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목차
요약문 4
Summary 5
제1장 국내외 해저지질도 작성 현황 18
제1절 국내현황 18
1. 한국지질자원연구원과 지질도 작성 18
2. 유관 해저탐사 프로그램 19
제2절 국외현황 21
1. 미국, 캐나다 21
2. 유럽 26
3. 일본 28
4. 중국 30
5. 기타지역(뉴질랜드, 호주, 인도, 스웨덴) 31
제2장 조사지역 개괄 35
1. 지리적 위치 35
2. 기상 및 해황 36
3. 해안 및 해저지형 36
4. 지질학적 배경 37
제3장 연구개발 수행내용 및 결과 41
제1절 획득자료 종합분석 41
1. 사전 조사 41
2. 선상 조사 41
제2절 해저지형 51
1. 자료획득 방법 51
2. 획득자료 처리 52
3. 해저지형 분석결과 56
4. 도면작성결과(1도 해저지형도) 62
제3절 해저퇴적물 조직 및 분포 특성 63
1. 자료획득 방법 63
2. 획득자료 처리 66
3. Chirp 음향상 분석결과 70
4. 해저퇴적물 분석결과 74
5. 도면작성결과 77
제4절 해저퇴적층 심부 특성 및 층후분포 80
1. 자료획득 방법 80
2. 획득자료 처리 81
3. 탄성파 층서 및 층후 분포 분석결과 87
4. 도면작성결과(5도 퇴적물 동층후도) 93
제5절 중력이상값 분포 특성 94
1. 자료획득 방법 94
2. 획득자료 처리 96
3. 중력이상값 분포특성 및 분석 결과 105
4. 도면작성 결과(6도 중력이상도) 106
제6절 자력이상값 분포 특성 107
1. 자료획득 방법 107
2. 획득자료 처리 108
3. 자력이상값 분포 특성 및 분석 결과 114
4. 도면작성 결과(7도 자력이상도) 115
제7절 해저퇴적물 지음향 특성 및 분포특성 116
1. 자료획득 및 측정 방법 116
2. 지음향 분포특성 분석결과 117
3. 지음향 모델 제시 119
4. 도면작성 결과(7도 해저면 음속 분포도) 124
제4장 결론 및 토의 125
제1절 도면발간 125
제2절 분야별 검토 125
1. 선상조사 전반 검토 125
2. 해저지형과 천부지층 특성 126
3. 해저퇴적물 특성 127
4. 탄성파 층서 및 진화 128
5. 중력 및 자력 이상지역과 원인 분석 129
6. 울릉분지 남서해역 지음향 특성 131
제3절 기타 연구결과 133
1. 학술발표 133
2. 특허출원 및 등록 135
3. 교육훈련 143
4. 도면 작성자료 활용 143
5. 외부지원 및 자문회의 144
제4절 향후 해저지질도 작성 방안 145
제5장 참고문헌 146
[부록 1] 표층 및 주상퇴적물 시료채취 위치 152
[부록 2] 퇴적물 촬영사진 및 X-선 사진 158
[부록 3] 퇴적물의 깊이별 조직 및 물성 값 263
[부록 4] 퇴적물의 깊이별 조직 및 물성 단면도 298
[부록 5] 지음향 분석 값 348
표 3-1. 자료취득에 사용된 측지학적 변수 45
표 3-2. 2D 탄성파 탐사 자료취득변수 46
표 3-3. 탐사측선의 shoot 및 탐사정보 기록지 49
표 3-5. Multi-channel seismic acquisition parameters 81
표 3-6. Depositional sequence of southeastern part of Ulleung basin 88
표 3-7. S-118 중력계의 기기보정값 및 기기상수 95
표 3-8. S-118 중력계의 자료저장 양식 95
표 3-9. 절대중력값 전이 96
표 3-10. SeaSPY 자력계의 자료 저장 양식 108
표 3-11. 연구지역 지음향 구역별 퇴적물 조직, 음향 및 물리적 특성 120
표 4-1. 논문 성과 133
표 4-2. 학술 발표 성과 133
표 4-3. 해저지질도 작성사업에서 출원 및 등록된 특허 목록 137
그림 1-1. 지역별/도폭별 해저지질도 발간현황. 1975년부터 1:25만 광역 해저지질도를 발간하기 위하여 조사된 지역, 조사 연도, 발간 도폭을 표시한 현황도이다. 해저지질도 작성사업은 우리나라가 관할할 것으로 예상되는 총 30만 ㎢의 면적에 대하여 지식경제부 부처임무형 사업으로 지속적인 조사를 실시하고 있는 국가 기본사업이다 20
