경북지역 탄산수의 생성기원과 수리화학적 특성

• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 정찬호
• 간행물 정보: 『자원환경지질』35권 2호, 121~136쪽, 전체 16쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2002.04.30

국문 초록

경북에서는 16개 지역에서 탄산수가 산출된다. 탄산수의 산출은 중생대 화강암과 경상누층군의 퇴적암류(또는 선캠브리아기 변성암)의 지질경계부 또는 단층대를 따라서 집중된다. 경북지역 탄산수는 매우 높은 CO₂의 함량(PCO₂=0.46-5.21 atm)과 422-2,280 μS/cm 범위의 전기전도도, Ca-HCO₃형의 수리화학적 특성을 보인다. 아울러 대부분의 탄산수는 다량의 Fe를 함유하는 것이 특징이다. 탄산수에 대한 δD과 δ18O 분석 값은 탄산수가 순환수 기원임을 지시한다. 탄산수의 높은 CO₂압력과 탄산염 침전물에 대한 δ13C 값이 -1.5- -6.1‰PDB 범위를 보여 탄산성분은 지하 심부에서 상승한 CO₂가스와 탄산염광물의 용해반응에 기원한 것으로 해석된다. 탄산수와 광물사이에 열역학적 평형관계와 탄산수의 수리화학적 특성을 보면 탄산수의 화학성분을 결정한 주요 근원광물은 사장석, 정장석, 탄산염광물 및 철산화물임을 지시한다. pH가 약산성이고, 높은 CO₂압력하에서 일부 탄산수를 제외한 대부분의 탄산수는 탄산염광물 및 앨바이트에 대해서 열역학적으로 용해성 환경에 있다.

영문 초록

The CO₂-rich springs in the Kyungpook Proyince has been found at 16 locations. Most of the CO₂-rich springs outflow along either fault zones or the geologic boundary between Mesozoic granites and their adjacent rocks. The CO₂-rich water samples show a high CO₂concenoation (PCO₂ 0.46 to 5.21 atm), weak acidic pHs, wide electrical conductiyity values ranging from 422 to 2,280 μS/cm, and high Fe content. They are classified into the Ca-HCO₃type in chemical composition. δ18O and δ2H data indicate that CO₂-rich water is meteoric origin. The δ13C values(-1.5‰to -6.1‰PDB) suggest that dissolved H₂CO₃O and HCO₃- are mainly derived from a deep-seated CO₂and carbonate minerals. The thermodynamic equilibrium state between CO₂-rich water and major minerals, and hydro-chemical characteristics indicate that major source minerals determining the chemical composition of CO₂-rich water are carbonate minerals, plagioclase, K-feldspar and Fe-oxides. Under high CO₂pressure and the weak acidic condition, most of the CO₂-rich water samples are thermodynamically in the dissolution state with respect to albite and carbonate minerals.

키워드

탄산천 단층 화학성분 탄소동위원소 심부기원 CO₂-rich springs fault chemical composition δ18C deep-seated CO₂