한 관입 및 화산활동을 동반하는 대륙 충돌, 확장 등의 다양한 지구조적 활동을 의해 진화된 것으로 추정된다. 따라서 지각과 맨틀의 물리-화학적 경계면에 해당하는 모호면 깊이의 공간적 변화는 한반도 하부 암석권 형성에 영향을 미친 지구조적 활동을 추정하는 주요 지표가 될 수 있다. P파와 S파는 지진파 속도에 영향을 미치는 요인(암석 조성, 온도, 부분 용융, 비등방성 등)에 대해 서로 다른 민감도를 가지고 있기 때문에 두 속도의 비(Vp/Vs)를 구하면 더 정확한 해석을 할 수 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 모호면 굴절파(Pn, Sn) 도달시간을 이용하여 고해상도 P- 및 S- 속도구조모델을 작성했으며, 이를 통해 Vp/Vs 비의 분포를 얻었다. 348개의 관측소에서 기록된 한반도 인근 지역에서 발생한 65개 지진에 대한 지진 기록으로부터 5,513개의 Pn과 4,025개의 Sn을 육안으로 식별 및 측정하였다. 한반도 내에서 발생한 60개의 지진은 1-D 속도모델과 비선형적 역산 알고리즘을 이용하여 지진 위치를 재결정하였다. 실제로 모호면 아래 3차원 구조를 전파하는 굴절파의 특성을 고려하기 위하여 3차원 Fast-marching ray-tracing 방법을 이용하였다. Checkerboard resolution test를 통해 계산된 모델이 한반도 남부와 그 주변부 전역에 대해 높은 신뢰도를 보이는 것을 확인했다. P파 속도모델 결과에서 옥천대를 기준으로 경기육괴에서는 빠른 속도로, 영남육괴와 경상분지에서는 느린 속도로 나뉘는 것이 관측되었다. 경기육괴의 경우 빠른 P파 속도 (~8.15 km/sec)와 비교적 높은 Vp/Vs 비(~1.81)가 측정되었다. 영남육괴와 경상분지에서 낮은 Vp/Vs 비(~1.65)가 넓게 분포하는 것을 관측하였다. S파 속도가 온도에 더 민감하다는 것을 고려하면 경기육괴에서 관측되는 높은 Vp/Vs 비는 얇은 암석권에 의해 지열이 높아진 것으로 추정된다. 또한 영남육괴와 경상분지의 낮은 Vp/Vs 비 분포는 중생대 심성암으로 추정할 수 있으며, 이전 연구에서 보고된 underplating의 근거가 될 수 있다. 본 연구에서 구해진 모델은 지각의 성장과 중생대부터 신생대에 걸친 복잡한 지구조 활동의 역사를 통해 수정(modification) 과정의 증거가 될 수 있다.
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