The geologic structure of Gongju Basin, which is a Cretaceous sedimentary basin located on the boundary of Gyeonggi Massif and Ogcheon Belt, is modeled by using gravity data and interpreted in relation with basin forming tectonism. The electrical survey with dipole-dipole array was also conducted to uncover the development of fractures in the two fault zones which form the boundaries of the basin. In the process of gravity data reduction, the terrain correction was performed by using the conic prism model, which showed better results specially for topography having a steep slope. The gravity model of the geologic structure of Gongju basin is obtained by forward modeling based on the surface geology and density inversion. It reveals that the width of the basin at its central part is about $4{\cal}km$ and about $2.5{\cal}km$ at the southern part. The depth of crystalline basement beneath sedimentary rocks of the basin is about $700{\~}400{\cal}m$ below the sea level and it is thinner in the center than in margin. The fault of the southeastern boundary appears more clearly than that of the northwestern boundary, and its fracture zone may extended to the depth of more than $1{\cal}km$. Therefore, it is thought that the tectonic movement along the fault in the southeastern boundary was much stronger. These results coincide with the appearance of broad low resistivity anomaly at the southeastern boundary of the basin in the resistivity section. The fracture zones having low density are also recognized inside the basin from the gravity model. The swelling feature of basement and the fractures in sedimentary rocks of the basin suggest that the compressional tectonic stress had also involved after the deposition of the Cretaceous sediments.
Although geophysical methods are useful and generally provide valuable information about the subsurface, it is important to recognize their limitations. A common limitation is the lack of sufficient contrast in physical properties between different layers. Thus, multiple methods are commonly used to best constrain the physical properties of different layers and interpret each section individually. Ground penetrating radar (GPR) and shallow seismic reflection (SSR) methods, used for shallow and very shallow subsurface imaging, respond to dielectric and velocity contrasts between layers, respectively. In this study, we merged GPR and SSR data from a test site within the Cheongui granitic mass, where the water table is ~3 m deep all year. We interpreted the data in combination with field observations and existing data from drill cores and well logs. GPR and SSR reflections from the tops of the sand layer, water table, and weathered and soft rocks are successfully mapped in a single section, and they correlate well with electrical resistivity data and SPS (suspension PS) well-logging profiles. In addition, subsurface interfaces in the integrated section correlate well with S-wave velocity structures from multi-channel analysis shear wave (MASW) data, a method that was recently developed to enhance lateral resolution on the basis of CMP (common midpoint) cross-correlation (CMPCC) analysis.
The safety diagnosis of cultural assets is Primarily focused on its non-destructiveness. Research on the nondestructive diagnosis and conservation of masonry cultural heritage is the key which is considered by technologic kernel. Geophyscial Prospecting as nondestructive diagnostic technology plays an important role in the characterization of the foundation of stone pagodas. It is natural that understanding of shallow subsurface condition beneath them is essential for their structural safety diagnosis. As an example, the nondestructive geophysical methods were applied to two three-story stone pagodas, Seokgatap (height 10.8 m, width 4.4 m, weight 82.3 ton) and Dabotap (height 10.4 m, width 7.4 m, weight 123.2 ton) which were built in 791 at Bulkuksa temple. An earlier archaeological investigation shows that stone pagodas have experienced severe weathering process and are slightly leaning, which will threaten their stability At the base part of Dabotap, an offset of the stone alignment is also observed. Direct measurements of ultrasonic velocities was introduced for the mechanical properties of the stone The velocity ranges of ultrasonic waves for Dabotap and Seokgatap are 1217${\~}$4403 m/s and 584${\~}$5845 m/s, respectively, and the estimated averages of the uniaxial compressive strength are 463 kg/$cm^2$ and 409 kg/$cm^2$, respectively. Site characteristics, around the pagodas are determined by the measurement of multiple properties such as seismic velocity, resistivity, image of ground-penetrating radar, On the basis of the higher velocity structure, the site of Seokgatap appears to have solider stability than the Seokgatap site. Near the pagodas, higher(up to 2200 $\Omega$m) resistivity is present whereas their outskirts have as low as 200 $\Omega$m. By the combined results of each geophyscial methods, the subsurface boundaries of two stone pagodas are revealed. The Dabotap site is in the form of an octagon having 6-m-long side with the depth of ${\~}$4 m, whereas the Seokgatap site is the 8 ${\times}$ 10 m rectangle with the depth of 3 m. These subsurface structures appear to reflect the original foundations constructed against the stone load of ${\~}8 ton/m^2$. At the subsurface beneath the northeast of each pagoda, low seismic velocity as well as low resistivity is prominent. It is interpreted to represent the weak underground condition which Is the possible cause of the slightly leaning pagodas toward the NNW.
