Simultaneous tomographic inversion of surface and borehole seismic traveltime data in the Pungam basin

풍암분지 시험시추공 주변에서의 지표 및 시추공 초동주시 토모그래피 동시역산

Both surface seismic and far-offset VSP data were recorded alongtwo mutually perpendicular profiles in the Pungam basin. The first-arrival times were simultaneously inverted using the tomography method. For the surface data, seismic energy was generated by a 5-kg sledgehammer at 48 stations and detected by 21 surface geophones at 3 m intervals and one 3-component geophone in test borehole for the purpose of static corrections. For the VSP data, seismic waves generated by the sledgehammer on the ground were detected by a 3-component borehole geophone in a depth range of $9{\sim}99\;m$. Delay times of the hammer data were corrected using the seisgun data before the inversion to yield velocity tomograms. The tomograms indicates that the soil layer with velocities less than 750 m/s averages 1.8 m thick. The velocity varies from 5353 m/s at the depth range of $31{\sim}40\;m$ to 4262 m/s at the depth range of $65{\sim}73\;m$. Compared with core samples, the relatively large variation in velocity may due to lithology changes and fracture effects with depth.

풍암분지 내에 위치한 시험시추공을 중심으로 서로 직각인 2개 측선을 따라 획득한 지표 굴절법 및 원거리 수직탄성파 자료의 초동을 토모그래피 방식으로 동시에 역산하였다. 지표 탄성파자료는 48개 타격점에서 5kg 해머로 발생시킨 지진파를 3 m 간격 21개 지표지오폰과 1개 3성분 공내지오폰으로, 수직탄성파 자료는 수평거리 $-19.5{\sim}+19.5\;m$ 범위에서 해머로 발생한 지진파를 공내 $9{\sim}99\;m$ 깊이구간에서 3성분으로 각각 기록하였다. 지진파총 자료를 이용하여 지표 굴절파자료의 지연시간을 보정한 후, 지표 및 시추공 초동자료를 동시에 역산하고 속도 토모그램을 작성하였다. 속도 토모그램은 시추공 위치에서 속도 750 m/s 이하의 표토층이 1.8 m 두께로 분포하며, 신선한 암석층이 깊이 12 m 정도부터 존재함을 보인다. 깊이 $31{\sim}40\;m$ 구간에서 5353m/s의 암석층 속도는 깊이 $65{\sim}73\;m$ 구간에서 4262 m/s로 변한다. 시추코아 자료와 비교할 때, 이러한 큰 속도변화는 암종 및 파쇄의 영향인 것으로 판단된다.