부곡 지열수의 심부환경과 지화학적 진화: 유황형 지열수의 생성과정 재해석

• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 고용권 윤성택 김천수 배대석 박성숙
• 간행물 정보: 『자원환경지질』34권 4호, 329~343쪽, 전체 15쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2001.08.30

국문 초록

국내에서 가장 높은 용출온도를 보이는 경남 부곡 지열수에 대하여 Yun et al.(1998)에 의하여 기존에 발표된 수리화학 및 동위원소 자료를 토대로 지열수의 심부환경과 지화학적 진화과정을 재해석하였다. 부곡 지열수는 지화학적 특성에 따라 3가지 유형으로 구분되어 진다(지열수Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ형). 지열수Ⅰ형과Ⅱ형은 높은 온도(55.2∼77.2℃)를 보이며, 화학적으로 Na-SO₄형에 속하지만, pH와 Eh가 다소 차이가 나며, SO₄함량이 크다는 것이 특징이다. 지열수 중심지역으로부터 외곽부에서 산출되는 지열수 Ⅲ형은 29.3∼47.0℃의 용출온도를 보이며, Na-HCO₃-SO₄형을 나타낸다. 지열수 I형에 대하여 다성분계 지질온도계의 적용결과는 심부저장지의 온도가 115∼130℃인 것으로 추정되었다. 다양한 지화학적 특성을 보여주는 부곡 지열수의 지화학적 진화과정은 다음과 같이 해석될 수 있다. 첫째, 부곡지역보다 높은 지형에서 함양된 지하수가 심부로 순환하게 되면서, 퇴적암 또는 심부의 화강암과 물-암석 반응이 진행된다. 이때 퇴적층에 함유되어 있던 황산염 광물의 용해반응으로 지하수는 다량의 SO₄를 함유하게 된다. 둘째, 지하수가 계속 심부로 순환하는 과정에서 환원환경에 접하게 되어 H₂S가 생성되고, 심부열원에 의하여 약 130℃까지 가열되어 규산 염광물과의 반응정도가 높아진다. 이 때 pH는 상승하고 SO₄함량은 감소하게 되며, 방해석이 침전조건에 놓이게 됨으로써, 결국 지열수는 Na-SO₄형을 띠게 된다. 셋째, 이렇게 형성된 지열수가 유동로를 따라 상승하는 과정에서 덜 깊게 순환하는 지하수와 혼합과정을 거치게 된다. 지열수와 혼합되는 지하수는 퇴적층내 황철석의 산화반응에 의해 다량의 SO₄를 함유한 것으로 사료된다. 이렇게 형성된 지열수는 계속 상승하면서 천부환경의 지하수와 혼합되어 부곡지역내 다양한 지화학 특성을 보이는 지열수를 형성하게 된다.