[논문]장군 연-아연-은 광상의 모암변질에 따른 원소분산

유봉철

doi:10.9719/eeg.2012.45.6.623

장군 연-아연-은 광상의 모암변질에 따른 원소분산
Element Dispersion by the Wallrock Alteration of Janggun Lead-Zinc-Silver Deposit 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.45 no.6, 2012년, pp.623 - 641

초록
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장군 연-아연-은 광상은 열수교대형 광상이다. 모암변질시 원소 분산을 알아보기 위해 모암, 열수변질대 및 연-아연-은 광맥에서 시료를 채취하였다. 이 광상은 능망간석화작용과 돌로마이트화작용으로 구성된 열수작용이 현저히 인지된다. 모암은 돌로마이트와 석회암이며 구성광물은 방해석, 돌로마이트, 석영, 금운모 및 흑운모 이다. 연-아연-은 광맥과 접촉한 부분에서 관찰되는 능망간석대는 주로 능망간석이 산출되며 소량 방해석, 돌로마이트, 쿠트나호라이트, 유비철석, 황철석, 황동석, 섬아연석, 방연석 및 황석석 등이 산출된다. 연-아연-은 광맥으로부터 멀어짐에 따라 관찰되는 돌로마이트대는 주로 돌로마이트가 산출되고 소량 방해석, 능망간석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석 및 황석석 등이 산출된다. 모암변질시 주원소, 미량 및 희토류원소들간의 상관계수는 $Fe_2O_3(T)$/MnO, Ga/MnO 및 Rb/MnO(돌로마이트 및 석회암)가 정의 상관관계를 갖고 MgO/MnO, CaO/MnO, $CO_2$/MnO 및 Sr/MnO(돌로마이트)와 CaO/MnO 및 Sr/MnO(석회암)가 부의 상관관계를 갖는다. 모암변질시 이득원소들은 $Fe_2O_3(T)$, MnO, As, Au, Cd, Cu, Ga, Pb, Rb, Sb, Sc, Sn 및 Zn 이고 손실원소들은 CaO, MgO, $CO_2$ 및 Sr 이다. 따라서 CaO, $CO_2$, $Fe_2O_3(T)$, MgO, MnO, Ga, Pb, Rb, Sb, Sn, Sr 및 Zn 등의 원소들은 모암이 돌로마이트내지 석회암인 열수교대형 광상의 탐사에 지시원소로서 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Janggun lead-zinc-silver deposit is hydrothermal-metasomatic deposit. We have sampled wallrock, hydrother-maly-altered rock and lead-zinc-silver ore vein to study the element dispersion during wallrock alteration. The hydrothermal alteration that is remarkably recognized at this deposit consists of rhodochrositization and dolomitization. Wallrock is dolomite and limestone that consisit of calcite, dolomite, quartz, phlogopite and biotite. Rhodochrosite zone occurs near lead-zinc-silver ore vein and include mainly rhodochrosite with amounts of calcite, dolomite, kutnahorite, arsenopyrite, pyrite, chalcopyrite, sphalerite, galena and stannite. Dolomite zone occurs far from lead-zinc-silver ore vein and is composed of mainly dolomite and minor calcite, rhodochrosite, pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena and stannite. The correlation coefficients among major, trace and rare earth elements during wallrock alteration show high positive correlations(dolomite and limestone = $Fe_2O_3(T)$/MnO, Ga/MnO and Rb/MnO), high negative correlations(dolomite = MgO/MnO, CaO/MnO, $CO_2$/MnO, Sr/MnO; limestone = CaO/MnO, Sr/MnO). Remarkable gain elements during wallrock alteration are $Fe_2O_3(T)$, MnO, As, Au, Cd, Cu, Ga, Pb, Rb, Sb, Sc, Sn and Zn. Remarkable loss elements are CaO, $CO_2$, MgO and Sr. Therefore, elements(CaO, $CO_2$, $Fe_2O_3(T)$, MgO, MnO, Ga, Pb, Rb, Sb, Sn, Sr and Zn) represent a potential tools for exploration in hydrothermal-metasomatic lead-zinc-silver deposits.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

