보성강 표층퇴적물의 퇴적환경과 지화학적 특성
Sedimentary Environment and Geochemical Characteristics of Surface Sediments in Boseong River
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초록
이 연구는 보성강 유역의 표층퇴적층에 대한 퇴적물의 입도분포 특성, 지화학적 분석을 통해 연구지역의 퇴적환경을 분석하고, 표층퇴적물 내 원소들의 거동과 지화학적 특성과 표층퇴적물의 환경 영향을 평가하는 것을 목적으로 하였다. 보성강 표층퇴적물 평균입도는 –1.06 ~ 2.26∅(평균 0.44∅)로 그래뉼에서 세립사에 해당한다. 분급도는 0.62 ~ 1.45∅(평균 0.90∅) 범위로 moderately well sorted에서 poorly sorted의 분포를 보인다. 왜도는 –0.17 ~ 0.20 (평균 0.00)로 coarse-skewed에서 fine-skewed로 양성왜도와 음성왜도가 불규칙적으로 변하며, 첨도는 0.93 ~ 1.30(평균 1.08)정도로 mesokurtic에서 leptokurtic에 해당한다. 표층퇴적물의 퇴적상은 조립질 퇴적물이 우세하여 사질역(sG), 역질사(gS), 극소량 역질사((g)S), 사(S)의 4개로 분류된다. 퇴적물 내 주성분 원소와 미량원소 및 중금속들의 평균 함량은 지각평균함량에 비해 낮은 함량을 보인다. 원소들의 상관성은 Al이 Fe, Mg, Ti, P, Mn, Co, Cr, Ni, Sc, V, Cu, Zn, Pb 등과, Ca는 Sr과 높은 상관관계를 나타내며, K는 Mn, Pb와 높은 상관관계를 보인다. Zr은 상기한 모든 원소들과 상관관계가 낮거나 음(-)의 상관관계를 보인다. 원소들의 거동에 영향을 주는 조절요인은 총 2개 요인이 총분산에 대하여 76.04%의 설명력을 갖는다. 요인 1은 Al, Fe, Mg, Ti, P, Mn, Co, Cr, Li, Ni, Sc, V, Cu, Zn, Pb 및 평균입도 등에서 높은 적재량을 보여 쇄설성 퇴적물과 연관된 것으로 판단된다. 요인 2는 Ca, Ba, Sr 등에서 비교적 높은 적재량을 보인다. Ca, Sr, Ba는 이온반경이 비슷하고 사장석에 풍부한 원소로 주변 암석으로부터 공급된 결과로 판단된다. 퇴적물 내 원소들의 부화지수와 농축지수를 구한 결과, Fe, K, Ba, Li, Zr, Pb가 평균 부화지수 1 이상으로 부화되며, Cr, Ni, Cu는 평균 농축지수가 1 이상을 보인다. Fe, K, Ba, Li, Zr, Pb는 주변 지역의 지질 중 산성암류에 기인한 영향으로 부화지수가 높게 나타난 것으로 보이며, Cr, Ni, Cu는 평균 농축지수가 1 이상이나 상대적 농축은 진행되지 않은 것으로 판단된다. 위와 같은 결과는 연구지역이 유로, 유량 및 유속의 변화가 큰 하천환경으로 역을 포함한 사질 퇴적환경이 우세한 퇴적환경을 형성하게 된 것으로 보이며, 퇴적물 내 원소들의 거동은 하천 유역 지질에 기인한 영향이 가장 큰 것으로 판단된다. 또한 섬진강 본류의 지화학적 거동 특성과 매우 유사한 양상을 보여 섬진강 중하류의 퇴적환경 및 지화학적 특성에도 영향을 주는 것으로 판단된다.
Abstract
Mean grain sizes of -1.06 ~ 2.26∅ in the surface sediments of Boseong River are assigned to granule to fine sand in size. The sediments are moderately sorted to poorly sorted, showing ranges of 0.62 ~ 1.45∅ (0.90∅ in mean). They are coarse to fine skewed and meso- to leptokurtic with ranges of 0.62 ~ 1.45∅ (0.90∅ in mean) and 0.93 ~ 1.30 (1.08 in mean), respectively. However, the skewness values of the sediments are irregularly changed. The sediments are classified into the four facies of sandy gravel (sG), gravelly sand (gS), slightly gravelly mud ((g)S) and sand(S), dominated in coarse sediments. Mean contents of major, minor and heavy metallic elements in the sediments are low relative to that in the earth crust. Of above elements in the sediments, Al is highly correlated with Fe, Mg, Ti, P, Mn, Co, Cr, Ni, Sc, V, Cu, Zn, Pb, and Ca correlated with Sr. In addition, K is highly correlated with Mn and Pb. Exceptionally, Zr is lowly or negatively correlated with above all elements. The elements are mainly controlled by two factors having the explanation of 76.04% to total variance. Factor 1 is highly loaded in Al, Fe, Mg, Ti, P, Mn, Co, Cr, Li, Ni, Sc, V, Cu, Zn, Pb and mean grain size. Therefore, it is closely interrelated with clastic sediments. Meanwhile, factor 2 is highly loaded in Ca, Ba, and Sr. It could be explained by rocks distributed around the study area on the bases of the similar ionic radii of Ca, Sr, Ba and their richness in plagioclases. Elements of the sediments show following results; Fe, K, Ba, Li, Zr, Pb are enriched above 1 in EF, and Cr, Ni, Cu are above 1 in geoaccumulation index(Igeo), respectively. High enrichments of Fe, K, Ba, Li, Zr, Pb might be related with acidic rocks around the study area. Although Igeo values of Cr, Ni, Cu are above 1 in the area, it is considered that they are relatively no longer concentrated.
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