Geochemistry of Shallow gases taken from the core sediments in the southeastern Ulleung Basin

울릉분지 남동부 시추 퇴적물 내에 함유되어 있는 천부가스의 특성

Chemical and isotopic compositions of hydrocarbon gases were analyBed to characterize the properties of the shallow gases distributed in the southeastern part of the Ulleung Basin, offshore Korea. Sediments from the core were also analyzed to determine the characteristics and relationship to shallow gases. Hydrocarbon gases in the sediments consisted of methane (697.9-6054.4 ppm), ethane, propane, butane and hexane. The total carbon content of the sediments ranges from 1.84fe to $5.11{\%}$ and the total organic carbon content ranges from $0.29{\%} \;to\; 2.65{\%}$. High C/N ratio (>10) indicates that input of terrestrial organic matter was prevalent at the time of deposition. The methane content and stable isotopic data indicate that hydrocarbon gases from the sediments are identified to be thermogenic gas and mixture of both biogenic and thermal gases. Based on the Rock-Eval and carbon isotopic data, the level of thermal maturity of organic matter in the sediments $(Tmax<425^{\circ}C)$ is lower than that of gas. It suggests that thermal gases in the sediments migrated from the deeper sediments than the penetrated depth.

동해 울릉분지에 분포하는 천부 가스의 특성을 파악하기 위해서 분지 남동부 해역에서 채취한 시추 코아 (98EEZ-3)에서 가스를 포집하여 탄화수소 가스의 함량, 성분 및 탄소 동위원소 분석을 실시하였다. 또한 가스의 함량과 시추 코아 퇴적물의 연관성 및 특성을 파악하기 위해서 시추 퇴적물에 대해서 유기 지화학 분석을 실시하였다 시추 코아에서 포집된 천부가스 중 탄화수소 가스의 함량은 755.3 ppm에서 6176.7 ppm을 나타났다. 탄화수소 가스로는 메탄의 함량이 가장 우세해서 $697.9{\~}6054.4 ppm$을 포함하였고 메탄 외의 탄화수소 성분으로는 에탄, 프로판, 부탄, 헥산이 소량 분석되었다. (100 ppm 이하). 퇴적물 분석 결과 총 탄소는 $1.84{\~}5.11{\%}$,유기탄소는 $0.29{\~}2.65{\%}$의 함유량을 나타냈다. 총 유기탄소와 총 질소의 비율은 분석 구간 중 일부를 제외하고는 10 이상으로 육상 기원 유기물의 유입이 우세했음을 시사한다. 포집된 총 탄화수소 가스 중 메탄의 성분비와 탄소 안정 동위원소 비를 고려하면 울릉분지 남동부에 분포하는 천부가스는 열기원 가스가 우세하고 일부는 생물기원 가스와 흔합되어 나타나는 양상을 나타낸다. 시추 퇴적물 중 유기물의 열적 성숙도는 동위원소 결과에 따른 가스의 열성숙 단계 보다 낮게 나타나서 시추구간보다 심부에서 생성된 열기원 가스가 이동하여 현재의 위치에 집적되어 있는 것으로 해석된다.