Kim, Chang-Ryol;Park, Sam-Gyu;Bang, Eun-Seok;Kim, Bok-Chul
Geophysics and Geophysical Exploration
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v.11
no.4
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pp.335-342
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2008
Electrical resistivity and seismic refraction surveys were conducted to investigate geologic structures and geotechnical characteristics of the subsurface, along with rock physical property measurements in Dokdo island. The survey results in Seodo island show that the fault adjacent to the fisherman's shelter is a normal fault and extended towards the NW direction, and that Bedded Lapilli Tuff in the downstream was more severely influenced by weathering and erosion than Trachy Andesite II in the upstream of the survey area. In Dongdo island, Trachy Andesite III and Scoria Bedded Lapilli Tuff were severely weathered and eroded, considered as weathered to soft rock formations, and their weathered zone becomes thicker towards the antiaircraft facility in the NE direction of the survey area. The study results also illustrate that Trachyte and Trachy Andesite are hardest, Massive Tuff Breccia is next, and Stratified Ash Tuff is the most soft rock in Dokdo island.
The purpose of this paper is to review several different methods calculating gas hydrate saturations. There are three methods using downhole log data, core data (including pressure core), and seismic velocity data. Archie's equation using electrical resistivity of downhole log data is widely used for saturation calculation. In this case, Archie's parameters should be defined accurately. And the occurrence types of gas hydrate significantly affect to saturation calculation. Thus saturation calculation should be carefully conducted. The methods using chlorinity and pressure core data are directly calculated from core sample. So far, the saturation calculated from pressure core gives accurate and quantitative values. But this method is needed much more time and cost. Thus acquisition of the continuous data with sediment depth is realistically hard. The recent several results show that the saturation calculated from resistivity data is the highest values, while the value calculated from pressure core is the lowest. But this trend is not always absolutely. Thus, to estimate accurate gas hydrate saturation, the values calculated from several methods should be compared.
In this study, the Singal fault zone in the Gyeonggi massif is identified in the Kiheung area. Geotechnical investigations were carried out to locate and characterize of the Singal fault zone in the Kiheung reservoir area. The N-S striking Shingal fault is known to be a Riedel-type strike-slip fault within the Choogaryung rift. Along the fault zone, 62 bore holes were drilled and electrical resistivity survey of about 11km, and vibroseis seismic refraction and reflection survey of about 500m were done. From the result of investigations, it is found that the fault zone, consisting mainly of gouge and breccia, has maximum width of 300 meters with anastomosing geometry of secondary fractures developed subparallel to the fault zone. We interpret these geometric features to be the result of structural development of flower-structure type at the restraining band of strike-slip fault. However, there are uncertainties of this interpretation because there are virtually no outcrops in the area. Further investigation to understand geometric features and linkage style of the fault zone.
Geophysical exploration is widely used to develop strategic mineral resources in the world because of its efficient method in detecting mineralized zones in the metallic ore deposit. It is important to understand the physical properties of the stratum so that geophysical data can be more accurately interpreted. This paper is to comprehend physical properties of the rock at the Gagok mine, a typical skarn deposit in Korea. Thus, laboratory tests were conducted on specimens of ore and host rocks which were collected from rock outcrops and drill cores at the Gagok mine. Using the measurement system of rock physical property, we investigated the density, magnetic susceptibility, resistivity, and spectral induced polarization. According to the results, all physical properties of specimens had wide differences depending on contents of ore minerals, which are formed by skarnization. Especially, using the chargeability and time constant from the calculated spectral induced polarization data by the Cole-Cole inversion, we could estimate the volume contents as well as the grain size of the sulfide minerals. Therefore, the spectral induced polarization technique may be considered a useful method when exploring metallic ore deposit with sulfide minerals.
