제주도 용암동굴에서 발견되는 규질 동굴산호에 대한 연구: 고환경 변화에 대한 의미

초록

남제주군 남원읍의 진개못굴, 성산읍의 수산굴, 서귀포시의 모시모루굴, 북제주군 애월읍의 빌레못굴, 한림읍 소천굴 내에는 용암동굴이 형성된 후에 지하수의 유입에 의해 형성된 동굴산호(cave coral)가 발견된다. 이러한 동굴산호는 소위 규산화(硅酸華; siliceous sinter)로 불려져 왔지만 이를 이루고 있는 구성광물과 형성과정은 거의 알려져 있지 않다. 동굴산호에 대한 광물성분을 분석한 결과, 소천굴의 동굴산호는 탄산염광물인 방해석으로 이루어져 있으며, 진개못굴의 동굴산호는 규질성분인 단백석(opal-A), 탄산염광물인 방해석과 아라고나이트로 이루어져 있다. 또한 모시모루굴도 단백석과 방해석으로 이루어져 있으나 수산굴과 빌레못굴은 대부분 단백석으로만 이루어져 있다. 동굴산호의 형태는 석회동굴에서 발견되는 동굴산호와 매우 비슷하며 일부는 석화의 형태를 보이는 것도 있다. 소천굴의 동굴산호는 칼날상 혹은 주상의 방해석 결정이 기저 혹은 용암종유석의 표면을 따라 얇게 성장한다. 진개못굴의 동굴산호는 방해석과 아라고나이트가 기저로부터 주기적으로 반복되어 나타난다. 방해석은 같은 두께의 침상 조직을 보이며, 아라고나이트는 구과상-침상 조직을 나타낸다. 방해석과 아라고나이트는 각 결정의 성장이 끝나면서 성장선을 따라 대상으로 단백석에 의해 치환되어 있으며 단백석 내부에는 방해석과 아라고나이트의 잔류구조가 관찰된다. 특히 방해석과 아라고나이트가 부분적으로 용해된 형태를 보이며 단백석으로 치환된 것은 단백석의 치환과정이 동굴수의 산도(pH) 변화와 관계가 있음을 의미한다. 용암동굴에서 발견되는 동굴산호의 구성광물의 변화와 속성작용은 용암동굴로 유입된 지하수의 화학적 성분 변화와 밀접한 관련이 있으며, 이러한 지하수의 성분 변화는 동굴주변의 고환경(탄산염퇴적물, 강수 등)에 의해 조절된 것으로 판단된다.

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