Geoacoustic Provinces and Sedimentary Environments of the Surficial Sediments in Southern Part of the East Sea
- Abstract
- 퇴적물 시료 (Piston and Box core)와 고해상도 탄성파 단면도 (Chirp) 분석을 통해 동해 남부의 지음향 구역 및 퇴적환경을 연구하였다. 본 연구지역의 지음향 특성과 퇴적환경을 제시하기 위하여 온도와 속도 사이의 관계, 퇴적물 조직, 해저면 온도, 물리적 및 음향학적 특성, 표층 퇴적물과 탄성파 단면도 비교와 같은 연구가 수행되었다.
온도와 음파전달속도 사이의 특징적인 관계를 제시하기 위하여 미고결 해양퇴적물의 실험실 음파전달속도를 측정하였다. 후포분지 및 금오도 남쪽에서 획득한 코어의 온도를 낮추고, 점차 증가시키면서 (3~30 °C) 속도를 측정하였으며. 퇴적물 조직과 물리적 특성 (공극률, 함수율, 전밀도) 또한 동일한 깊이에서 측정하였다. 각 퇴적물 조직 (clay, mud, silt, sand)에서 온도에 따른 음파전달속도의 증가율은 각각 2.65, 2.72, 2.78, and 3.10 m/s/°C이다. 온도에 따른 속도 증가율은 Del Grosso (1952), Shumway (1958), 그리고 Hamilton (1971)이 제시한 연구결과와 경향은 유사하지만, 퇴적물의 밀도, 공극률, 함수율, 점토함량에 따른 차이를 가진다. 이 연구 결과는 정확한 지음향 모델을 제시하기 위해 실험실 음파전달속도를 현장 음파전달속도로 보정하는데 사용할 수 있는 각 퇴적물 조직에서 온도에 따른 음파전달속도 보정 곡선을 보여준다.
총 288 정점의 피스톤 및 박스코어 자료를 획득하고 동해 남부 표층 퇴적물의 물리적 특성 및 지음향 구역을 분석하였다. 표층 퇴적물 조직, 물성 및 음향특성의 분포패턴은 연구지역의 퇴적환경을 반영한다. 현장 음파전달속도와 퇴적물 특성 (퇴적물 조직 및 물리적 특성)을 기초로 하여 연구지역은 8개의 구역으로 구분할 수 있다 (구역 IA, IB. IC, II, III, IV, VA, and VB) : (1) 구역 IA: 사면 사태나 쇄설류에 의해 간헐적으로 유입되는 사질퇴적물 및 반원양성 퇴적물이 퇴적되는 지역 (현장 음파전달속도: 1439 m/s, 평균입도: 8.5Φ, 전밀도: 1.24 g/cm3, 공극률: 84%); (2) 구역 IB: 홀로세 니질 퇴적물이 우세하지만, 일부 지역은 주변의 육상 및 연안 영향을 받는 지역 (현장 음파전달속도: 1448 m/s, 평균입도: 8.3Φ, 전밀도: 1.32 g/cm3, 공극률: 79%); (3) 구역 IC: 홀로세 이후 니질퇴적물이 퇴적되는 지역 (현장 음파전달속도: 1457 m/s, 평균입도: 7.8Φ, 전밀도: 1.36 g/cm3, 공극률: 78%); (4) 구역 II : 니질퇴적물과 사질퇴적물의 경계 지역 (현장 음파전달속도: 1493 m/s, 평균입도: 5.9Φ, 전밀도: 1.53 g/cm3, 공극률: 68%); (5) 구역 III (포항): 니질퇴적물과 사질퇴적물이 혼재되어 있으며, 주로 형상강 기원의 퇴적물이 퇴적되는 지역 (현장 음파전달속도: 1586 m/s, 평균입도: 4.1Φ, 전밀도: 1.74 g/cm3, 공극률: 57%); (6) 구역 IV: 잔류 사질퇴적물이 분포하는 지역 (현장 음파전달속도: 1572 m/s, 평균입도: 4.1Φ, 전밀도: 1.76 g/cm3, 공극률: 55%); (7) 구역 VA: 잔류 사질퇴적물과 약간의 역질이 분포하는 지역 (현장 음파전달속도: 1662 m/s, 평균입도: 3.3Φ, 전밀도: 1.82 g/cm3, 공극률: 51%), 그리고 (8) 구역 VB: 구역 IV에 비해 조립한 퇴적물이 분포하는 지역 (현장 음파전달속도: 1667 m/s, 평균입도: 3.2Φ, 전밀도: 1.87 g/cm3, 공극률: 46%). 현장 음파전달속도, 평균입도, 그리고 전밀도는 구역 IA에서 VB로 갈수록 증가하는 반면에 공극률 및 함수율은 감소한다. 물리적 및 음향특성의 변화는 평균입도를 따르는 경향이 있다. 현장 온도로 보정된 현장 음파전달속도를 적용하여 각 구역을 분류하면 퇴적물의 특성과 퇴적환경을 잘 반영한다.
- Issued Date
- 2017
- Awarded Date
- 2017. 2
- Type
- Dissertation
- Keyword
- East Sea Ulleung Basin Hupo Basin geoacoustic provinces in-situ condition sound velocity sedimentary environment surficial sediment
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 에너지자원공학과
- Advisor
- 김대철
- Table Of Contents
- Chapter 1. Introduction 1
Chapter 2. Geologic and Oceanographic Setting 8
2.1 Physiography 8
2.2 Geologic Setting 11
2.3 Oceanographic Setting 14
Chapter 3. Variation of the Sound Velocity depended on Temperature in Unconsolidated Marine Sediment; Result of Laboratory Measurement 17
3.1 Introduction 17
3.2 Material and Methods 20
3.3 Results 24
3.4 Discussion 37
3.5 Conclusions 41
Chapter 4. Physical Properties and Geoacoustic Provinces of Surficial Sediments in the Southern part of the East Sea 42
4.1 Introduction 42
4.2 Regional setting 45
4.2.1 Physiography and geologic setting 45
4.2.1.1 Southwestern part of the Ulleung Basin 45
4.2.1.2 Yeongil Bay and Pohang 47
4.2.1.3 Hupo Basin and Ulleung Basin 47
4.2.2 Oceanographic setting 50
4.3 Data and methods 52
4.3.1 Core sampling and laboratory analysis 52
4.3.2 Seafloor temperature distribution and sound velocity correction 65
4.3.3 High-resolution seismic profile 67
4.4 Results 69
4.4.1 Sediment textures 69
4.4.2 Physical properties 75
4.4.3 Distribution of seafloor temperature 81
4.4.4 Distribution of laboratory and in-situ condition sound velocity 83
4.4.5 High-resolution seismic data 87
4.5 Discussion 93
4.5.1 Distribution patterns of surficial sediments texture 93
4.5.2 Distribution patterns of physical and acoustic properties related to the mean grain size 97
4.5.3 Characterization of high-resolution seismic data 100
4.5.4 Geoacoustic provinces 103
4.5.5 Correlations between sediment texture, physical and acoustic properties 109
4.5.5.1 In-situ condition sound velocity – Porosity 110
4.5.5.2 In-situ condition sound velocity - Bulk density 112
4.5.5.3 In-situ condition sound velocity - Mean grain size 114
4.6 Conclusions 116
Chapter 5. Summary and conclusions 117
References 119
Appendix 137
Acknowledgement 141
- Degree
- Doctor
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