The purpose of this paper is to analyze the behavior and to study the safety evaluation of the Unmun Dam located in Cheongdo-Gun of GyeongBuk Province, Korea. For this purpose, soil analyses including boring data, geophysical surveys were conducted. In this paper, especially many geophysical methods were adopted to configure out the subsurface situation of dam. Applied geophysical methods were: 1) electric resistivity survey, 2) high frequency magnetotelluric (HFMT) survey, 3) ground penetrating radar (GPR) survey, 4) seismic refraction survey, 5) seismic cross-hole tomography survey, and 6) high frequency impedance (ZHF) survey. Each of geophysical surveys were analyzed and joint analyses between geophysical surveys were also performed to deduce the more reliable subsurface information of Dam by using the features
and characteristics of each geophysical survey. Since many defects, such as gravel and weathered rock blocks in the dam core, and lots of amounts of leakage, by boring analyses were found, reinforcement by compaction grouting system (CGS) has been conducted in some range of dam. Some geophysical data and data of geotechnical gauges were also used to confirm the effects of reinforcement. Electric resistivity, EM, GPR, ZHF, seismic refraction and seismic tomography surveys show that left side of dam is weak, which means the possibility of existence of gravel, rock block, water and cavities in the core of dam. This result coincides with the boring data. Especially, electric survey after reinforcement shows that even the right side of the dam has been deformed by the strong pressure during the reinforcement itself. As a conclusion, some problems in the dam found. Especially, the dam near spillway shows the high possibility of leakage. It should be pointed out that only the left side of he dam has not a leakage problem. As a whole, the dam has problems of weakness, because of unsatisfactory construction. It is strongly recommended that highly intensive monitoring is required.
Schlumberger soundings, dipole-dipole survey and electrical conductivity mappings were carried out inside and in front of the entrance of the Okmyung waste landfill in August, 1997 and January, 1998. Inside and in front of the landfill, 11 and 4 electrical soundings and 1 dipole-dipole survey were carried out, respectively. Electrical conductivities were measured at 164 points along the 4 lines in front of the entrance of the landfill. Interpretations of survey data show that low resistivity zones of 0.3∼3 Ωm extend down to 65 m depth from the surface in the 6th landfill, which indicates subsurface contamination by leachate and leachate level at 3∼6 m depth from the surface. In the 9th landfill, low resistivity zones below 2 Ωm appear at 11∼15 m depth from the surface, which indicates a very slim chance of subsurface contamination. On the other hand, electrical surveys and electrical conductivity mappings reveal low resistivities at shallow depths in front of the entrance of the landfill, indicating a high possibility of contamination of weathered zone in this area. It appears that southern part of this area close to the 6th landfill is more contaminated by leachate.
Polymer flooding for enhancing hydrocarbon production injects into a reservoir polymer solution that is viscous. It is very important to monitor the behavior pattern of the polymer solution in order to evaluate the effectiveness of polymer flooding. To monitor the distribution of polymer solution and thus fluid substitution within the reservoir, we first construct seismic and resistivity rock physics models (RPMs), which are functions of reservoir parameters such as rocks and type of fluid, fluid saturation. For the seismic and resistivity RPMs, responses of seismic and electromagnetic (EM) tomography are numerically simulated as polymer injection, using two dimensional (2D) staggered-grid finite difference elastic modeling and 2.5D finite element EM modeling algorithms, respectively. In constructing RPM for EM tomography, three different reservoir rocks are considered: clean-sand, dispersed shale-sand, and sand-shale lamination rocks. The polymer solution is assumed to have 2 wt% of polymer as normally generated, while water is freshwater or saltwater. Further, neutron logging is also considered to check its sensitivity to polymer flooding. The techniques discussed in the paper are important in monitoring not only hydrocarbon but also geothermal reservoirs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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