환경지질학│지하수학
344 2010 추계지질과학연합학술발표회 초록집
Hydrogeochemistry in a sedimentary basin:
implication for carbon storage
최병영
*․김경호․윤성택․홍소영․고영화 고려대학교 지구환경과학과, [email protected]
Ca와 Mg와 같은 양이온은 대수층에서 탄소를 탄산염으로 침전시키는데 있어 필수적이다.
본 연구에서는 육성 퇴적 분지에서 지하수 성분을 조절하는 물-암석 반응을 연구하였다. 주성 분 분석 결과, 암반지하수는 탄산염 광물(calcite와 dolomite)과 증발암(halite와 gypsum)의 영 향을 받은 것으로 보이며, 이는 지하수 내에 높은 농도의 Ca, Mg, Na, Cl, SO4와 TDS를 야기 시키고 있다. Halite와 gypsum의 용해는 Na vs. Cl과 Ca+Mg vs. HCO3+SO4 관계에서 확인 할 수 있었으며, SO4 농도가 증가함에 따라 황동위원소 값도 매우 높은 값(15.1 to 19.2‰)을 보여 이를 뒷받침하였다. Calcite, dolomite, gypsum의 포화지수와 Mg/Ca, Ca/SO
4, Mg/ SO
4비는 Ca와 Mg의 농도를 조절하는 주요 지구화학 반응이 gypsum 용해에 기인하는 dedolomitization임을 나타내었다. 하지만, 암반 지하수는 gypsum 용해에 의해 calcite와 dolomite에 대해 비평형상태에 있었으며, 이러한 평형상태 도달 여부가 Mg/Ca 비율을 결정하 고 있었다. 또한 지속적인 cacite 침전은 총탄소(TIC)의 농도를 감소시키고 있었다. 지하수의 탄소동위원소 값은 SO
4농도 증가에 따라 -11.1‰ 에서 -6.5‰로 증가하였다. 본 연구에서는 dedolomitization에 의한 탄소동위원소 진화를 지구화학모델을 통해 모사하였다. Dolomite와 calcite의 반응속도 상수 비는 0.038로 고정하였다. 모델 결과 지하수에서 측정된 탄소동위원 소 값과 Mg/Ca비율과 잘 일치하였다. 또한 총 공극 비율은 0.72 cm
3/L 만큼 증가하였다. 본 연 구 결과는 탄소 주입시 대수층에서 발생하는 지구화학 반응과 함께 장기간의 이산화탄소 거동 을 예측하는데 필요한 기본 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다.
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