제주학 아카이브

대전대학교 대학원 석사학위 논문

본 연구에서는 제주 서귀포지역에서 산출되는 탄산수의 수리화학성분, CFCs(Chlo- rofluoro carbons), δ18O, δD, δ13C, 영족기체(Noble gases) 동위원소 분석을 통하여 탄산온천수의 생성연령, CO2 가스 기원, 영족기체 기원을 해석하고자 하였다. 연구지역인 서귀포 중산간 지역의 지질은 법정동조면현무암, 광해악현무암이 분포하며, 산방산 탄산온천일대에 분포하는 지질은 한라산조면암, 대포동조면현무암, 강정동현무암질조면안산암이 분포한다. 본 연구를 위하여 탄산수 13점, 지하수 11점, 지표수 1점, 해수 1점의 시료를 1차 ~ 3차로 나누어 채취하였으며, 지하수공의 심도는 탄산수 460 ~ 2,000 m, 지하수 240 ~ 550 m로 다양한 심도를 보인다. 연구결과 제주지역 탄산수는 약산성의 pH, 평균 3,704 μS/cm의 높은 전기전도도로 내륙의 탄산수에 비해 3배 이상 높은 전기전도도의 특성으로 이온함량이 매우 높은 특성을 보인다. 탄산수의 화학적 유형은 Mg(Ca,Na)-HCO3유형과 Na(Ca,Mg)- HCO3 유형을 보이며, 지하수의 경우 Mg(Ca)-HCO3유형에서 Na(K)-HCO3유형에 걸쳐 넓게 분포한다. CFCs를 통하여 생성연령을 분석한 결과, 탄산수는 약 47.5 ~ 57.2년, 지하수는 약 30.3 ~ 49.5년으로 추정되었다. 탄산수의 연령이 지하수보다 더 오래된 것으로 밝혀졌다. δ13C 동위원소 분석결과 탄산온천수는 맨틀과 마그마 기원과 같은 심부기원으로 확인되었고, 일부 탄산수는 심부기원과 무기기원의 혼합된 특성을 보인다. 또한 영족기체 동위원소 분석결과, 제주지역 탄산수와 지하수는 맨틀 마그마와 같은 심부기원-대기기원 혼합선상에 도시되나, 헬륨가스가 대기기원보다 심부기원의 농도가 절대적으로 높은 값을 보여준다. 따라서, 영족기체 동위원소 조성관계(3He/4He, 4He/20Ne)에서 헬륨 등이 심부기원으로 확인되어 CO2 가스의 기원이 화산활동과 관련한 심부 마그마 기원임을 시사한다.