제주도 주변해역 표층퇴적물의 점토광물 절대함량 및 상대함량 비교연구 A Comparative Study on Absolute and Relative Clay Mineral Composition of the Surface Sediments around the Jeju Island원문보기
정량X선회절분석법을 이용하여 131개의 제주도 주변해역 표층퇴적물 시료 내에 존재하는 각 점토광물의 절대함량과 점토광물 사이의 상대함량을 구한 후 그 분포 양상을 비교하여 보았다. 절대 함량은 각각 일라이트(0.5~40.5%, 평균 15.3%), 녹니석(0~7.9%, 평균 2.6%), 카올리나이트(0~5.6%, 평균 1%) 이며 공통적으로 한국남해, 제주도의 북서쪽 해역, 제주도 남쪽 먼 해역에서 높다. 점토광물 함량의 합을 100으로 가정하고 구한 상대함량은 각각 일라이트 70.9% (16.7~89%), 녹니석 21.5% (8.4~68.5%), 차올리나이트 7.6% (0~29.3%)이다. 상대함량을 이용하여 분포 양상을 나타낸 결과, 일라이트는 연구해역 북서쪽과 남동쪽, 그리고 제주도의 남서쪽 해역에서 다른 점토광물에 비해 상대적으로 높은 비율로 분포한다. 녹니석은 연구해역 동쪽과 제주도 서쪽에 인접한 해역에서 상대적으로 높은 비율로 분포하며, 카올리나이트는 제주도 서쪽과 남쪽에 인접한 해역과 남쪽 먼 해역에서 상대적으로 높은 비율로 분포한다. 점토광물 절대함량 분포경향은 연구해역 내 점토에서 실트 입자의 세립질퇴적물 분포와 일치한다. 반면, 점토광물 상대함량 분포는 세립질퇴적물 분포와 관련성을 보이지 않는다.
정량X선회절분석법을 이용하여 131개의 제주도 주변해역 표층퇴적물 시료 내에 존재하는 각 점토광물의 절대함량과 점토광물 사이의 상대함량을 구한 후 그 분포 양상을 비교하여 보았다. 절대 함량은 각각 일라이트(0.5~40.5%, 평균 15.3%), 녹니석(0~7.9%, 평균 2.6%), 카올리나이트(0~5.6%, 평균 1%) 이며 공통적으로 한국남해, 제주도의 북서쪽 해역, 제주도 남쪽 먼 해역에서 높다. 점토광물 함량의 합을 100으로 가정하고 구한 상대함량은 각각 일라이트 70.9% (16.7~89%), 녹니석 21.5% (8.4~68.5%), 차올리나이트 7.6% (0~29.3%)이다. 상대함량을 이용하여 분포 양상을 나타낸 결과, 일라이트는 연구해역 북서쪽과 남동쪽, 그리고 제주도의 남서쪽 해역에서 다른 점토광물에 비해 상대적으로 높은 비율로 분포한다. 녹니석은 연구해역 동쪽과 제주도 서쪽에 인접한 해역에서 상대적으로 높은 비율로 분포하며, 카올리나이트는 제주도 서쪽과 남쪽에 인접한 해역과 남쪽 먼 해역에서 상대적으로 높은 비율로 분포한다. 점토광물 절대함량 분포경향은 연구해역 내 점토에서 실트 입자의 세립질퇴적물 분포와 일치한다. 반면, 점토광물 상대함량 분포는 세립질퇴적물 분포와 관련성을 보이지 않는다.
The absolute clay mineral compositions and regional distribution of the 131 bulk marine surface sediments around the Jeju Island was compared to their relative compositions and distribution using quantitative X-ray diffraction analysis. Average absolute clay mineral composition is illite 15.3% (0.5~...
The absolute clay mineral compositions and regional distribution of the 131 bulk marine surface sediments around the Jeju Island was compared to their relative compositions and distribution using quantitative X-ray diffraction analysis. Average absolute clay mineral composition is illite 15.3% (0.5~40.5%), chlorite 2.6% (0~7.9%), and kaolinite 1% (0~5.6%). Total contents of the clay minerals are very high in the South Sea of Korea, northwestern part and southern offshore of Jeju Island. The average relative composition is illite 70.9% (16.7~89%), chlorite 21.5% (8.4~68.5%), and kaolinite 7.6% (0~29.3%). Relative illite contents are high in the northwestern and southeastern part of study area, and southern part of Jeju Island. Chlorite contents are high in the eastern part of study area and western part of Jeju Island. Kaolinite contents are high in the western and southern part of Jeju Island, and southern offshore of Jeju Isand. Absolute Distribution patterns are very similar to those of fine-grained (from clay to silt) sediment, whereas relative distribution patterns do not show any relationship with those of fine-grained sediment.