장군 연-아연-은 광상일대 열수작용에 의한 모암변질시 가장 좋은 부동 원소를 선택하기 위해 몇몇 호정성(compatible)-불호정성(incompatible) 및 호정성-호정성 부동원소 쌍에 상관계수를 체크하였으며 석회암과 돌로마이트에 대한 TiO₂-Zr의 회귀분석 결과 가장 높은 상관계수를 보여 TiO₂를 부동원소로써 채택하였다. TiO₂를 이용한 모암 변질시 구성성분-부피의 상관관계를 기초로 변질과 비 변질 광물 및 암석에 대한 화학분석치 및 비중으로 물질의 이득 및 손실을 계산하는 방정식으로 사용하여 열수작용 후의 변질 암석의 원소 이득 및 손실을 계산 하면(Gresens, 1967; Grant, 1986) 표 5(돌로마이트) 및 6(석회암)과 같다. 이들 표에서 보는 것과 같이, 돌로마이트을 모암으로 갖는 변질암석시료에서 이득된 주 원소는 Fe₂O₃(T)(+1.
따라서 A광체에서 채취한 모암(석회암 및 돌로마이트) 및 모암변질 시료에 대해 모암변질시 각 변질대에 대한 산출광물의 종류, 공생관계, 화학조성 및 원소분산 등을 규명하기 위하여 육안 관찰, 현미경 관찰, PIMA(Portable Infrared Mineral Analyzer) 분석, X선 회절분석, EPMA 분석 및 캐나다 Actlabs에서 주 원소, 미량원소, 희토류원소, S^total및 CO₂분석 (ICP(Total Digestion or Fusion Inductively Coupled Plasma), INAA(Instrumental Neutron Activation Analysis), ICP-MS, XRF, Infrared technology 및 Coulometry)등을 실시하였다(Tables 1 and 2).
변질암석내 주원소, 미량원소 및 희토류원소들의 함량을 살펴보기 위해 JG7 시료(연-아연 맥), JG4 시료, JG3 시료, JG1 시료(능망간석대) 및 JG2 시료(돌로마이트대)에 대해 분석하였다(Tables 1 and 2; Fig. 2). 이들 표에서 보는 것과 같이, 연-아연-은 열수작용에 의한 모암변질에 의하여 시료에 따라 주원소 및 미량원소의 종류 및 함량 변화가 크다.
장군 연-아연-은 광상의 파이프상 A광체의 모암인석회암 및 돌로마이트에 대한 연-아연-은 광화작용에 의한 모암변질시 각각 모암변질 종류, 원소 분포 특성, 분산 원소의 종류, 분산유형 및 함량 등을 알아보기 위하여 장군 연-아연-은 광상의 파이프상 A광체에서 체계적으로 광맥, 모암변질대(능망간석대 및 돌로마이트대) 및 모암에 대해 시료를 채취하였다(Fig. 2). Lee et al.
일반적으로 열수용액과 모암사이의 열수변질시 부동(immobile)원소들은 Al₂O₃, TiO₂, Zr, Nb, Y 및 Yb 등이다(Maclean and Kranidiotis, 1987; Maclean and Barrett, 1993). 장군 연-아연-은 광상일대 열수작용에 의한 모암변질시 가장 좋은 부동 원소를 선택하기 위해 몇몇 호정성(compatible)-불호정성(incompatible) 및 호정성-호정성 부동원소 쌍에 상관계수를 체크하였으며 석회암과 돌로마이트에 대한 TiO₂-Zr의 회귀분석 결과 가장 높은 상관계수를 보여 TiO₂를 부동원소로써 채택하였다. TiO₂를 이용한 모암 변질시 구성성분-부피의 상관관계를 기초로 변질과 비 변질 광물 및 암석에 대한 화학분석치 및 비중으로 물질의 이득 및 손실을 계산하는 방정식으로 사용하여 열수작용 후의 변질 암석의 원소 이득 및 손실을 계산 하면(Gresens, 1967; Grant, 1986) 표 5(돌로마이트) 및 6(석회암)과 같다.