그림 1-2. 미합중국 지질조사소(US Geological Survey: USGS)의 조직도. USGS는 Coastal and Marine Geology Program이라는 사업명으로 California, Florida, Massachusetts에 현장사무소를 통하여 주요 해저지질조사 및 지질정보 서비스 업무를 수행하고 있다 21
그림 1-3. USGS 해저지질조사 프로그램을 수행하는 태평양 사무소의 인터넷 홈페이지와 협력기관 22
그림 1-4. NOAA의 National Ocean Service의 조직도. NOAA는 수로측량을 통한 해도제작이 기본 임무이지만, 보다 안전한 수로자료를 확보한다는 목표로 통합적인 해저조사를 위하여 수심 외에도 해양 물리, 생물, 지질, 화학, 고고학 분야의 다양한 기초 환경자료를 획득하고 있다 23
그림 1-5. NRC에서 수행하고 있는 구역별 조사지역 현황 25
그림 1-6. 독일의 1:20만 축척 광역지질도(육상 및 해저 포함) 발간 현황 26
그림 1-7. 하노버에 위치한 니더작센 주정부 지질조사소에서 제공하고 있는 웹기반 맵서비스(해저수심도). 이외에도 다양한 주제도를 제공하고 있으며 특히 심부지질구조도를 제공하고 있다 27
그림 1-8. NGU에서 제작한 해저수심도(좌) 및 해저 음향 분류도(우) 28
그림 1-9. 웹 기반의 해저퇴적물 분류도 28
그림 1-10. 일본 지질조사소(AIST/GSJ)의 각종 지질도 발간 및 판매 서비스 현황 29
그림 1-11. 일본의 해저지질도 발간 현황. 13번 도폭이 독도를 포함하고 있다 29
그림 1-12. 광저우 해양연구소 소속 해양 조사선들의 사진 30
그림 1-13. 뉴질랜드와 뉴칼레도니아 사이의 해저지형 및 현재 진행 중인 Tasman Frontier 연구지역 31
그림 1-14. 2009년부터 제공되고 있는 고해상 해저지형에 대한 격자 32
그림 1-15. 1994년 인도 지질조사소에서 발간한 뭄바이지역 지질도 1:500,000 33
그림 1-16. 스웨덴 지질조사소에서 운영 중인 지질도 전자구매 서비스화면 34
그림 2-1. (왼쪽)해저지질도 제21집(울산해역) 작성을 위한 자료취득 구역. 2010년부터 연차적으로 3개년간 선상조사가 실시되었으며, 2012년에는 조사구역 중 연안지역 약 3,000 ㎢에 대한 선상조사를 실시하였다. (오른쪽) 2010년 연구지역에서 파악된 해상장애물(어구, 깃발과 점사각형)과 수중 군사 활동 경계선(녹색선)이 표시된 전자해도 35
그림 2-2. 동해 해저 퇴적물의 슬라이드/슬럼프 및 쇄설류를 포함하는 질량류의 분포도(Chough et al., 1997의 그림을 수정함) 40
그림 3-1. 울산해역의 2010-2012년도 탐사측선 종합 42
그림 3-2. Spectra 통합항측시스템 개요도 43
그림 3-3. 2D 탄성파 탐사장비 및 모식도 44
그림 3-4. 탐해 2호를 이용한 해양물리탐사 자료취득 모식도 47
그림 3-5. 탐해2호에 설치된 물리탐사장비의 오프셋(offset) 도면 48
그림 3-6. 항측자료의 재처리 흐름도 49
그림 3-7. 2012년도 취득한 탄성파 탐사 측선도 50
그림 3-8. KONGSBERG EM302 멀티빔 음향측심기 자료수집 장치 및 선저에 장착된 트랜스듀서 51
그림 3-9. EM302 멀티빔 음향측심기의 주요장비 모식도 53
그림 3-10. Navigation 오차보정(측선에 많은 spike가 있음을 보여줌) 54
그림 3-11. Motion(roll, heave, pitch) 오차 보정 55
그림 3-12. SVP 보정(취득시 잘못 계산된 음속값을 보정함) 55
그림 3-13. 격자보정(격자내에서 주변값과 큰 차이를 보이는 값을 제거) 56
그림 3-14. 2012년 취득 자료와 기존에 취득된 자료를 병합한 해저지형도. 사각형 안은 내부는 연구지역 내 대륙붕에서 관찰되는 해저곡 57
