Abstract
Geochemical and isotopic analyses were carried out to investigate hydrochemical characteristics, source of carbon species in the carbonated waters in South Korea. Most Korean carbonated waters from different geologic settings are characterized by a Ca-HCO$_3$type with a relatively low pH range from 5.3 to 6.3 (avg. 6.0). The concentrations of cations and anions in the carbonate waters are in the order of Ca$^{2＋}$>Na$^{＋}$>Mg$^{2＋}$>Si$^{4＋}$>Fe$^{2＋}$>K$^{＋}$ and HCO$_3$$^{－}$>SO$_4$$^{2－}$>Cl$^{－}$, respectively. The HCO$_3$$^{－}$ ion is more enriched in the carbonated water from the sedimentary rock and granitic rock of Mesozoic age in the Gyungsang basin(GII) and the Precambrian metamorphic rock and Jurassic granitic rocks of the Gyunggj massif in the Gangwon province(GⅠ) than those of the meta-sedimentary rock and granite in the Ogcheon zone(GⅢ). Based on the oxygen and hydrogen isotopic data, the carbonated waters are derived from the meteoric water, showing apparent latitude and altitude effects. The $delta$$^{13}$C values of carbon species in the carbonated water are in between -6.23 and 0.0 $textperthousand$, suggesting inorganic source of carbon originated from the carbonate mineral and carbonate rock in the aquifer.
본 연구에서는 남한에 분포하는 23개의 약수지역을 대상으로 탄산수의 수질 특성과 탄소의 기원을 연구하기 위하여 용존 이온 및 동위원소 분석연구를 수행하였다. 지질 특성별로 분류.비교된 국내 탄산수는 대체로 Ca-HC $O_3$형에 속하며 pH는 5.3~6.3의 범위이다. 탄산수내 대부분은 양이온과 음이온의 농도가 각각 $Ca^{2＋}$>$Na^{＋}$>M $g^{2＋}$>S $i^{4+}$>F $e^{2＋}$> $K^{＋}$ 와 HC $O_3$$^{－}$>S $O_4$$^{2－}$ >C $l^{－}$의 순이다. 탄산수의 수질 유형은 대체로 Ca-HC $O_3$형에 해당되나 지역별로 다소 차이가 나타나 강원 지역의 선캄브리아기 변성암류 및 쥬라기 화강암지역(GI)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$형이 우세하나 전형적인 Na-HC $O_3$형을 보여주는 경우도 있다. 경상 퇴적분지내의 중생대 퇴적암 및 화강암류 지역(GII)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$형 내지 Ca(-Mg)-HC $O_3$형이 우세하다. 옥천 변성퇴적암류 및 화강암류 지역(GIII)의 탄산수는 Ca-HC $O_3$내지 Ca(-Na)-HC $O_3$형을 보여준다. 산소 및 수소 동위원소 분석 결과, 탄산수의 기원은 탄산수 지역 부근의 순환수 기원이며 지형 특성에 따라 동위원소 고도 효과 및 위도 효과를 반영하고 있다. 탄산수의 탄산이온의 탄소의 $\delta$$^{13}$C(PDB)값은 -6.2~0.0$\textperthousand$범위이며, 그 기원은 대수층인 지층내 탄산염암 또는 탄산염 광물의 용해에서 유래한 무기기원 탄소로 해석된다.다.