대상 데이터

모암변질에 따른 원소분산을 알아보기 위해 시료 채취는 장군 연-아연-은 광상의 파이프상 A광체에서 수행되었다. 이 파이프상 A광체는 중심부에서 주변부로 감에 따라 자류철석, 황철석, 유비철석, 섬아연석, 방연석, 황동석 → 섬아연석, 황동석, 방연석, 유비철석, 황철석, 자류철석 → 황석석, 함은사면동석-프라이버자이트(freibergite)계 광물, 차골석, 보울란저라이트, 방연석, 섬아연석, 황동석 → 변질대(열수성 망간 교대작용 및 열수성돌로마이트화작용: 능망간석, 마그네슘 쿠트나호라이트 및 망간방해석) → 모암(변성탄산염암)으로 변화된다.
모암변질대의 규모는 광체의 규모 또는 모암의 층리 방향성(석회암의 층리에 평행하게 발달되는 곳에선 10 m 이상 모암변질대 분포)에 따라 좌우되지만이 A광체의 남쪽에는 광맥 및 변질대가 좁은 범위내에 산출되는 곳이 관찰된다. 여기에서 광맥, 모암변질대 및 모암에 대해 시료를 채취하였다(Fig. 2). 육안상으로 채취한 시료는 황화광물로 구성되어 있는 광석대→ 능망간석대 → 돌로마이트대 → 돌로마이트질석회암을 관찰할 수 있으며 광석대에 평행하게 방연석과 섬아연석이 능망간석대 및 돌로마이트대에 산점상으로 산출된다(Fig.

