Abstract
A magnetotelluric (MT) survey has been performed to delineate deeply extended fracture systems at the geothermal field in Seokmo Island, Korea. To assist interpretation of the MT data, geological surveying and well logging of existing wells were also performed. The surface geology of the island shows Cretaceous and Jurassic granite in the north and Precambrian schist in the south. The geothermal regime has been found along the boundary between the schist and Cretaceous granite. Because of the deep circulation along the fracture system, geothermal gradient of the target area exceeds $45^{\circ}C/km$, which is much higher than the average geothermal gradient in Korea. 2D and 3D inversions of MT data clearly showed a very conductive anomaly, which is interpreted as a fracture system bearing saline water that extends at least down to 1.5 km depth and is inclined eastwards. After drilling down to the depth of 1280 m, more than 4000 tons/day of geothermal water overflowed with temperature higher than $70^{\circ}C$. This water showed very similar chemical composition and temperature to those from another existing well, so that they can be considered to have the same origin; i.e. from the same fracture system. A new geothermal project for combined heat and power generation was launched in 2009 in Seokmo Island, based on the survey. Additional geophysical investigations including MT surveys to cover a wider area, seismic reflection surveys, borehole surveys, and well logging of more than 20 existing boreholes will be conducted.
인천시 강화군 석모도의 지열에너지 개발을 위하여 성부 파쇄대 해석을 위한 MT 탐사를 수행하였다. 또한, MT 탐사자료의 해석을 위해서, 지질조사와 심부시추공 물리검층을 함께 수행하였다. 석모도의 지질은 북쪽에는 백악기와 쥬라기에 관입된 화강암이, 남쪽에는 선캄브리아기의 편암류가 분포한다. 이 지역에서 지열징후는 편암류와 백악기의 화강암의 경계부에서 발견되었다. 심부파쇄대를 따른 영수의 순환에 의해 대상지역의 지온증가율은 $45^{\circ}C/km$ 이상으로 대한민국 평균보다 훨씬 높게 나타났다. MT 탐사자료의 2차원 빛 3차원 해석 결과, 전기전도도가 매우 높은 이상대가 동쪽으로 경사져서 지하 1.5 km 깊이까지 분포하는 것으로 나타났으며 이는 해수로 채워진 파쇄대로 해석되었다. 이 이상대를 목표로 시추한 결과 1280 m 심도에서 일일 4000 ton 이상, 온도 $70^{\circ}C$ 이상의 많은 양의 지열수를 개발하는데 성공하였다. 이 지열수의 화학적인 성분은 기존 시추공에서 발견된 지열수의 화학성분과 매우 유사하여 동일한 지열저류층, 즉, 동일한 지영저류층에서 생산되는 것으로 간주할 수 있을 것으로 판단하였다. 이러한 탐사결과를 기초로 2009년부터 한국지질자원연구원에서는 지열 열병합 발전을 위한 새로운 지열개발 프로젝트를 시작하였고 추가적인 MT 탐사와 탄성파 반사법 탐사, 이미 굴착되어 있는 20여개의 심부 시추공에 대하여 물리검층을 포함한 각종 시추공 조사 등이 수행 중이다.
