수안보지역의 온천수위 변동과 수리지구화학에 관한 연구

Thermal Water Level Change and Geochemistry in the Suanbo Area, Korea

이 논문에서는 1991년부터 관측한 수안보지역 온천수 대수층 수위변화와 양수량변화 및 온천수의 지구화학적 특성을 다루었다. 온천수의 수위변화와 양수량변화는 서로 밀접한 관련을 가지며. 양수량에 따른 수위의 피크는 약 5주의 지연효과를 보이며 영향을 받고 있다. 본 연구지역 온천 대수층은 환원환경이 지배하며. 온천수는 알칼리성 (pH=8.5∼8.7)이며, 총고용물량은 낮고(274∼284 mg/1), 나트륨성분은 높으며(68∼72 mg/1), 불소성분(6.4∼8.9 mg/1)과 중탄산성분(136∼146 mg/l)이 비교적 높으며. 나트륨-중탄산 타잎으로 분류된다. 아울러 온천수의 산소와 수소 동위원소 분석결과에 의하면 천수기원이다. 라돈-222와 라듐-226의 거동에 영향을 줄 수 있는 지구화학적 작용을 밝히기 위해 두 동위원소의 활동도를 측정하였다. 라돈 농도는 라듐의 농도보다 천내지 만배에 달한다. 라돈-222의 농도는 평균 2,522 pCi/L이고 190에서 7,490 pCi/L의 범위를 가진다. 또한 라듐-226은 평균농도가 0.32 pCi/L이고 0.25에서 0.42 pCi/L의 범위이다. 두 동위원소의 농도는 EC 및 알칼리도와 역비례하는 관계를 가지는 반면, 라듐-226은 pH와 양의 상관관계를 가진다. 라돈-222와 라듐-226은 거의 상관관계를 가지지 않는다. 조사지역의 온천수는 심하게 파쇄된 천매암층으로부터 양수되나, CSAMT 탐사와 지질조사결과. 그리고 온천수의 지구화학적 분석 결과에 의하면 천매암층은 다만 통로의 역할을 할 뿐, 주요 온천수 대수층은 화강암 저반내에 심부까지 발달한 정단층임을 추정할 수 있다.

Both the groundwater changes due to different pumping rates and the geochemistry of thermal waters in the Suanbo area are considered in this study. The observation of groundwater level change since 1991 shows that the change is directly correlated with pumping rates of thermal waters and reveals the retardation of ca. 5 weeks after pumping. The hydrogeological aquifer in the area is under reducing condition. The thermal waters are of Na-HCO$_3$ type. and are alkaline (pH=8.5∼8.7) with low TDS values (274∼284 mg/l) and high concentrations of Na (68∼72 mg/l). F (6.4∼8.9 mg/l), and HCO$_3$(136∼146 mg/l). Oxygen and hydrogen isotope ratios of thermal water indicate a meteoric water origin. The activities of Rn-222 and Ra-226 in both thermal water and local groundwater were determined to delineate possible geochemical controls on the Rn-222 and Ra-226. The Rn-222 concentrations are several orders of magnitude greater than the Ra-226 concentrations. The concentrations of Rn-222 range from 190 to 7.490 pCi/1 with an average of 2,522 pCil/l. and those of Ra-226 average 0.32 pCi/1 with the range from 0.25 to 0.42 pCi/1. The concentrations of Rn-222 and Ra-226 are inversely correlated with EC and alkalinity. The pH it positively correlated with Ra-226. The correlation between Rn-222 and Ra-226 is poor. Thermal waters in the study area are produced from highly fractured phyllite. The thermal water qualify. CSAMT (controled-source audiofrequency magnetotelluric) prospecting, and petrological evidences, however, indicate that the heat is possibly transmitted through deep normal faults reaching a deep granite batholith, and the phyllite acts only as a groundwater pathway.