OBS 탐사 자료의 영역별 특성분석과 굴절법 토모그라피 적용

Abstract

f-k) 영역에서 자료특성을 분석하였을 때 굴절파가 나타나는 지층 개수와 신호의 주파수 대역을 쉽게 파악할 수 있었다. 탐사자료를 평면파 분해시키는 slant-stacking 변환을 사용하여 Τ-p 영역에서 나타낸 굴절파 자료는 지층의 속도 분포가 3,125∼7,692m/s 범위로 넓게 나타났다. Τ-p 영역 자료를 시간축에 대하여 후리에 변환을 실시하면 f-p 영역으로 나타낼 수 있다. 이 영역에서 나타나는 자료의 특성은 f-k 영역과 유사하여 신호의 주파수 대역 확인이 용이하며 굴절파가 나타나는 지층의 개수뿐만 아니라 각각의 겉보기 속도가 명확히 구분되어 나타난다.

마지막으로 자료 특성분석 과정에서 도출된 속도정보를 초기 입력값으로 사용하여 굴절법 토모그라피를 적용하여 심부지질 속도구조 모델을 도출하였다. 역산된 속도모델은 인접한 지역에서 실시한 굴절법 토모그라피 결과와 잘 일치하였으며, 퇴적 기반암과 모호면의 심도가 약5km와 15km 내외임을 추정할 수 있었다.

OBS(Ocean Bottom Seismometer) survey plays an important role in studying deep geological structure and exploring oil and gas. We need a special processing and analysis techniques for OBS data because its acquisition method is very different from conventional method.

In this study, seismic data which is acquired by OBS in the Ulleung basin, East sea of Korea, is analyzed and separated into direct wave, refraction wave and reflection wave, respectively. Reflection events are identified as multiple through t²-x² method and we can't find reflection events from deep geological interfaces. In case of frequency-wavenumber(f-k) domain using Fourier transform, we can easily find out the number of refraction from geological interfaces and frequency band of seismic signal. When OBS data is transformed into Τ-p domain by applying slant-stacking through plane-wave decomposition, the velocity range of refraction events is 3,125m/s to 7,692m/s. We can transform Τ-p domain data into f-p domain by applying Fourier transform with respect to time axis, which the transformed data appears in very particular area. Its frequency band is similar to f-k domain and refraction events are so clearly isolated that we can easily find out velocity information.

As an initial model in refraction tomography, we make use of velocity information obtained from data analysis in several domain and apply refraction tomography in order to investigate deep geological velocity structure. We conclude that the inverted velocity model is in accord with another research result from adjacent area and the depth of sediment basement and Mohorovicic discontinuity are about 5km and 15km.

해저면 탄성파탐사는 해양 심부 지질구조 규명과 석유 및 가스 등 자원탐사 분야에서 매우 중요한 역할을 한다. 해저면 탄성파탐사는 일반적인 해양탄성파탐사와 자료취득 방법이 상이하여 탐사자료 특성이 다르기 때문에 특수한 자료처리기법 및 분석방법이 필요하다.

본 연구에서는 한반도 동해 울릉분지에서 OBS(Ocean Bottom Seismometer)를 이용하여 얻은 해저면 탄성파탐사 자료를 직접파, 굴절파, 반사파 구역으로 각각 분리하여 특성 분석을 실시하였다. 반사파 부분에 대하여 t²-x² 방법을 이용하여 속도분석을 실시한 결과 해수층 사이를 왕복한 다중반사파로 나타났으며 심부 지층의 반사파는 구별하기 어려웠다. 탄성파 탐사 자료처리에 통상적으로 사용되는 후리에 변환을 이용한 주파수-파수(Frequency-Wavenumber