음성 분지 지역 지하수 주원소 수리지구화학과 지질 특성의 관계 분석 (Assessing relationship of major element hydrogeochemistry in groundwater and geological features in the Eumseong basin area)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 59권 / 2호 / 329 ~ 344페이지
· 저자명 : 오종현, 고동찬, 유용재, 조병욱, 염병우, 김성원

초록

결정질암 파쇄 대수층에서 지하수는 절리 및 단층과 같은 암석내 불연속면을 따라 유동하며 주변 암석과 오랫동안 반응하게 된다. 이러한 지질학적 요소들이 지하수 주원소의 수리지구화학적 특징에 미치는 영향을 알아보기 위해 다양한 암상과 대규모 단층이 나타나는 음성 분지 및 주변지역을 연구지역으로 선정하고, 78개의 천부 및 심부 관정에서 지하수 시료를 채취하고 주원소 화학분석을 수행하였다. 양이온은 Ca2+, Na+, Mg2+, K+ 순으로 농도가 낮게 나타났고, 음이온은 HCO3 -, SO4 2-, Cl-, NO3 - 순으로 농도가 낮게 나타났다. 지하수의 수화학유형은 Ca-HCO3 유형이 대부분이고 Ca-(Cl+NO3+SO4)와 Na-HCO3 유형도 나타났다. 지하수의 심도가 깊을수록, 대체로 HCO3 -, Ca2+, Na+ 원소들의 농도가 높게 나왔고 단층과의 거리에 따라서는 별다른 특징이 나타나지 않았다. 그리고 퇴적암지역 지하수에서는 HCO3 -, Ca2+의 농도가 높고, 화강암지역 지하수에서는 NO3 -, SiO2(aq)의 농도가 높았다. 심부지하수일수록 대체로 물-암석 반응이 오래 진행된 것으로 보이지만 단층을 통한 심부지하수의 천부로의 이동은 확인되지 않는다. 기반암 암상에 따른 지하수 주원소 특성 차이는 기반암의광물 조성과 풍화 특성의 차이에 의한 것으로 추정된다. 이번 연구 결과는 결정질암 지역 파쇄 대수층 지하수의화학적 특징 및 지하수 유동과 지하수자원 특성 평가에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

영어초록

In fractured crystalline bedrock aquifers, groundwater flows through discontinuous surfaces such as joints and faults and reacts with the rocks for a long time. To investigate the effect of these geological factors on the hydrogeochemical characteristics of major elements in groundwater, the Eumseong basin and surrounding areas, which has a variety of bedrock lithology and large-scale faults, was selected as study area. 78 groundwater samples were taken from shallow and deep wells in the study area and analyzed for major elements. Cation concentrations were in the decreasing order of Ca2+, Na+, Mg2+, and K+, and anion concentrations were HCO3 -, SO4 2-, Cl-, and NO3 -. Ca-HCO3 was the dominant water type followed by Ca-(Cl+NO3+SO4) and Na-HCO3 types. The deeper the total depth of the wells, the higher the concentrations of HCO3 -, Ca2+, and Na+ and no clear relationships were found between major element concentrations and the distance from the fault. The concentrations of HCO3 - and Ca2+ were higher in groundwater of sedimentary rock area, and the concentrations of NO3 - and SiO2(aq) were higher in groundwater of granitic rock area. With the increase in total depth of the wells, degree of water-rock interactions generally increased. However, the upward movement of deep groundwater to shallow zones through the fault was not confirmed. The difference of major element characteristics in groundwater of the study area is likely to be due to the difference of mineral compositions and weathering characteristics of the bedrocks. The results of this study are expected to be helpful for understanding chemical characteristics of groundwater and evaluating flow conditions and groundwater resources in fractured bedrock aquifers.

참고자료

· 없음