성능/효과

1. 장군 연-아연-은 A광체에서 채취한 모암인 석회암과 돌로마이트는 방해석, 돌로마이트, 석영, 금운모 및 흑운모 등이 산출되며 돌로마이트의 화학조성은 CaO(30.40 wt.%)와 MgO(20.43 wt.%)가 대부분이며 소량 SiO₂(2.55 wt.%), Fe₂O₃(T)(0.49 wt.%), MnO(0.69 wt.%) 및 Al₂O₃(0.60 wt.%)로 구성되며 석회암의 화학조성은 주로 CaO(49.46 wt.%) 이고 소량 SiO₂(1.97 wt.%), MnO(1.06 wt.%), MgO(3.43 wt.%), Fe₂O₃ (T)(0.28 wt.%) 및 Al₂O₃(0.28 wt.%) 으로 구성된다. 2.
%) 으로 구성된다. 2. 모암변질대의 규모는 광체의 규모 또는 모암의 층리 방향성에 따라 좌우되며 능망간석화작용과 돌로마이트화 작용이 등이 관찰되며 능망간석대는 육안상 분홍색을 띠며 주로 능망간석이 산출되고 일부 방해석, 돌로마이트, 쿠트나호라이트 등이 산출되며 돌로마이트 대는 백색을 띠고 주로 돌로마이트가 산출되고 일부 방해석 및 능망간석 등이 산출된다.
3. 모암변질시 MnO 원소와의 상관계수를 살펴보면, MgO, CaO 및 CO₂ 원소들은 부의 상관관계 및 Fe₂O₃(T) 원소는 정의 상관관계(돌로마이트)와 CaO 원소는 부의 상관관계 및 Fe₂O₃(T) 원소는 정의 상관관계(석회암)를 갖는다. 또한 모암변질시 미량원소들에 대한 MnO 원소와의 상관계수를 살펴보면, 돌로마이트와 석회암에서 Ga와 Rb 원소들은 정의 상관관계 및 Sr 원소와는 부의 상관관계를 갖는다.
4. 연-아연-은 광화작용시, 연과 아연 원소들은 돌로 마이트와 석회암에서 주로 MgO, Bi, Cd, Cu 및 Sn 원소들과 밀접한 관계를 갖으나 모암변질대(능망간석대 및 돌로마이트대)에선 이들 원소들의 뚜렷한 분산이 관찰되지 않는다.
5. 연-아연-은 광화작용시 Fe₂O₃₍T), 총 S, S, Ag, Au, As, Cd, Cu, Pb, Sb, Sn, W 및 Zn 등의 원소 들은 열수용액에서 기원되었으나 모암으로의 분산도는 Fe₂O₃(T), Pb 및 Zn 원소들을 제외한 다른 미량원소 들은 분산도가 높지 않다. 따라서 장군 연-아연-은 광상일대 모암(석회암 및 돌로마이트)의 변질작용(능망간석화작용 및 돌로마이트화작용)시 이득 및 손실된 주 원소 및 미량원소의 종류 및 함량 그리고 이들 원소들 간의 상관계수 등을 종합하면 CaO, MnO, MgO, Fe₂O₃(T), CO₂, Pb, Zn, Sb, Sn, Sr, Ga 및 Rb 등을 지시원소로서 활용하면 탄산염암을 모암으로 하는 열수교대광상 탐사시 유용하게 이용될 수 있다.
(1990)에 의하면 연-아연-은 광화작용시 모암인 탄산염암은 열수성 망간교대작용 및 돌로마이트화 작용에 의한 변질대가 대상분포를 보이며 모암에서 연아연-은 광체로 감에 따라 4개의 변질대로 구분되며 모든 변질대에서 망간의 교대작용이 있었다고 보고하였다. 따라서 모암변질시 망간(MnO)의 부화에 따른 모 암인 돌로마이트와 석회암에 대한 주원소 및 미량원소 들간의 상관계수를 구한 결과, 모암이 돌로마이트에선 Fe₂O₃(T) 원소는 정의 상관관계를 갖으나 MgO, CaO 및 CO₂ 원소들은 부의 상관관계를 갖으며 모암이 석회암에선 Fe₂O₃(T) 원소는 정의 상관관계를 갖으나 CaO 원소는 부의 상관관계를 갖는다. 또 다른 주원소들간의 상관계수를 살펴보면, 모암이 돌로마이트에선 Fe₂O₃(T) 원소는 MgO, CaO 및 CO₂ 원소들과 부의 상관관계, MgO 원소는 CaO 및 CO₂ 원소들과 정의 상관관계, Al₂O₃ 원소는 K₂O 및 TiO₂ 원소들과 정의 상관관계, CaO 원소는 CO₂원소와 정의 상관관계, K₂O 원소는 TiO₂ 원소와 정의 상관관계 및 CO₂원소와 부의 상관관계를 갖는다.
이것은 모암변질시 모암에 따른 대부분의 불호정성 원소들의 이득/손실 거동이 다소 차이가 있으나 전반적으로 불호정성 원소들은 손실되었으며 특히 Sr 원소는 모암변질시 손실량이 크다(Tables 5 and 6). 변질암석시료에 따라 미량원소의 이득 및 손실은 다르지만 모암이 돌로마이트에선 총 S(-0.04~0.00g), S(-0.12~-0.06g), Au(-0.50~+0.33g), As(+0.50~+12.33g), Br(-0.74~-0.40g), Cd(-0.46~+1.60g), Co(-0.86~-0.25g), Cr(-0.85~+0.15g), Cu(-2.33~+24.00g), Ga(+2.67~+5.00g), Pb(+52.00~+795.00g), Sb(+0.45~+2.65g), Sc(-0.07~+0.10g), Sn(+2.20~+15.00g), Tl(-0.18~-0.01g), U(-0.54~-0.46g), W(+0.50~+1.00g), Y(-1.60~+0.67g) 및 Zn(+7.67~+570.00g)이고 모암이 석회암에선 총 S(-0.09~-0.07g), S(-0.16~-0.13g), Au(-0.75~-0.33g), As(-1.75~+4.17g), Br(-1.02~-0.85g), Cd(-0.38~+0.65g), Co (-2.08~-1.78g), Cr(-0.93~-0.43g), Cu(-6.17~+7.00g), Ga(+0.83~+2.00g), Pb(+19.50~+391.00g), Sb(+0.18~+1.28g), Sc(-0.29~-0.21g), Sn(+0.75~+7.00g), Tl(+0.02~+0.10g), U(-0.65~-0.61g), W(-1.25~-1.00g), Y(-1.80~-0.67g) 및 Zn(+7.83~+289.00g)로써 Au, As, Cd, Cr, Cu 및 Sc 원소들은 모암변질대내 일부에서 이득이 관찰되나 Ga, Pb, Sb, Sn 및 Zn 원소들은 현저히 이득되었다(Tables 5 and 6). 이 변질암석시료 내의 희토류원소의 이득 및 손실을 살펴보면, 모든 변질암석시료에서는 손실되었다(Tables 5 and 6).

