Geophysics and Geophysical Exploration (지구물리와물리탐사)

Korean Society of Earth and Exploration Geophysicists (한국지구물리·물리탐사학회)
권호 표지

A Study on Geoelectrical Structure of Jeju Island Using 3D MT Inversion of 2D Profile Data

2차원 MT 자료의 3차원 역산을 통한 제주도 지전기구조 연구

  • Choi, Ji-Hyang (Dept. of Civil, Urban and Geosystem Eng., Seoul National University) ;
  • Kim, Hee-Joon (Dept. of Environmental Exploration Eng., Pukyong National University) ;
  • Nam, Myung-Jin (Dept. of Petroleum and Geosystems Eng., The University of Texas at Austin) ;
  • Lee, Tae-Jong (Groundwater and Geothermal Resources Div., KIGAM) ;
  • Han, Nu-Ree (Dept. of Civil, Urban and Geosystem Eng., Seoul National University) ;
  • Lee, Seong-Kon (Groundwater and Geothermal Resources Div., KIGAM) ;
  • Song, Yoon-Ho (Groundwater and Geothermal Resources Div., KIGAM) ;
  • Suh, Jung-Hee (Dept. of Civil, Urban and Geosystem Eng., Seoul National University)
  • 최지향 (서울대학교 지구환경시스템공학부) ;
  • 김희준 (부경대학교 환경탐사공학과) ;
  • 남명진 ;
  • 이태종 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) ;
  • 한누리 (서울대학교 지구환경시스템공학부) ;
  • 이성곤 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) ;
  • 송윤호 (한국지질자원연구원 지하수지열연구부) ;
  • 서정희 (서울대학교 지구환경시스템공학부)
  • Published : 2007.11.30
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Abstract

Traditional two-dimensional (2D) interpretation of magnetotelluric (MT) data utilizes only transverse magnetic (TM)-mode data, because 2D inversion of transverse electric (TE)-mode data results in spurious features when 3D structures exist in the subsurface. The application of a 3D inversion algorithm to a single MT profile can reduce contamination due to off-profile anomalies and help us to incorporate TE-mode data in the interpretation. In this study, we conduct 2D and 3D inversions of MT data observed along two lines in Jeju Island. First, we invert apparent resistivities and phases in the TM and TE modes separately. Then, we perform 2D joint inversion of both TM- and TE-mode data and 3D inversion of both Zxy- and Zyx-mode data corresponding to TE- and TM-mode data in 2D. The resistivity images derived from all four data show that the geoelectrical structure in Jeju Island is a three-layered earth with the resistive-conductive-resistive stratigraphy within a depth of 5 km. The 3D inversion does not produce clear anomalies in the reconstructed profile image, while all of 2D do. This attributed to the possibility that 2D inversion results are distorted by exiting off-profile 3D anomalies in Jeju. With 3D inversion of 2D profile MT data, we can deduce more reliable results that are not seriously distorted by off-profile 3D anomalies.

2차원 측선을 따라 획득한 MT 탐사 자료를 3차원 역산하여 제주도 지전기 구조의 해석을 시도하였다. 이에 앞서 TM 모드 자료와 TE 모드 자료를 각각, 또는 두 모드의 자료를 동시에 이용하여 2차원 역산을 수행하였다. 이 세가지 2차원 역산을 통해 얻은 영상을 3차원 영상과 비교분석하기 위해 측선을 포함하는 3차원 모델을 구성하여 3차원 역산 결과를 도출하였다. 모든 역산 결과에서 전체적으로 동일한 층서구조를 확인할 수 있었으나 3차원 역산에서는 보이지 않는 전기비저항 이상대가 2차원 역산에는 나타난다. 이는 측선 직하부에 있지 않은 3차원 이상체의 영향으로 2차원 역산 결과가 왜곡된 것이라 유추할 수 있다. 역산 영상의 비교 분석 결과 측선 하부에서 제주도의 지전기 구조는 심도 5 km 이내에서는 전체적으로 고비저항.저비저항.고비저항의 3층 수평 층서 구조임을 알 수 있었고, 3차원 역산이 더욱 신뢰성 있는 영상을 보임을 확인하였다.

Keywords

References

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