Hydrogeochemistry and isotope geochemistry of the Han River system: A summary

류종식; 장호완; 이광식

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자료유형: 학술저널

저자정보: 류종식 (한국기초과학지원연구원) 장호완 (서울대학교) 이광식 (한국기초과학지원연구원)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제44권 제4호(통권 제177호)

발행연도: 2008.8

수록면: 467 - 477 (11page)

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이 논문에서는 2000-2006년에 한강 수계에서 얻어진 수리지구화학 및 동위원소지구화학 연구결과를 요약발표한다. 한강 하천수의 화학조성은 기반암의 영향을 주로 받고 있음이 관찰되었다. 즉 북한강에서는 규산염암의 화학적 풍화에 의하여, 남한강에서는 탄산염암의 풍화에 의한 영향을 크게 받고 있음이 확인되었다. 한강하천수에서 산소와 수소 동위원소 조성이 여름철에 부화된 것은 댐에 의한 증발 손실이 일어나고 있음을 지시한다. 북한강의 용존 황산염 이온의 대부분은 대기 기원이었지만 남한강에서는 황철석 산화에 의하여 공급되는 양이 많았다. 포워드(forward) 모델을 이용하여 계산해 본 결과, 북한강의 화학조성은 약 70%가 규산염암의 영향을, 남한강 화학조성은 약 80%가 탄산염암의 영향을 받는 것으로 나타났다. 북한강과 남한강의 규산염 풍화율(Silicate Weathering Rate: SWR)은 서로 유사한 것으로 계산되었다. 그러나 남한강은 황산염 이온에 의한 화학적 풍화를 받고 있기 때문에 규산염 풍화를 통한 이산화탄소의 소비량은 남한강이 북한강보다 다소 낮았다. 한강 하천수의 우라늄(U) 농도와 ²³⁴U/²³?U 값은 강수, 지표유출수, 지류와의 혼합, 지하수 유입, 댐 등에 의한 영향으로 계절변화를 보여주었다. 북한강에서 U 농도가 낮고 ²³⁴U/²³?U 값이 적은 것은 규산염암의 비조화 풍화와 풍화가 이미 상당히 진행된 물질로부터 복합적으로 영향을 받기 때문이다. 반면에 남한강에서의 높은 U농도와 큰 ²³⁴U/²³?U 값은 심부지하수의 유입, 함-우라늄 흑색 세일과 탄산암염암의 용해 등이 복합되어 나타나는 영향으로 해석되었다.

A summary of hydrogeochemical and isotope geochemical studies in the Han River watershed conducted during 2000-2006 is presented. It is observed that the hydrochemistry of the Han River is mainly controlled by chemical weathering of basement rocks; i.e. silicates in the North Han River (NHR) basin and carbonates in the South Han River (SHR) basin. The δ¹?O and δD compositions of the Han River are heavier in the summer than in the other seasons, indicating increased evaporation loss in reservoirs. The deposition of atmospheric sulfates is the major source of sulfates in the NHR basin, while oxidation of sulfide minerals plus atmospheric deposition contribute to sulfates in the SHR. A forward model used to quantify the relative ion fluxes arising from rain and the weathering of carbonates and silicates showed that the dissolved loads in the NHR were originated mostly from silicates (∼70%), with a lesser portion from carbonate weathering, whereas the dissolved loads in the SHR came mainly from carbonates (∼80%), with a minor portion from silicate weathering. The silicate weathering rate (SWR) was similar between the NHR and SHR, but the CO₂ consumption rate was lower in the SHR than in the NHR due to an important role of sulfuric acid derived from pyrite oxidation in the SHR. The U content and ²³⁴U/²³?U activity ratio were largely variable in the Han River during the study period depending on rainfall, runoff, dam effects, mixing of tributary waters and groundwater flux. The low U content and small ²³⁴U/²³?U activity ratio in the NHR arise mainly from a combination of incongruent silicate weathering and congruent dissolution of already weathered (secular equilibrium) materials. In contrast, the high U content and large ²³⁴U/²³?U activity ratio in the SHR are ascribed to the dissolution of carbonates and clastic sediments such as U-bearing black shales along with significant inputs of deep groundwater.

#수리지구화학 #동위원소 지구화학 #화학적 풍화 #우라늄 비평형 #한강 수계 #Hydrogeochemistry #Isotope geochemistry #Chemical weathering #²³⁴U-²³⁸U fractionation #Han River watershed

참고문헌 (66)

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1. [학술지(정기간행물)] - 고용권 / 1994 / 국내 지열수의 환경동위원소 및 수문화학적 연구: 유성 온천지역 / 한국자원공학회지 31 : 388 ~ 399

2. [학술지(정기간행물)] - 권성택 / 1991 / 우리나라 하부고생대의 탄산염암과 코노돈트에 대한 Sr-Nd 동위원소 기초연구 / 지질학회지 27 : 587 ~ 596

3. [학술지(정기간행물)] - 김규한 / 2001 / 한강 하천수 중 용존이온의 지구화학적 특성과 기원 / 자원환경지질 34 (6) : 539 ~ 553

4. [학술지(정기간행물)] - 김규한 / 1998 / 남한의 온천지역의 열수와 지하수의 지구화학적 연구 / 한국지구과학회지 19 : 22 ~ 34

5. [학술지(정기간행물)] - 김선준 / 1993 / 편마암 지역에서 열극을 통한 지하수의 유동특성에 대한 환경동위원소적 연구 / 한국자원공학회지 30 : 474 ~ 480

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