The absolute clay mineral compositions and regional distribution of the 131 bulk marine surface sediments around the Jeju Island was compared to their relative compositions and distribution using quantitative X-ray diffraction analysis. Average absolute clay mineral composition is illite 15.3% (0.5~40.5%), chlorite 2.6% (0~7.9%), and kaolinite 1% (0~5.6%). Total contents of the clay minerals are very high in the South Sea of Korea, northwestern part and southern offshore of Jeju Island. The average relative composition is illite 70.9% (16.7~89%), chlorite 21.5% (8.4~68.5%), and kaolinite 7.6% (0~29.3%). Relative illite contents are high in the northwestern and southeastern part of study area, and southern part of Jeju Island. Chlorite contents are high in the eastern part of study area and western part of Jeju Island. Kaolinite contents are high in the western and southern part of Jeju Island, and southern offshore of Jeju Isand. Absolute Distribution patterns are very similar to those of fine-grained (from clay to silt) sediment, whereas relative distribution patterns do not show any relationship with those of fine-grained sediment.
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제안 방법
이번 연구에서는 문동혁 등(2009a)의 연구에서 사용된 시료의 분석 원자료를 이용하여 황해 남동부, 한국남해 및 제주도 남단 표층퇴적물 내 점토광물의상 대함량을 구한 후 절대함량과 비교하여 점토광물의 분포양상을 비교 검토하였다.
제주도 주변해역 표층 퇴적물 시료 131개에 대하여 정량 X선회절분석법에 의하여 광물조성을 구하고, 이를 바탕으로 점토광물의 절대함량과 상대함량을 구한 후 각각의 분포양상을 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다.
대상 데이터
시료는 황해 남동부, 한국 남해 및 동중국해 북동부를 포함하는 제주도 주변해역에서 한국해양연구원 이어도호를 이용해 2007년에 채취한 표층 퇴적물 시료 98정점과 2(X)0년 동일해역에서 채취한 33정점의 표층퇴적물시료 등 총 131개의 시료를 이용하였으며(문동혁 등, 2009a 중 그림 2), 모든 시료는 그랩 샘플러(grab sampler)를 이용하여 채취한 표층 5 cm 이내의 퇴적물이다. 이 시료들의 분석 방법은 문동혁 등(2009a)에 상세히 소개되어 있다.
성능/효과
1) 제주도 주변해역 표층 퇴적물 시료 중 점토광물은 일라이트(0.5~40.5%, 평균 15.3%), 녹니석(0 ~7.9%, 평균 2.6%), 카올리나이트(0~5.6%, 평균 1%) 등으로 구성되어 있으며, 이들의 상대적인 비율은 일라이트 70.9% (16.7~89%), 녹니석 21.5% ( 8.4~68.5%), 카올리나이트 7.6% (0~29.3%)이다.
2) 연구해역 내 일라이트, 녹니석, 카올리나이트 등의 점토광물 분포는 공통적으로 세립질 퇴적물의 분포와 일치하며 한국남해, 제주도의 북서쪽 해역, 제주도 남쪽 먼 해역에서 많은 분포를 보인다.
3) 일라이트는 연구해역 북서쪽과 남동쪽, 그리고 제주도의 남서쪽 해역에서 다른 점토광물에 비해 상대적으로 높은 비율로 분포한다. 녹니석은 연구해역 동쪽과 제주도 서쪽에 인접한 해역에서 상대적으로 높은 비율로 분포하며, 카올리나이트는 제주도 서쪽과 남쪽에 인접한 해역과 남쪽 먼 해역에서 상대적으로 높은 비율로 분포한다.
이상의 결과를 통해 각 점토광물의 상대함량분포 (그림 2)는 점토광물의 절대함량분포와 일치하지 않음을 알 수 있다(그림 1). 이러한 경향은 연구지역내 점토 크기의 입자와 비교하면 쉽게 알 수 있다.
점토광물 중 일라이트의 상대적인 함량은 최소 16.7%에서 최대 89%로 평균 70.9%의 비율을 보였고, 녹니석은 최소 8.4%에서 68.5%, 평균 21.5%의 비율을 보이며, 카올리나이트는 최소 0%에서 29.3%, 평균 7.6%의 비율을 보였다.
