Interpretation of Subsurface Fracture Characteristics by Fracture Mapping and Geophysical Loggings

단열조사 및 물리검층을 통한 지표 하 단열특성 해석

As a preliminary study to establish fracture network model in crystalline rocks, detail investigation on fracture characteristics were performed. Five fracture sets were determined on the basis of regional survey of geological structures and fractures on outcrops. Among the fracture sets, S1 set has the highest density and longest trace length of fractures which was identified on surface in the study area. S4 and S5 sets are composed of foliations and foliation parallel shear joints of gneisses, which are very important sets at the aspect of weighting of fracture length. For characterization of subsurface fractures, detail core logging was performed to identify fractures and fracture zones from five boreholes. Acoustic televiewer logging and borehole geophysical loggings produced images, orientations and geophysical properties of fractures which intersect with boreholes. According to the result of the investigations, subsurface fractures can be grouped as three preferred orientations(B1, B2 and B3), which correspond to S1, S2 and S4/S5 of surface fracture sets, respectively. Actually, B1 set is expected to be intensely developed at subsurface. However, it has low frequency of intersection with boreholes due to its parallel or sub-parallel direction to boreholes. According to the inference of conductive fractures, B1 and B3 sets have possibilities of water flow and their intersection lines are also thought to consist of important conduits of groundwater flow. In particular, faults which are parallel to foliations control major groundwater flow in the study area.

결정질 암반의 단열망 모델 설정의 사전작업으로 단열별 특성에 대한 정밀조사를 실시하였다. 지표에서의 광역적 지질구조 조사와 노두에서 관찰한 단열자료를 토대로 5개의 단열군을 설정하였다. 그중, S1 단열군은 연구지역 내 지표에서 관찬되는 단열 중 가장 밀도가 높고, 연장성도 좋은 단열틀로 구성된다. S4와 S5 단열군은 편마암 내의 엽리면과 엽리면에 평행한 전단단열로 이루어진 것으로서, 단열길이에 대한 가중치 측면에서 매우 중요한 단열군이다. 지표하 단열상태를 파악하기 위해 5개 지점에 대한 시추작업을 실시하였고, 획득한 시추코아를 대상으로 정밀 검층을 실시해 단열과 파쇄대의 발달상황을 동정하였다. 한편, 단열과 교차하는 시추공벽의 이미지와 단열방향, 그리고 단열의 물리적 특성을 파악하기 위해 텔레뷰어 검층과 시추공 물리검층을 각각 실시했다. 이 자료들을 종합하면, 지표 하에 우세하게 발달하는 단열은 세 방향의 단열(B1, B2, 그리고 B3)이며, 이들은 각각 지표의 S1, S2, S4/S5 단열군에 해당하는 단열이다. B1 단열군은 실제로는 지표 하 암반에서 매우 조밀하게 발달할 것으로 예상되지만, 시추공과 이 방향 단열이 평행 내지 아평행한 관계로 시추공과의 교차빈도가 낮다. 투수성 단열을 추정한 바에 의하면, B1과 B3 방향의 단열들이 지하수 투수 가능성이 있고, 이들의 교차선도 주요 지하수 유동경로를 이루는 것으로 추정된다. 특히, 이 지역에서는 엽리면과 평행한 단층을 따른 지하수 유통이 가장 지배적인 것으로 판단된다.