• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2006

포획된 $CO_2$ 의 지질학적 저장은 기후 보호를 위한 온실가스 방출 감소의 새로운 방법이나, 유체의 땅속 주입과 관련된 기존의 확립된 기술에 근거하고 있다. 이 기술에 대해 관심있는 지층 구조는 현재 가행 중이거나 고갈된 석유, 가스층, 그리고 심부 염수 대수층이다. 저장 능력에 대한 예측은 지층구조내에서 $CO_2$의 거동 모델들에 의해 좌우되는데, 이들 모델들은 정제되고 입증될 필요가 있고 모니터링 방법들도 개발되고 증명될 필요가 있다. 이 필요성들은 모니터링 되어지는 시범이나 연구 프로젝트를 통해 충족될 수 있다. 현재 $CO_2$ 저장을 시범해 보이는 상업적 프로젝트에는 Sleipner, Weyburn, ORC, In Salah가 있으며, 연구 프로젝트로는 West Pearl Queen, Nagaoka, Frio가 있다. 이 논문에서는 모니터링 되는 주입 프로젝트들 중 몇 개에 대해 서술한다. $CO_2$ 저장에 사용되는 저류층들과 관련된 모니터링 기술들을 간단히 살펴본다. 모델들을 증명하고 기술들을 개발하기 위해 이용되는 작은 규모의 연구프로젝트들이 기후 변화 완화에 이 기술들의 실행 가능성을 확립하는 큰 규모의 모니터링되는 주입들에 유용한지에 대해서는 논란거리이다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제6권2호
• /
• pp.87-94
• /
• 2003

지진 발생을 전후로 ULF대역 지자기장의 진폭이 증가하는 현상이 관측 보고 되고 있으며, 그 원인으로서 단층대 전기전도도의 빠른 변동이 거론되고 있다. 즉 단층대 매질에 유도전류가 발생하면 전자기장의 변동이 발생할 수 있다고 하는 것이다. 본 연구에서는 2차원 단층구조 모델에 대한 수치 계산을 통해 전자기장 교란의 발생 가능성을 살펴보았다. 전기전도도가 ULF 대역의 주파수로 진동하면 낮은 주파수의 전자기장들이 ULF 대역의 주파수로 변조되어 좁은 주파수 대역에 중첩됨으로써 상대적으로 큰 전자기장의 교란을 일으킬 가능성이 있다. 단층대의 전기전도도와 형태, 전기전도도 변동의 크기와 주파수, 지각 및 맨틀의 전기비저항 구조, 관측 전자기장 주파수 대역의 폭 등에 의해 전자기장 교란의 관측가능성이 결정됨을 확인할 수 있었다. 지진과 관련된 전자기적 활동의 관측을 위해서는 단층대의 구조 뿐만 아니라 심부 지각의 전기비저항 구조의 연구가 이루어져야 하며, 관측 주파수 대역의 적절한 선택이 필요하다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제20권3호
• /
• pp.185-192
• /
• 2017

2016년 9월 12일 규모 5.8의 본진을 포함한 일련의 지진들이 경주에서 발생했다. 본진은 1905년 한반도에서 지진관측을 시작한 이래 반도 남부에서 발생한 최대의 지진으로서 양산단층이 명백한 활성단층임을 입증하였다. 콘래드 불연속면이 없는 단층의 한반도 지각 모델에 의한 경주지진들의 전진, 본진, 여진들의 평균깊이는 12.9 km로 콘래드 불연속면이 있는 2층 구조의 IASP91 모델에 의한 평균깊이보다 2.8 km 낮다. 경주지역에서 발생한 역사지진 및 계기지진들의 진앙분포는 주 단층인 양산단층과 부속 단층을 포함하는 양산단층계가 광범위한 파쇄대임을 시사한다. 규모 5.8의 경주지진에 수반한 지진들의 진앙분포는 양산단층계의 몇 단층들이 응력에너지의 방출에 관여하였음을 지시한다. 경주지진들의 주요 지진들이 지표가 아닌 10 km 이하에서 발생한 것은 양산단층계의 심부 활성단층들의 분포를 연구할 필요성을 제기한다. 경주지역의 지진자료에 근거하여 추정한 이 일대의 최대지진의 규모는 7.3이다. 한반도의 가장 완전한 1978년 이후의 지진자료를 이용하여 추정한 경주지역의 규모 5.0, 6.0, 7.0을 초과하는 지진들의 재현간격은 각기 80년, 670년, 그리고 5,900년이다. 2016년 9월 경주지진들은 본질적으로 판내부지진활동의 범주에 속하며 2011년 3월 11일 일본해구에서 발생한 판경계지진횔동인 동일본대지진과는 무관하다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제17권2호
• /
• pp.66-73
• /
• 2014