후속연구
그 이유는 연구해역에 분포하는 전체광물 중의 스멕타이트는 매우 소량이거나 없는 것으로 판단되기 때문이다 (문동혁 등, 2009). 그러므로 추후 점토부분만 따로 분리한 시료의 광물정량 분석 등을 통하여, 스멕타이트의 존재 여부와 그 함량에 대한 정확한 검증이 요구된다. 하지만 점토광물 중 일라이트의 함량이 녹니석과 카올리나이트에 비하여 매우 풍부한 것은 선행 연구들과 본 연구의 결과가 일치함을 알 수 있다.
이번 연구에서는 제주도 주변해역 표층 퇴적물 전시료(bulk sample)에 대한 광물조성을 연구하였고, 이들 중 점토광물의 상대조성은 단순히 일라이트, 녹니석, 카올리나이트 등 세 가지 점토광물의 함량을 100%로 환산하여 얻은 결과이므로 이러한 결과를 직접적으로 선행연구들과 비교하는 것은 무리가 있다. 하지만 선행연구들이 점토광물의 상대적인 양과 분포를 이용하여 수행되었다는 점에서 간접적으로 연구 방법에 대한 비교는 가능하리라 생각된다.
추후 점토 부분만을 따로 분리하여 이에 대해 본연구에서 실시한 정량 X선 회절분석법을 이용하여 광물조성에 관한 연구를 수행하면, 실제 점토부분의광물조성과 분포에 관한 보다 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
있다. 하지만 선행연구들이 점토광물의 상대적인 양과 분포를 이용하여 수행되었다는 점에서 간접적으로 연구 방법에 대한 비교는 가능하리라 생각된다.
황해의 점토광물 조성을 연구한 대부분의 선행연구(Park et al., 1986; Park and Khim, 1992; Khim and Park, 1992; 최진용과 김석윤, 1998)들과 마찬가지로, 제주도 주변해역 퇴적물 내 점토광물조성을 연구한 기존의 연구(윤정수와 강순석, 1991; Youn et al., 2004)들 역시 모두 Biscaye의 방법에 의하여 점토광물들의 상대적인 함량만을 연구하였기 때문에그 결과를 본 연구의 결과와 비교하는 것이 쉽지않지만 점토광물의 함량을 백분율 하여 각 점토광물들의 상대적인 함량을 구하면 선행연구들과 간접적인 비교가 가능할 것으로 판단된다(표 1).
참고문헌 (18)
문동혁, 이희일, 신동혁, 신경훈, 김순오, 조현구 (2007) 황해 표층 퇴적물의 X선 광물정량분석; 2001년 황해 2차 탐사 시료. 한국광물학회지, 20, 203-212.
최진용, 김석윤 (1998) 한반도 주변해역 점토광물의 함량과 분포. Jour. Korean Earth Science Society, 19, 524-532.
Aoki, S. (1976) Clay mineral distribution in sediments of the gulf of thailand and the south china sea. Journal of the Oceanographical Society of Japan, 32, 169-174.
Biscaye, P.E. (1965) Mineralogy and sedimentation of clay minerals in recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans. Geol. Soc. Amer. Bull., 76, 803-832.
Griffin, J.J., Windom H., and Goldberg, E.D. (1968) The distribution of clay minerals in the world dceans. Deep-Sea Res., 15, 433-469.
Hume, T.M. and Nelson, C.S. (1986) Distribution and origin of clay minerals and surficial shelf sediments, Western North Island, New Zealand. Mar. Geol., 69, 289-308.
Park, Y.A., Kim, S.C., and Choi, J.Y. (1986) The distribution and transportation of fine-grained sediments on the inner continental shelf off the Kuem River estuary, Korea. Continental Shelf Research, 5, 499-519.
Petschick, R., Kuhn, G., and Gingele, F. (1996) Clay mineral distribution in surface sediments of the South Atlantic: sources, transport, and relation to oceanography, Marine Geology 130, 203-229.
Yin, J., Okada, H., and Labeyrie, L. (1987) Clay mineralogy of slope sediments around the japanese islands. Geosci. Rep. Shizuoka Univ., 13, 41-65.
Youn, J.S., Park, Y.A., Khim, B.K., and Nam, J.M., (2004) Clay Minerals of the Bottom Sediments on the Northwestern Continental Shelf in the East China Sea. Jour. Korean Earth Science Society, 25, 1-9.
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