Economic and Environmental Geology (자원환경지질)

The Korean Society of Economic and Environmental Geology (대한자원환경지질학회)
권호 표지

Evolution and Origin of the Geothermal Waters in the Busan Area, Korea: 1. Cooling and Dilution by Groundwater Mixing after Heated Seawater-Rock Interaction

부산지역 지열수의 기원과 진화: 1.가열된 해수-암석 반응과 지하수의 혼입에 따른 희석과 냉각

  • Published : 2001.10.01
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Abstract

The geothermal waters from the Busan area belong to Na-CI type and are characterized by much higher EC (921 ~6,520${\mu}$S/cm) and TDS (608-3,390 mg/L) than other geothermal waters in Korea. The concentration of majorions shows a weakly positive relationship with temperature except for Mg ion. The concentrations of the major cat ions have the order of Na>Ca>K>Mg. Ca ion is enriched and Mg ion is depleted compared with seawater. All Br concentrations of geothermal water are lower than those of seawater, showing a positive relationship with temperature. Generally geochemical characteristics of geothermal waters of the Busan area indicate that these waters have relatively increased Ca and Sr contents and depleted Mg, Na and K contents caused by seawater interaction with wall rock at depth during deep circulation of seawater. Base on the relationship between major ions and temperature, saline geothermal waters are diluted and are cooled by mixing of groundwaters during ascent. Isotope study and reaction path modeling of the overall geochemical system are required in order to better quantify the evolution and origin of geothermal waters in the Busan area.

부산지역의 지열수는 Na-Cl형으로서 한국의 타지역에서 산출되는 지열수에 비해 전기전도도(921~6,520 ${\mu}$S/cm)와 총용존고체함량(608~3,390 mg/L)이 비교적 높다. 부산지역 지열수는 Mg를 제외한 주요 이온들이 온도가 증가함에 따라 농도가 대체로 증가하는 약한 정의 상관관계를 나타낸다. 주요 양이온의 함량은 Na>Ca>K>Mg의 순으로 나타나며, 해수에 비해 Ca가 부화되어 있고, Mg가 결핍되어 있다. 이 지열수의 Br 함량은 모두 해수보다 낮으며, 온도가 증가함에 따라 증가하는 정의 상관관계를 보인다. 이를 종합하면, 부산지역 지열수는 심부로 순환하는 해수가 주변 모암과의 상호반응에 의해 해수에 비해 상대적으로 증가된 Ca와 Sr의 함량과 상대적으로 결핍된 Mg, Na와 K의 함량을 갖는 지열수를 형성한 것으로 여겨진다. 또한 주요 이온들과 온도와의 상관관계로 볼 때, 높은 염도의 지열수가 상승하는 동안 저온의 주변 지하수와 혼합되어 냉각과 함께 희석작용이 있었던 것으로 보인다. 이 지열수의 기원과 진화를 정확히 규명하기 위해서는 안정동위원소 연구와 함께 전체 지구화학계에 대한 물-암석 반응 모델링이 수행되어야 할 것이다.

Keywords

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