후속연구

, 1998). 따라서 이 연구에서는 장군 연-아연-은 광상에서 채취한 시료들을 대상으로 열수작용에 의한 모암변질 종류, 원소 분포 특성과 분산 원소의 종류, 분산유형 및 함량 등에 대한 연구를 수행함으로서 향후 이와 유사한 광상에 대한 탐광 및 탐사의 지침으로 활용할 수 있을 것이다.
연-아연-은 광화작용시 Fe₂O₃₍T), 총 S, S, Ag, Au, As, Cd, Cu, Pb, Sb, Sn, W 및 Zn 등의 원소 들은 열수용액에서 기원되었으나 모암으로의 분산도는 Fe₂O₃(T), Pb 및 Zn 원소들을 제외한 다른 미량원소 들은 분산도가 높지 않다. 따라서 장군 연-아연-은 광상일대 모암(석회암 및 돌로마이트)의 변질작용(능망간석화작용 및 돌로마이트화작용)시 이득 및 손실된 주 원소 및 미량원소의 종류 및 함량 그리고 이들 원소들 간의 상관계수 등을 종합하면 CaO, MnO, MgO, Fe₂O₃(T), CO₂, Pb, Zn, Sb, Sn, Sr, Ga 및 Rb 등을 지시원소로서 활용하면 탄산염암을 모암으로 하는 열수교대광상 탐사시 유용하게 이용될 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	모암변질대의 종류 및 규모는 무엇으로 좌우되는가?	광상의 형성시 열수용액과 모암과의 반응에 의한 여러 물리-화학적 변화요소에 의해 모암변질광물, 광석광물 및 초생성 투명광물들이 형성된다. 모암변질대의 종류 및 규모는 모암의 물성(모암의 화학조성, 광물조합, 모암의 투수성, 간극률, 흡수율) 및 광화유체의 조성(광화유체의 화학조성, 온도, 압력) 등에 좌우된다. 한 예로 모암의 간극률과 흡수율을 비교하면, 유문암(1~7, 0.
	광상의 형성 시 무엇이 형성되는가?	광상의 형성시 열수용액과 모암과의 반응에 의한 여러 물리-화학적 변화요소에 의해 모암변질광물, 광석광물 및 초생성 투명광물들이 형성된다. 모암변질대의 종류 및 규모는 모암의 물성(모암의 화학조성, 광물조합, 모암의 투수성, 간극률, 흡수율) 및 광화유체의 조성(광화유체의 화학조성, 온도, 압력) 등에 좌우된다.
	모암내에 열수 물질 중 침투는 어떤 증거가 관찰될 때 질량이동의 주된 요인이 되는가?	, 2011c). 침투는 열수 물질이 한 방향으로 멀리 이동되는 증거가 관찰될 때 질량이동의 주된 요소가 된다. 확산은, 열수 물질이 양방향으로 이동되거나 고용체 광물이 분대 사이에 규칙적인 성분변화를 보일 때, 질량이동의 주된 요소가 된다(Hofmann, 1972).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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