그림 3-15. 조사구역내 동해-1 가스전 위치도 57
그림 3-16. 평탄한 해저지형 특성을 보이는 조사측선 (35.187°N, 129.94°E; depth 156m) 58
그림 3-17. 파(wave) 형태를 갖는 해저지형 58
그림 3-18. 기반암 노출에 의한 지형(35.229°N, 129.845°E; depth 125m) 59
그림 3-19. 기반암 노출에 의한 지형(35.235°N, 130.09°E; depth 145m) 59
그림 3-20. 울퉁불퉁한 지형(35.348°N, 130.11°E; depth 130m) 60
그림 3-21. 계단식 침식형태를 보이는 지형(35.213°N, 130.19°E; depth 130m) 60
그림 3-22. 고수로 형태의 지형(35.475°N, 130.02°E; depth 167–172m) 61
그림 3-23. 미확인 특이 지형(35.368°N, 130.11°E; 128m) 61
그림 3-24. 연구지역의 주상시료 획득 정점. 피스톤 방식 주상시료는 천부퇴적층 탄성파 탐사자료를 해석한 결과에 근거하여 대표적인 탄성파상을 확인하기 위하여 채취하였으므로 채취지점이 대체로 밀집되어 분포하기도 한다. 반면 상자형 시료채취기로 획득한 시료들은 탐사구역 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 분포하도록 계획하여 표층 퇴적물의 입도조직, 지질공학 및 지음향 모수의 분포특성을 효과적으로 파악하는데 활용되었다 63
그림 3-25. 피스톤 방식의 주상시추기 모식도와 선상에서 장비를 조립한 모습(1. 시추기 배럴, 2. 피스톤, 3. 주 와이어, 4. 트리거용 웨이트). 트리거용 웨이트가 해저면에 먼저 닿으면 주 와이어에 매달린 시추기 배럴이 자유 낙하하여 시료가 채취된다. 채취 과정에서 피스톤은 시추기 배럴 내부에 진공상태를 만들어 시료가 원활히 유입되도록 하며, 시료 유입 후 시추기가 회수될 때 시료가 빠져 나가지 않도록 방지하는 역할도 한다 64
그림 3-26. 시료채취에 사용된 상자형 시료채취기(box corer; Model 80.400) 모식도(KC Denmark Homepage) 65
그림 3-27. 상자형 시료채취기로 채취된 퇴적물에 투명파이프를 사용하여 부시료 채취 65
그림 3-28. Sedigraph 5100 (Micromeritics) 67
그림 3-29. Soft X-ray system(SOFTEX Co., Ltd, L-150W) 67
그림 3-30. Multi-volume Pycnometer (Micromeritics) 69
그림 3-31. Motorized Shear Vane (Geotest Model 23500) 69
그림 3-32. 천부지층 탄성파 탐사에 사용되는 Benthos사의 Chirp II Acoustic Profiling system(좌: 조정장치, 음파수발진기 및 디지털 자료 저장장치, 중앙: 모니터, 우: 종이기록장치) 70
그림 3-33. 연구지역의 음향상 분포도. (a) 이전 음향상 분포도(Chough et al.,1997). (b) 본 연구에서 제시된 음향상 분포도 73
그림 3-34. 표층 퇴적물의 평균 입자 크기(φ) 분포도 74
그림 3-35. 표층 퇴적물의 공극률(%) 분포도 76
그림 3-36. 표층 퇴적물의 함수율(%) 분포도 76
그림 3-37. 표층 퇴적물의 습윤전밀도(g/㎤) 분포도 77
그림 3-38. 탐해 2호의 탄성파 자료 획득 모식도 80
그림 3-39. Flow chart for 10MAP multi-channel seismic data processing 82
그림 3-40. CDP fold number of a seismic track line (upper) and XY plot of shot position after geometry construction (lower) 83
그림 3-41. Parameter test for gain recovery 84
그림 3-42. Velocity analysis for 10MAP-04 survey line. Left most panel shows the semblance contour 85
