인도양 중앙해령 Daum 열수분출대의 광물광물ᆞ지구화학적 특성 연구

인도양 중앙해령 남위 12.9도에 위치한 Daum 열수분출대(Daum vent field, DVF)는 2021년 실해역 탐사를 통해 새롭게 발견되었으며, 무인 잠수정 운용을 통해 열수분출공 산상 조사 및 유형별 광체시료(침니, 마운드)에 대한 체계적인 샘플링을 실시하였다. 산상 조사 결과, DVF는 열수활동의 증거인 유체의 분출 및 열수생물군이 확인되지 않는 비활동성 열수분출대이다. 본연의 성장 구조를 보존한 침니의 분포는 확인되지 않으며, 두꺼운 철ᆞ망간 수산화물로 덮인 붕괴된 잔존물만 간헐적으로 확인된다. 마운드의 경우, 직경 약 10m 이하 규모로 분포하며 북서-남동방향으로 서로 연장되어 대규모 광화대를 이룬다. 획득된 침니(Fe–Zn-rich type, Fe-richtype)와 마운드(Cu-rich type, Fe-rich type)의 유형은 광물조합 및 전암조성에 따라 구분된다. 주로 황철석, 황동석 및 섬아연석으로 구성되며, 특히 광체 시료 외각부에서 흔하게 산출되는 자로사이트와 2차 구리광물은 DVF가 열수활동 종료 이후 오랜 기간의 경과로 해수 변질의 영향을 강하게 받았음을 시사한다. 유형별 중앙해령 시스템과의 비교연구 결과, DVF 광체에서 확인되는 상대적으로 낮은 (Cu+Zn)/Fe의 전암구성비(0.001–0.71)와 결핍된 미량원소의 함량(0.5–6.6ppm Au 및 bdl–2 ppm Sn)은 DVF가 현무암 기반의 중앙해령 해저열수광상임을 나타낸다. 침니에서 확인되는 교질상/수지상 황철석의 우세한 산출과 온도 의존성 금속 원소의 거동 특성(Co,Se의 결핍 및 Mn, Tl의 부화)은 마운드의 형성이 침니보다 상대적으로 고온 및 환원성 유체에 의해 규제되었음을 시사한다. 황 동위원소 분석결과, δ34S값의 범위는 +9.3‰에서 +10.5‰로 나타나며 해수기원 황(+21‰)과 화성기원 황(+0.3‰)의 복합적인 기여를 반영한다. 이는 DVF 형성의 주된 금속 공급원이 물-암석 상호작용이며 마그마의 영향을 거의 받지 않았음을 지시한다.2

Characterization of deep seabed mine tailings and development of environmentally-friendly reduction/processing technologies

최종 목표 ○ 해저광상 개발규칙 제정에 필요한 판단요소 도출을 위한 해저광물자원 선광잔류물 내 오염물질 특성 규명, 생물/환경 위해성평가 및 처리/저감 후보기술 도출 - 해저광물자원 개발 시 선상처리 중 발생하는 선광잔류물의 오염인자 규명 - 주변 생물과 수층환경에 미치는 선광잔류물 위해성평가 - 환경영향을 최소화하기 위한 선광 및 처리/저감 후보기술 도출 - 선광잔류물 관리규정 제정 대응 연구 내용 ○ 선광잔류물 환경영향평가 기반 연구 - 심해퇴적물, 심층수, 광물시료 확보를 통한 연구 기반 조성 - 잔류물 방류지역(표층 및 예상방류수심) 환경자료 획득 - 생물위해성 연구를 위한 관심해역 생물 특성 연구 ○ 선광잔류물 처리/저감 요소기술 개발 - 오염인자 파악 및 환경영향 분석 - 친환경적 선광 및 정화처리 후보기술 도출 - 선광잔류물 확산 예측 - 환경/생물 위해성 평가 ○ 국내·외 환경변화 대응전략 연구 - 국제기구 동향파악 및 대응 - 국내·외 협력 네트워크 구축 연구개발성과 ○ Target 성과물 : IMO 규정에 따른 오염물질 저감/정화처리 후보기술 도출 - 선광잔류물 오염인자 인벤토리 - 선광잔류물 입자 및 오염인자 확산도 - 오염인자별 환경/생물 독성평가기술 - 친환경 선광공정 및 오염물질 저감/정화처리 후보기술 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 해저광상 개발규칙 및 잔류물 관리규정 제정에 필요한 판단요소 도출 ○ 국가 R&D로 수행계획인 2단계 '선상처리/저감기술 개발사업'에 활용 ○ 개발기술 표준화를 통한 타 육상/해양기원 오염물질 진단, 해양환경/생물위해성 평가, 저감/처리기술 개발에 활용한국해양과학기술