국내 석회동굴(고씨동굴, 백룡동굴, 성류동굴)에 분포하는 박쥐 구아노의 광물학적 특성

Abstract

동굴 속에서 박쥐 배설물에 의하여 형성된 구아노에는 쇄설성 광물과 더불어 배설물 내의 성분과 주변 암석과의 반응 등을 통하여 생성된 다양한 황산염 및 인산염 광물들이 존재한다. 따라서 이러한 광물들의 연구는 광물형성에 영향을 미치는 동굴 내 지구화학적 환경에 대한 기본적인 정보를 제공한다. 본 연구는 국내의 대표적인 세 석회동굴에서 구아노의 시료를 채취하여 이들에 대한 광물학적 특성과 화학 성분 비교를 통하여 동굴 내 구아노를 구성하는 기본적인 광물 성분을 밝히고 이들의 특성에 영향을 미치는 인자를 도출하고자 실시되었다. 연구 결과 고씨동굴의 경우 채취된 시료에서 운모, 석영, 장석과 같은 쇄설성 광물과 더불어 많은 양의 석고가 함께 산출되었다. 석고의 양은 하부로 갈수록 증가하며 이것은 백룡동굴과 석류동굴과는 다른 특징이다. 백룡동굴의 시료는 쇄설성 광물로 카올리나이트를 추가적으로 포함하며 상대적으로 매우 적은 양의 석고를 포함한다. 성류동굴 시료의 경우 쇄설성 광물의 성분은 고씨동굴과 같으나 석고 대신 바사나이트가 미량으로 관찰된다. 이러한 광물의 분포는 구아노 시료의 화학분석 결과와 일치한다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때 고씨동굴에서는 많은 양의 박쥐 배설물로부터 상대적으로 습도가 높거나 홍수가 자주 일어나는 환경에서 이차광물이 형성되었음을 의미한다. 또한 성류동굴의 경우는 비교적 건조한 환경에서 생성되는 바사나이트의 존재로 미루어 볼 때 다른 동굴에 비하여 상대적으로 건조한 환경에서 생성되었음을 지시한다. The guano formed from the bat excrement in a cave contains various sulfate and phosphate minerals formed from the reaction of bat excrement with surrounding rocks and clastic minerals. Therefore, the mineral compositions in the guano provide basic informations on the geochemical environments affecting mineral formation in a cave. This study was conducted to study the mineral compositions of guano and the factors affecting those compositions by comparing mineralogical and chemical compositions in three different limestone caves in Korea. The guano samples in Gossi Cave contain detrital minerals such as illite, quartz and feldspar and relatively large amount of gypsum. The contents of gypsum increase with increasing depth, which is different from the samples collected in other caves. The samples collected from Baekryong Cave have the similar mineral compositions to those in Gossi Cave, but they also contain additional kaolinite and very small amount of gypsum. The samples in Sungryu Cave have similar mineralogical compositions to those in Gossi Cave, but contian bassanite instead of gypsum. The mineralogical compositions are well correlated with the chemical compositions of guano. The mineral compositions indicate that, in Gossi Cave, the minerals were formed by the reaction of large amount of bat excrement with surrounding rocks in high humidity condition or in the condition of frequent floods. In the case of Sungryu Cave, bassanite which can be formed in a dry condition indicates that minerals were formed in a relatively low humidity condition.