뉴질랜드 White Island에 설치된 WIZ 지진관측소 하부의 S파 속도구조($v_s$)를 규명하기 위해, 2007년 4월 20일에서 2013년 9월 6일 동안 기록된 362개 원거리 지진자료(Mw > 5.5)에 수신함수 역산과 H-${\kappa}$ 중합법을 적용하였다. 200회 반복 연산 후 오차 20% 이내인 수신함수 71개를 이용하여, 관측소 반경 15 km 이내에서 $v_s$ = 4.35 km/s인 모호면의 깊이를 $24{\pm}1km$로 결정하였다. 수신함수 역산으로 구한 1차원 $v_s$ 모델은 깊이 18 ~ 22 km인 하부지각 내에 4 km 두께의 저속도층 존재를 지시한다. 이 저속도층에서의 $v_s$는 상하부층보다 0.15 km/s 작아 심부 마그마 저장소와 관련이 있을 것으로 해석된다. H-${\kappa}$ 중합법으로 구한 지각의 평균 두께는 24.5 km로 수신함수 역산 결과와 잘 일치하며, $v_p/v_s$가 1.64로 작게 나타난 것은 가스로 채워진 암석이나 뜨거운 결정질 마그마의 영향일 가능성이 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제47권6호
• /
• pp.625-633
• /
• 2014

캐나다 아퀴스토어 프로젝트는 인근의 화력발전소에서 포집한 이산화탄소를 심부 약 3,500 m에 존재하는 염대수층에 저장하는 포집, 수송, 주입 및 저장의 전 과정을 포함하는 세계 최초의 통합 실증 프로젝트이다. 이산화탄소의 저장소로서의 염대수층은 기존의 한정적으로 분포된 석유가스 저류층과 비교했을 때 전 세계 어디서나 분포하므로 이에 대한 실증 연구는 이산화탄소 지중저장의 저변 확대에 큰 의미가 있다. 염대수층에 이산화탄소를 주입하고 추적하기 위해서는 지하의 물성을 파악하고 특성화해야 한다. 본 연구는 캐나다 아퀴스토어 이산화탄소 지중저장 현장의 탄성파 탐사자료로부터 석유가스 자원 탐사에 이용되는 진폭 변화 분석기술을 응용하여 지중저장 대상지층의 유체 포화 특성을 도출하였다. 시추공 검층자료에서 해석된 이산화탄소 저장층 구간의 상부 및 하부는 Winnipeg층 1,815 ms과 Deadwood 층 1,857 ms로 탄성파 자료와 대비하였다. 대상 구간의 탄성파 기록으로부터 입사각에 따른 진폭 크기변화를 확인한 결과 자료의 상관성은 45 %에서 81 % 범위였다. 종축절편과 진폭구배 속성을 교차출력한 결과는 반비례 관계를 보여 전형적인 함수 퇴적층에 해당하였다. 계산된 속성들에서 대수층의 기저를 공간적으로 도시하였고 이산화탄소 지중저장 구간의 포아송비 변화를 예측하였다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제24권1호
• /
• pp.20-27
• /
• 2021

암석의 열생산율은 구성 광물 내 방사성 동위원소의 방사성 붕괴와 감마선 방출에 의한 열에너지에 기인하며, 그 크기는 주요 방사성 동위원소인 U, Th, K의 함량에 지배적이다. 그러므로 암반의 열생산율은 암석의 밀도와 주요 동위원소의 함량에 기반해 평가할 수 있다. 심부 암반의 열생산율 평가에 필요한 방사성 동위원소의 농도는 시추공에서 회수된 암추 또는 암편에 대한 질량분석을 통해 파악할 수 있는데, 대심도 시추공의 경우 요구되는 분석량과 그에 따른 시간 및 비용의 문제로 적용이 제한적일 수 밖에 없다. 시추공을 대상으로 하는 물리검층 중 암반의 감마선 스펙트럼으로부터 U, Th, K의 함량을 유추할 수 있는 기술이 있지만, 열생산율 평가를 위해 별개의 밀도검층 자료를 필요로 하며, 상용화된 장비의 적용 심도 또한 아직은 제한적이다. 이에 대한 대안으로 시추공 암반이 방출하는 감마선의 강도를 측정하는 자연 감마선 검층 결과로부터 열생산율을 유추하는 방법이 제안된 바 있으며, 국내외에서 비교적 쉽게 암반의 열생산율을 평가할 수 있는 방법으로 사용되고 있다. 본 기술보고에서는 국내 상용화된 대심도 시추공 물리검층 장비 및 기술을 활용해 감마선 검층 기반의 열생산율 평가 기법을 개발하고, 국내 약 2 km 깊이의 대심도 시추공에 대한 적용 및 검증 사례를 소개하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제23권1호
• /
• pp.22-37
• /
• 2020

