Geochemical modeling study on the potential role of basalt as a caprock

최병영; 정종옥; 박진영

doi:10.14770/jgsk.2022.58.3.269

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최병영 (한국지질자원연구원) 정종옥 (경상국립대학교) 박진영 (한국지질자원연구원)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제58권 제3호

발행연도: 2022.9

수록면: 269 - 281 (13page)

DOI: 10.14770/jgsk.2022.58.3.269

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CO₂ 지중 저장소에서 현무암의 덮개암 역할 가능성을 평가하기 위해 지구화학 모델링을 수행하였다. 이를 위해 다양한 CO₂ 분압(10, 50, 100 bar) 조건에서 CO₂-현무암-물 상호반응을 모사하였다. 그 결과 pH는 반응 시간에 따라 4단계로 변화하였으며, 이러한 변화는 새로운 2차 광물의 생성에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 첫 번째 단계(pH < 8.8)에서는 Ca-Mg-Fe 탄산염 광물들(돌로마이트(dolomite), 능철석(siderite), 철백운석(ankerite))과 점토 광물들(바이델라이트(beidellite)-Mg, 사포나이트(saponite)-Mg-Mg, 사포나이트-Mg-Na, 바이델라이트-Na)이 새로 생성되었다. 2단계(pH = 8.8)에서는 방해석(calcite)와 점토광물들(녹니석(chlorite)-Mg, 녹니석-Fe)이 생성되어 함량이 꾸준히 증가하였고, 제올라이트(zeolite)가 침전되기 시작하였다. 3단계(8.8 < pH < 9.7)에서는 제올라이트가 급격히 증가한 반면 방해석와 점토광물들은 함량이 거의 일정하였다. 마지막 단계(pH = 9.7)에서 제올라이트와 점토 광물들은 함량이 지속적으로 증가하였으나 방해석은 일정하였다. 2차 광물들의 생성에 따라 현무암의 공극률은 10 bar CO₂에서는 약 5.4%, 50 bar CO₂에서는 약 7.9%, 100 bar CO₂에서는 약 10.1%가 감소하였다. 점토 광물의 생성이 모든 pH 범위에서 공극률 감소에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 이 결과는 현무암의 공극률이 CO₂-현무암-물 상호작용에 의해 감소함에 따라 현무암이 덮개암으로도 역할을 할 수 있음을 시사한다.

#현무암 #CO₂-현무암-물 반응 #2차 광물 #공극률 #덮개암 #basalt #CO₂-basalt-water interaction #secondary mineral #porosity #caprock

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