한국지구과학회지 (Journal of the Korean earth science society)

  • 제45권5호
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  • Pages.449-455
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  • 2024
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  • 1225-6692(pISSN)
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  • 2287-4518(eISSN)
한국지구과학회 (The Korean Earth Science Society)
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낙동강 하구 인근 해저 표층 퇴적물의 지화학 조성: 화학적 풍화와 기원지

Geochemistry of Surface Sediments near the Nakdong River Estuary: Chemical Weathering and Source Rock Composition

  • 주영지 (부경대학교 환경지질과학전공)
  • Young Ji Joo (Major of Environmental Earth Sciences, Pukyong National University)
  • 투고 : 2024.08.23
  • 심사 : 2024.09.30
  • 발행 : 2024.10.31
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초록

강으로부터 해양으로 유입되는 퇴적물은 유역분지의 지질, 지리, 지형, 기후 등의 영향을 반영하며, 육상 유역분지에서 퇴적물 생성 과정에서 수반되는 화학적 풍화는 대기 중 이산화탄소 농도를 조절하는 데에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 한반도 남해안 낙동강 하구 인근 해저 표층 퇴적물의 지화학 조성을 이용하여 화학적 풍화의 강도와 퇴적물의 기원지에 분포하는 암석의 조성을 추정하였다. 연구 시료의 화학적 풍화 강도는 중간에 낮은 정도(평균 Chemical Index of Alteration=68)이며 A-CN-K 도표에서 추정한 풍화의 추세는 퇴적물의 기원지 성분이 평균적인 상부 대륙지각과 매우 유사한 것으로 보인다. 이는 낙동강 유역분지에 분포하는 중생대 화강암류와 경상누층군 퇴적암이 혼합된 성분을 반영하는 것으로 판단되기 때문에 연구 대상인 퇴적물이 낙동강 하구로부터 유입되는 퇴적물의 성분을 대표하는 것으로 해석한다. 표층 퇴적물의 희토류원소는 분화된 경희토류-중희토류의 비와 음의 Eu 이상을 나타내어 상부 대륙지각과 매우 유사하다. 본 연구의 결과를 전 세계 강 하구 퇴적물 자료 및 국내의 큰 강 자료와 비교하였으며, 이를 통하여 지질 및 지형의 잠재적인 영향을 고려할 수 있다.

Characteristics of riverine sediments entering the marine realm reflect the geology, geography, topography, and climate of the drainage basin. Chemical weathering in hinterland is known to play a significant role in regulating atmospheric CO2 levels. This study examines the intensity of chemical weathering and the composition of source rocks of surface sediments near the Nakdong River estuary on the southern coast of the Korean Peninsula. The degree of chemical weathering of the study samples is relatively low to moderate (average Chemical Index of Alteration=68), and the weathering trend inferred in the A-CN-K diagram suggests that the source rock composition is close to the average upper continental crust. It indicate that the source rock composition represents a mixture of the Mesozoic granitoids and the Gyeongsang Supergroup distributed in the Nakdong River drainage basin. The surface sediments exhibit fractionated chondrite-normalized rare eath element patterns and negative Eu anomalies, again similar to the upper continental crust. Comparison of our result with data from global estuarine sediment and large rivers in Korea allow us to parse the potential impacts of geology and topography on chemical weathering in watersheds.

키워드

과제정보

이 논문은 부경대학교 자율창의학술연구비(2022년)에 의하여 연구되었다. 또한 시료 채취 및 준비 과정에서 부경대학교 퇴적지질학 실험실의 전/현 구성원들(김경태, 이현정, 양희선)의 노고에 감사드린다.

참고문헌

  1. Berner, R.A., Lasaga, A.C., Garrels, R.M., 1983. Carbonate-silicate geochemical cycle and its effect on atmospheric carbon dioxide over the past 100 million years. American Journal of Science 283, 641-683.
  2. Chittleborough, D., 1991. Indices of weathering for soils and palaeosols formed on silicate rocks. Australian Journal of Earth Sciences 38, 115-120.
  3. Cho, Y. G., 1994. Distribution and origin of metallic elements in marine sediments around Korean Peninsula. Ph. D. thesis, Korea, Seoul National University, 262 p.
  4. Choi, M. S., and Cho, Y. G., 2001, Element geochemistry of suspended sediments in the Korean Rivers: the Han, the Keum, the Mangyeong, the Yeongsan, the Seomjin and the Nakdong River: Seoul, Inha University, Proceedings of The 5th International Symposium of Marine Science of the Yellow Sea (ISMY-V), p. 338-341.
  5. de Jayawardena, U.d.S., Izawa, E., 1994. A new chemical index of weathering for metamorphic silicate rocks in tropical regions: A study from Sri Lanka. Engineering Geology 36, 303-310.
  6. Fedo, C.M., Wayne Nesbitt, H., Young, G.M., 1995. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance. Geology 23, 921-924.
  7. Harnois, L., 1988. The CIW index: a new chemical index of weathering. Sedimentary Geology 55, 319-322.
  8. Joo, Y.J., Elwood Madden, M.E., Soreghan, G.S., 2018. Anomalously low chemical weathering in fluvial sediment of a tropical watershed (Puerto Rico). Geology 46, 691-694.
  9. Kim, K.H., 1992. Geochemical Study of Some Mesozoic Granitic Rocks in South Korea. Journal of the Korean Institute of Mining Geology 25, 435-446, Korean, with English Abstract.
  10. Kim, K.H., Kim, W.S., 1994. A Study on the Relationship between Stream Patterns and Geologic Structure in South Korea. Journal of the Korean Institute of Mining Geology 27, 593-599, Korean, with English Abstract.
  11. Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, 1995. Geology Map of Korea (1:1,000,000).
  12. Kump, L.R., Brantley, S.L., Arthur, M.A., 2000. Chemical weathering, atmospheric CO2, and climate. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 28, 611-667.
  13. Lee, J.I., Lee, Y.I., 2003. Geochemistry and provenance of Lower Cretaceous Sindong and Hayang mudrocks, Gyeongsang Basin, southeastern Korea. Geosciences Journal 7, 107-122.
  14. Li, C., Yang, S., 2010. Is chemical index of alteration (CIA) a reliable proxy for chemical weathering in global drainage basins? American Journal of Science 310, 111-127.
  15. Nesbitt, H., Young, G.M., 1982. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature 299, 715-717.
  16. Parker, A., 1970. An index of weathering for silicate rocks. Geological Magazine 107, 501-504.
  17. Price, J.R., Velbel, M.A., 2003. Chemical weathering indices applied to weathering profiles developed on heterogeneous felsic metamorphic parent rocks. Chemical Geology 202, 397-416.
  18. Raymo, M.E., Ruddiman, W.F., 1992. Tectonic forcing of late Cenozoic climate. Nature 359, 117-122.
  19. Ruxton, B.P., 1968. Measures of the degree of chemical weathering of rocks. The Journal of Geology 76, 518-527.
  20. Suchet, P.A., Probst, J.-L., 1993. Modelling of atmospheric CO2 consumption by chemical weathering of rocks: application to the Garonne, Congo and Amazon basins. Chemical Geology 107, 205-210.
  21. Taylor, S.R., McLennan, S.M., 1985. The continental crust: its composition and evolution. Blackwell Scientific Publications, Oxford, 312 p.
  22. Vogt, T., 1927. Sulitjelmafeltets geologi og petrografi. Norges Geologiske Undersokelse, 121, 1-560, Norwegian, with English Abstract.