이 연구는 남서태평양 통가열도에 위치한 TA (Tofua Arc) 12 해저산에 대한 해저지형, 자력자료를 이용한 자화벡터역산 모델링을 통해 해저면에서 심부층까지의 종합적인 3차원 자력구조 특징을 분석하였다. 북서-남동 방향성을 가진 타원형의 칼데라 해저지형이 TA 12 해저산 정상부에서 나타나며, 두 개의 작은 콘 모양의 지형이 칼데라 정상부 함몰지형에 존재한다. 또한 해저산 정상부 서쪽 사면에서는 콘 지형이 나타나는 지역부터 해저산 기저부 남서쪽 사면까지 큰 규모의 사면 해저곡이 보인다. TA 12 해저산에서는 칼데라 함몰지형에 저자기이상대가 나타나고 그 주변 칼데라 정상부 및 사면 지역에 고자기이상대가 둘러싸여 있다. 이는 함몰지형을 포함한 칼데라 정상부 지역에 강한 자성체의 분포 또는 마그마 관입 가능성이 있다고 해석될 수 있다. 3차원으로 해석된 자화벡터역산 결과에서는 해저 -3000 m부터 해저산의 주변 사면지역에서의 고이상대 존재와 자기 감수율이 칼데라 정상부 및 함몰지형의 천부층으로 향해 증가함을 보여 준다. 한편 주로 칼데라 정상부의 해저면 근처에서 소규모 고이상대들이 곳곳에 나타나고 있다. 따라서 TA 12 해저산에서는 마그마가 심부에서 천부로 올라올 때 해저산 주변 사면부에서 칼데라 정상부 및 함몰지형으로 이동했음이 예상된다. 그리고 해저면 근처의 복잡한 자력분포는 잔류자화의 영향으로 추정된다.

• 자원환경지질
• /
• 제44권4호
• /
• pp.313-320
• /
• 2011

태백산 광화대는 캠브로-오르도비스기의 풍촌 또는 대기 석회암층과 묘봉층이 넓게 분포하고 있어 석탄과 비금속광물을 비롯하여 금속광물이 배태되는 대규모의 교대광상 또는 스카른 광상이 발달할 수 있는 최적지로 알려져 있다. 원동광산 일대의 지질은 석탄기 트라이아스기 층군과 스카른형 다중금속광상의 모암이 되는 캠브로 오르도비스기의 조선계 대석회암누층군 석회칠암이 넓게 분포하며, 이를 관입하는 유문암/석영반암이 발달하고 있다. 연구지역에서 관찰되는 주요 단층은 $N40^{\circ}$~$50^{\circ}E$ 주향의 원동충상단층으로 $20^{\circ}$NW의 경사를 이루면서 발달하고 있고, 이를 NS계 단층들이 절단하고 있어 지질 구조적으로 심부에 스카른형 다중금속 광화작용이 기대되는 지역이다. 2010년도에는 LOTEM 및 CSAMT 물리탐사 결과로부터 추출된 이상대를 대상으로 수행된 장공 시추탐사에서 착맥된 광체의 품위는 다음과 같다; (1) 연-아연광석 한계품위 3%; 평균중률품위 5.50% (2.7 m), (2) 동광석 한계품위 0.1%; 평균중률품위 0.91% (14.65 m), (3) 철광석 한계품위 30%; 평균중률품위 38.18% (3.3 m), (4) $WO_3$ 한계품위별 (0.01%, 0.05%, 0.1%); 평균중률품위 0.29 wt. % (8.8 m), 1.15 wt. % (2.1 m), 1.97 wt. % (1.2 m), (5) $MoS_2$ 한계품위별 (0.01%, 0.1%); 평균중률품위 0.15 wt. % (6.35 m), 0.28 wt. % (3.15 m), (6) $Ta_2O_5$ 한계품위별 (0.01%, 0.1%); 평균중률품위 0.l3% (19.5 m), 1.11% (1.8 m), (7) $Nb_2O_5$ 한계품위별 (0.01%, 0.1%); 평균중률품위 0.06% (11.5 m), 0.15% (3.0 m).

