Mineralogy, Geochemistry, and Formation of Ferromanganese Nodules from the KONOD-1 Site, Northeastern Equatorial Pacific

북동(北東) 적도(赤道) 태평양(太平洋)(KONOD-1) 망간 단괴(団塊)의 은물조성(銀物組成), 화학분석(化學成分)과 성인(成因)

Between the Clarion and Clipperton fracture zones of the Northeastern Pacific, nodules and crusts were collected from abyssal plain and hills by the Korea Ocean Research and Development Institute in December, 1983 aboard the R/V KANA KEOKI of the Hawaii Institute of Geophysics. Mineralogical and geochemical data of bulk nodules are obtained and compared with analyses of other studies. Mechanisms of nodule formation are discussed based on these data. Generally, the nodules of the KONOD-1 site are composed of todorokite and ${\delta}-MnO_2$. The contents of Mn, Fe, Ni, and Cu of the bulk nodules are variable and the average contents of metals are slightly lower (Mn, 21.40%; Ni, 0.9%; Cu, 0.8%) than those of nodules from other abyssal plains between the Clarion and Clipperton fracture zones. High Mn/Fe (average 3.9; maximum 5.9) and Cu/Ni (average 0.8; maximum 1.0) ratios are similar to the nodules that were formed diagenetically in the northeast Pacific. The chemical characteristics of the KONOD-1 nodules reflect their sedimentary environments; nodules with higher diagenetic signatures occur in areas of thin Quaternary siliceous ooze, and nodules of lower diagenetic influence occur in topographically irregular abyssal hill areas.

해양연구소는 한국 해양학사상 처음으로 1983년 12월 북태평양의 클라리온-클리퍼톤균열대 (Clarion and Clipperton Fracture Zones) 사이에서 망간단괴와 망간각을 채취하였으며, 이때 사용된 해양조사선은 하와이대학의 KANA KEOKI호였다. 본 연구는 KONOD-1 지역에서 채취된 망간단괴와 망간각의 광물조성과 유용금속성분을 분석, 경호하였으며, 태평양 심해저 평원에서 보고된 망간만괴와 비교하였다. 한편 광물 및 금속함량을 기초하여 금속원소의 공급원과 망간단괴가 형성되는 원리를 해석하였다. 연구지역 망간단괴는 망간산화물로 토도로카이트(todorokite)와 ${\delta}$-$MnO_2$로 그리고 망간각은 ${\delta}$-$MnO_2$로 조성되어 있다. 주요 금속성분의 평균함량은 Mn 21.4%, Fe 6.2%, Ni 0.9%, Cu 0.7%, 그리고 Co 0.2% 이며, 이 값은 클라리온과 클리퍼톤 균열대 지역에서 규질연니를 표층퇴적물로 하고 있는 심해저평원 망간만괴에서 보고된 값보다 적다. 그러나 망간단괴중 높은 Mn/Fe비 (평균 3.9, 최고 5.9)와 높은 Cu/Ni비 (평균 0.8, 최고 1.0)는 북태평양에서 속성작용으로 형성된 망간단괴와 일치한다. KONOD-1 지역 망간단괴의 화학적 특징은 두 종류로 대분되며, 각각의 특성은 망간단괴가 형성된 퇴적환경을 암시한다. 강한 속성작용의 망간단괴는 심해저평원지역 규질연니의 현생 퇴적층위에서 형성되고 있으며 약한 속성작용의 망간단괴는 심해저 구릉이 분포하는 지형, 즉 퇴적층이 균일하지 못한 환경에 주로 분포되어 있다.