그림 3-43. F-K filtering process, (a: 좌상) before and (b: 우상) after filtering. Prediction length test for deconvolution(c: 아래) 86
그림 3-44. 탄성파 자료 처리를 통하여 다중반사면을 제거한 사례 86
그림 3-45. Multi-channel seismic data collected from the study area showing six depositional sequences 89
그림 3-46. Multi-channel seismic profile showing six depositional sequences bounded by erosional unconformities 90
그림 3-47. Multi-channel seismic profile showing incised-channel fill and prograding reflection configurations 91
그림 3-48. Microg-LaCoste 중력계 94
그림 3-49. 기계변이 보정을 위한 높이 측정 97
그림 3-50. 일차 계산된 고도이상 99
그림 3-51. 이동평균법에 의한 고도이상의 필터링 99
그림 3-52. 이동평균법에 의해 필터링 된 고도이상 100
그림 3-53. 측선별 자료의 품질 검정을 위한 참고자료 101
그림 3-54. 측선별 자료 품질 검정을 통해 제거된 자료(붉은색 선) 102
그림 3-55. 비정상적 자료의 제거 후 고도이상(SHIFTED FFA) 102
그림 3-56. 교차점오차 보정 전의 교차점오차(rms 103
그림 3-57. 교차점오차 보정 후의 교차점오차(rms 104
그림 3-58. 최종 고도이상(C.I. 104
그림 3-59. 정밀 부우게이상(C.I. 105
그림 3-60. SeaSPY 자력계 107
그림 3-61. 일차 계산된 총자력이상 109
그림 3-62. 이동평균법에 의한 총자력이상의 필터링 109
그림 3-63. 이동평균법에 의해 필터링 된 총자력이상 110
그림 3-64. 측선별 자료의 품질 검정을 위한 참고자료 111
그림 3-65. 측선별 자료 품질 검정을 통해 제거된 자료(붉은색 선) 112
그림 3-66. 비정상적 자료 제거 후 총자력이상(SHIFTED FTMA) 112
그림 3-67. 교차점오차 보정 전의 교차점오차(rms 113
그림 3-68. 교차점오차 보정 후의 교차점오차(rms 113
그림 3-69. 최종 총자력이상(C.I. 114
그림 3-70. 자동음파전달속도 측정 시스템의 모식도 117
그림 3-71. 표층 퇴적물의 수직음파전달속도(m/s) 분포도 118
그림 3-72. 표층 퇴적물의 수평음파전달속도(m/s) 분포도 118
그림 3-73. 울릉분지 남서 해역에서 속도자료에 근거한 지음향 구역도 120
그림 3-74. 연구지역 표층퇴적물의 음파전달속도와 공극률의 관계. I: Province I, II:Province II, III: Province III, IV: Province IV, Total: total (Province I, II, III and IV) data, H: Hamilton's data (Hamilton, 1970) 121
그림 3-75. 연구지역 표층퇴적물의 음파전달속도와 전밀도의 관계 122
그림 3-76. 연구지역 표층퇴적물의 음파전달속도와 평균입도의 관계 123
그림 4-1. 취합된 고도이상(C.I. 129
그림 4-2. 취합된 정밀 부우게이상(C.I. 130
그림 4-3. 취합된 총자력이상(C.I. 130
그림 4-9. 해저지질도 작성 사업에서 실시한 다중빔 음향측심기 훈련(좌와 중앙)과 부경대학교에서 실시한 실무과정(우)의 사진 143
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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