• 한국지구과학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.187-201
• /
• 2007

한반도에서는 처음으로 동해안으로부터 서해안까지 한반도를 횡단하는 측선을 따라 자기지전류 탐사를 수행하였다. 한반도의 주된 지구조 방향인 지나방향$(N30^{\circ}E)$에 수직하게 설정된 240 km 측선을 따라 $3{\sim}8km$의 측점 간격으로 50 측점에서 자료를 획득하였다. MT 임피던스는 지역에 따라 뚜렷이 구분되는 반응이 나타나며 경기육괴, 옥천대, 경상분지 서쪽 지역, 경상분지 동쪽지역에서 각기 다른 경향의 반응을 보인다. 경상분지 서쪽 지역에서는 수백 ohm-m의 전기비저항과 $3{\sim}8km$의 두께를 가지는 퇴적층이 존재하며, 퇴적층 하부에서 $1{\sim}30$ ohm-m의 매우 낮은 전기비저항을 가지는 고전도층이 발견되었다. 옥천대에서의 자료는 위상이 $90^{\circ}$를 초과하는 매우 특이한 반응을 보이고 있으며 이러한 특이성은 매우 강한 이방성 매질의 영향에 기인하는 것으로 추정된다. 경기 육괴와 경상분지 동쪽 지역은 상부지각을 구성하는 매질이 비교적 높은 전기비저항을 가지는 매질로 이루어져있기 때문에 심부 지전기 구조를 들여다 볼 수 있는 창의 역할을 한다. 1차원 모델을 적용하였을 때 경기육괴의 경우 13 km, 경상분지 동쪽지역의 경우 18 km 두께를 가지는 층이 존재하는데 이 층이 상부지각에 해당하는 것으로 생각된다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제21권3호
• /
• pp.171-182
• /
• 2018

탄성파 처리 기술개발 분야의 오픈-소스 소프트웨어인 Madagascar를 이용하여 신호 대 잡음비가 낮고 속도정보가 불확실한 현장 탄성파 자료에 대해 자료처리를 수행하고, 오픈-소스 소프트웨어의 현장 적용성을 시험하였다. 파이썬(python) 기반의 Madagascar는 방법론적으로는 다차원 자료 분석이 가능하고, 처리 공정의 재현성이 뛰어나 효율적인 자료처리가 가능하다는 장점이 있지만, 다소 복잡한 사용법과 자료 구조 시스템으로 인해 현장 자료에 대한 자료처리 사례는 많지 않다. 본 연구에서는 현장 자료에 대한 Madagascar의 효용성을 확인하기 위해 기본적인 탄성파 자료처리(자료입력, 지형 정보 일치, 진동수-파수 필터, 예측 곱풀기, 속도 분석, 수직 시간차 보정, 겹쌓기, 참반사 보정)를 수행하였다. 테스트를 위해 사용한 현장 자료는 서해 군산분지에서 에어건 음원과 480채널의 스트리머로 취득한 해양 탄성파 탐사자료이며, 각 자료처리 단계마다의 결과를 Landmark사의 상용 소프트웨어인 ProMAX (SeisSpace R5000)을 사용하여 처리한 결과와 비교하였다. 그 결과 데이터 입출력 및 관리, 처리 과정의 재현성 및 자동 속도 분석 측면에서는 Madagascar가 상대적으로 높은 효율성을 보였고, 신호 품질 향상을 위한 전처리 결과는 상용 소프트웨어와 유사함을 확인하였다. 반면에, 심부 지층에 대한 영상화 결과는 상용 소프트웨어로 처리한 결과가 보다 뛰어남을 확인하였다. 이러한 결과는 상용 소프트웨어의 경우 다양한 겹반사 제거 모듈이 적용되었고, 상호 대화식 인터페이스로 인해 보다 정교한 자료처리가 가능하였기 때문이다. 그러나, Madagascar의 경우에도 현재 전 세계에서 많은 연구자들이 다양한 자료처리 알고리듬을 개발하여 지속적으로 공개하고 있기 때문에, 향후 이러한 최신 알고리듬을 적용한다면 상업용 수준의 자료처리가 가능해져 보다 향상된 결과를 도출할 수 있을 것이다.