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

풍암분지 시험시추공 주변에서의 지표 및 시추공 초동주시 동시역산

  • Published : 20060000

Abstract

Velocity structures were defined in the vicinty of the 140-m deep test borehole in the pungam basin through simultaneous inversion of surface seismic refraction and far-ofset VSP traveltime data. Seismicenergy generated at the surface by a seisgun was recorded both at 42 surface locations at 3-m intervalsalong the profiles in the N20E and its orthogonal directions and at 71 m depth in the borehole. Forthe ofset VSP study, seismic energy was generated by a 5 kg sledgehamer at the surface in the horizontal ofset range of -19.5∼+19.5 m from the borehole. The seismic signals were detected at 9∼99 m depths with 1∼2 m intervals and recorded for 204 ms per shot. After shot static corrections,first-arrival times picked from both the surface refraction and borehole records were simultaneouslyinverted to yield velocity tomograms. The tomograms indicate that a 1.5 m thick soil layer with velocities les than 500 m/s overlies basements having a velocity range of 3,067 ∼5,717 m/s. Within the basements,∼4 m and deeper than 71 m. The high-velocit yzones may be due to conglomerates intercalated with sandstones and siltstones. No evidence for large-scale fracture zones or faults is detected near the borehole

풍암분지 내에 위치한 140 m 깊이 시험시추공 주변에서 지표 굴절법 및 원거리 수직탄성파 자료의 초동주시를 토모그래피방식으로 동시에 역산하여 시추공 주변의 속도구조를 구하였다 . 지진총으로 발생시킨 지진파는 시추공을 중심으로 N20°E 방향과 이에 수직인 측선을 따라 3 m 간격의 42개 지표 측점과 공내 71 m 깊이에서 수신하였다 . 는 시추공으로부터의 수평거리 -19.5∼+19.5 m인 지표 측점에서 5 kg 해머로 발생시켰으며 , 1∼2 m 간격의 깊이 9∼99 m 구간에서 3성분으로 204 ms 동안 기록하였다 . 지연시간 보정 후 , 이 자료를 지진총으로 기록한 지표 기록자료 초동주시와 동시에 SIRT 방식으로 역산하여 속도 토모그램을 작성하였다 . 속도 토모그램은 평균 1.5 m 두께의 속도 500 m/s 표토층이 속도 3,067∼5,717 m/s의 속도를 갖는 기반암 위에 분포하고 있음을 보여 준다 . 기반암 내부에는 깊이 30∼44 m 구간과 71 m 하부에 속도가 5,130 m/s 이상 되는 매우 단단한 암층이 존재하며 , 이는 코아분석 자료와 비교할 때 사암 및 이암층에 협재하는 역암층의 영향으로 판단된다 . 시추공 주변 조사범위 내에서 대규모 파쇄대나 단층 존재의 증거는 발견되지 않는다 .

Keywords

References

  1. 강필종, 진명식, 1972, 한국 지질도(1:50,000) 풍암도폭 및 설명서, 국립지질 조사소, 31
  2. 김경희, 정대교, 1999, 강원도 홍천 백악기 풍암분지 퇴적층의 퇴적상 해석, 지질학회지, 35, 279-296
  3. 김기영, 김동훈, 2002, 경주시 감산사단층 부근에서의 탄성파 굴절법 조사, 지구물리학회지, 5, 41-50
  4. 김기영, 김현규, 1997, 풍암분지 퇴적층의 지진파 속도 및 탄성계수 산출, 지질학회지, 33, 111-116
  5. 김기영, 허식, 1999a, 고해상도 탄성파자료를 이용한 풍암분지 북동부의 퇴적구조 및 퇴적환경 연구, 지구물리학회지, 2, 91-99
  6. 김기영, 허식, 1999b, 풍암분지 중부지역의 고해상도 탄성파자료 해석, 지구물리학회지, 2, 201-208
  7. 김영화, 정대교, 1996, 풍암 퇴적분지에서 얻어진 물리검층 곡선의 특성 분석, 대한지질공학회 학술발표회, 31-32
  8. 김영화, 장승익, 1998, 풍암퇴적분지내 시추공 PABH 1에서의 물리검층에 의한 암상판정, 지질공학회지, 8, 163-173
  9. 김용인, 김선량, 1997, 강원도 홍천군 서석면일대의 일반지질 및 퇴적학적 연구, 강원대학교 학사논문, 53p
  10. 김현규, 김기영, 1998, 중력추를 이용한 풍암분지 경계 부근에서의 고해상도 반사파탐사, 자원환경지질학회지, 31, 519-526
  11. 이창민, 김기영, 2005, SH파 초동주시 역산과 표면파 분산곡선 역산으로부터 구한 횡파속도 단면 비교, 지구물리학회지, 8, 67-74
  12. 이희권, 1998, 백악기 풍암분지에 대한 구조지질학적 연구, 지질학회지, 34, 122-136
  13. 임경학, 김기영, 2004, 지표 탄성파 굴절법 및 수직 탄성파 조사를 이용한 어론리 시추공 주변 지하 속도구조 연구, 대한지질공학회 학술발표회, 11-19
  14. 정대교, 김경희, 1999, 강원도 홍천 백악기 풍암분지 퇴적층의 퇴적상 해석, 지질학회지, 35, 279-296
  15. Burger, H.R., 1992, Exploration Geophysics of the Shallow Subsurface, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 489p
  16. Docherty, P., 1992, Solving for the thickness and velocity of the weathering layer using 2-D refraction tomography, Geophysics, Society of Exploration Geophysicists, 57, 1307-1318
  17. Hampson, D. and Russell, B., 1984, First-break interpretation using generalized liner inversion. I. Can. Society of Exploration Geophysicists, 20, 40-54
  18. Hayashi, K. and Takahashi, T., 2001, High resolutionseismic refraction method using surface and borehole data for site characterization of rocks, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 38, 807-813 https://doi.org/10.1016/S1365-1609(01)00045-4
  19. Lanz, E., Maurer, H. and Green, A. G., 1998, Refraction tomography over a buried waste disposal site, Geophysics, Society of Exploration Geophysicists, 63, 1414-1433
  20. Saito, H., 2001, Seismic traveltime tomography for shollow subsurface exploations. Ph. D. thesis, Hokkaido University, 126p