지하 동굴 탐지에 효율적인 지구물리탐사기법 연구: 제주도 만장굴을 대상으로

서지정보

· 발행기관 : 한국지구과학회
· 수록지 정보 : 한국지구과학회지 / 21권 / 4호
· 저자명 : 권병두, 이희순, 이규호, 임형래, 오석훈

초록

지하의 공동탐사에 효과적인 지구물리탐사 기법에 대해서 연구하기 위하여 제주도 만장굴을 대상으로 복합적인 지구물리탐사를 수행하였다. 이번에 사용한 방법은 탐사장비나 야외작업이 비교적 경제적이면서도 지하 공동에 의한 반응을 잘 보여줄 것으로 기대되는 중력, 자력, 전기 비저항, GPR(지하레이더) 탐사 등이다. 현지의 탐사여건을 고려하여 7개의 측선을 선정하고, 각 측선별로 몇 종류의 탐사를 복합적으로 실시하였다. 자력탐사의 경우는 2차원 격자형탐사도 함께 수행하였다. 각 탐사자료상에는 탐사법에 따른 여러 특징들이 잘 나타나고 있어, 그 효용성을 비교 분석할 수 있었다. 이번에 사용한 방법 중 동굴 탐사에 가장 효과적인 탐사법은 전기비저항탐사로 나타났으며, 쌍극자-쌍극자 배열법은 2차원적인 고비저항대로 나타나는 동굴의 존재를 잘 보여준다. 중력, 자력 탐사의 결과는 화산암 지역에서 나타나는 다양한 잡음의 영향으로 동굴의 위치나 규모를 해석해 내기가 쉽지 않지만, 전기비저항탐사 자료에서 인지되는 동굴의 위치와 규모가 적절한지를 검증하는 데에 효과적으로 이용될 수 있었다. 한편, 2차원 격자형 자력탐사 자료는 동굴의 경향성을 잘 보여주므로, 정밀 탐사측선을 결정하는데 유용하다. GPR탐사 자료에는 천부에 존재하는 미세한 틈새들과 소규모 공동들에 의한 반응이 강하게 나타나 상대적으로 심부에 위치하는 주동굴의 존재를 확인하기는 힘들었다. 이번 연구의 결과는 제한 된 수의 탐사법만을 적용하였기 때문에 어떤 결정적인 결론을 내리기는 어렵지만, 지하 동굴의 경우는 복합적인 탐사를 수행하고 그 자료들을 상호보완적으로 사용함으로써 해석결과의 신뢰도를 높일 수 있는 것으로 나타났다.

영어초록

Multiple geophysical methods were applied over the Manjang cave area in Cheju Island to compare and contrast the effectiveness of each method for exploration of underground cavities. The used methods are gravity, magnetic, electrical resistivity and GPR(Ground Pentrating Radar) survey, of which instruments are portable and operations are relatively economical. We have chosen seven survey lines and applied appropriate multiple surveys depending on the field conditions. In the case of magnetic method. two-dimensional grid-type surveys were carried out to cover the survey area. The geophysical survey results reveal the characteristic responses of each method relatively well. Among the applied methods, the electric resistivity methods appeared to be the most effective ones in detecting the Manjang Cave and surrounding miscellaneous cavities. Especially, on the inverted resistivity section obtained from the dipole-dipole array data, the two-dimensional distribution of high resistivity cavities are revealed well. The gravity and magnetic data are contaminated easily by various noises and do not show the definitive responses enough to locate and delineate the Manjang cave. But they provide useful information in verifying the dipole-dipole resistivity survey results. The grid-type 2-D magnetic survey data show the trend of cave development well, and it may be used as a reconnaissance regional survey for determining survey lines for further detailed explorations. The GPR data show very sensitive response to the various shallow volcanic structures such as thin spaces between lava flows and small cavities, so we cannot identify the response of the main cave. Although each geophysical method provides its own useful information, the integrated interpretation of multiple survey data is most effective for investigation of the underground caves.

참고자료

· 없음