본 논문은 전라북도 진안군 신보광산의 동부지역에서 고품위 우라늄 지화학 이상대와 지질구조 사이의 상관관계를 규명하고 지하수 흐름에 대한 기본적인 정보를 제공하기 위해 암상구분에 의한 상세한 지질도를 작성하고 이들 구성암류에 발달하는 연성 및 취성 구조요소의 특성을 파악하였다. 그 결과, 이 지역은 주로 동북동-서남서 방향으로 대상 분포를 보이는 선캠브리아기 규암, 변성이질암, 변성사질암과 이를 관입하는 시대미상의 페그마타이트와 백악기 반암류 등으로 구분되고, 추정과 달리 이들 암상을 부정합으로 피복하는 백악기 진안층군은 관찰되지 않았다. 선캠브리아기 변성퇴적암류의 주요 연성 변형구조는 적어도 세 번의 변형단계 [동북동 방향성의 광역엽리 (D1) -> 동북동 내지 동서 방향성의 파랑엽리 (D2) -> 서북서 내지 동서 방향성의 개방, 밀착, 킹크 습곡 (D3)]를 걸쳐 형성되었고, S1 광역엽리의 방향성은 선캠브리아기 변성퇴적암류의 대상 분포 방향과 유사한 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 우세하게 나타난다. 지하수의 유동과 밀접한 관련성 있는 취성 고각 단열 (경사각${\geq}45^{\circ}$)의 방향성[동북동 (출현빈도: 24.3%), 남북 (23.9%), (북)북서 (18.8%), 서북서 (16.9%), 북동 (16.1%) 단열조 순]은 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성 및 S1 광역엽리의 우세 방향성과 일치하는 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타나고 남북 주향에 동서 방향으로 경사하는 것이 다음으로 우세하게 나타난다. 상기된 선캠브리아 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성과 S1 광역엽리 및 고각 단열의 우세 방향성 등으로부터 신보광산과 그 동부지역의 우라늄 지화학 이상대의 형성요인을 고찰해 볼 때 이들 지역에서 기대되는 우라늄의 초생적인 근원암은 기존연구 결과와 같이 페그마타이트이며 광산지역의 우라늄 지화학 이상대는 이를 대수층으로 하는 지하수가 광산지역으로 통과하면서 이차적으로 부화되었을 가능성이 높다고 판단된다.
본 논문은 전라북도 진안군 신보광산의 동부지역에서 고품위 우라늄 지화학 이상대와 지질구조 사이의 상관관계를 규명하고 지하수 흐름에 대한 기본적인 정보를 제공하기 위해 암상구분에 의한 상세한 지질도를 작성하고 이들 구성암류에 발달하는 연성 및 취성 구조요소의 특성을 파악하였다. 그 결과, 이 지역은 주로 동북동-서남서 방향으로 대상 분포를 보이는 선캠브리아기 규암, 변성이질암, 변성사질암과 이를 관입하는 시대미상의 페그마타이트와 백악기 반암류 등으로 구분되고, 추정과 달리 이들 암상을 부정합으로 피복하는 백악기 진안층군은 관찰되지 않았다. 선캠브리아기 변성퇴적암류의 주요 연성 변형구조는 적어도 세 번의 변형단계 [동북동 방향성의 광역엽리 (D1) -> 동북동 내지 동서 방향성의 파랑엽리 (D2) -> 서북서 내지 동서 방향성의 개방, 밀착, 킹크 습곡 (D3)]를 걸쳐 형성되었고, S1 광역엽리의 방향성은 선캠브리아기 변성퇴적암류의 대상 분포 방향과 유사한 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 우세하게 나타난다. 지하수의 유동과 밀접한 관련성 있는 취성 고각 단열 (경사각${\geq}45^{\circ}$)의 방향성[동북동 (출현빈도: 24.3%), 남북 (23.9%), (북)북서 (18.8%), 서북서 (16.9%), 북동 (16.1%) 단열조 순]은 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성 및 S1 광역엽리의 우세 방향성과 일치하는 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타나고 남북 주향에 동서 방향으로 경사하는 것이 다음으로 우세하게 나타난다. 상기된 선캠브리아 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성과 S1 광역엽리 및 고각 단열의 우세 방향성 등으로부터 신보광산과 그 동부지역의 우라늄 지화학 이상대의 형성요인을 고찰해 볼 때 이들 지역에서 기대되는 우라늄의 초생적인 근원암은 기존연구 결과와 같이 페그마타이트이며 광산지역의 우라늄 지화학 이상대는 이를 대수층으로 하는 지하수가 광산지역으로 통과하면서 이차적으로 부화되었을 가능성이 높다고 판단된다.
This paper examined the characteristics of ductile and brittle structural elements with detailed mapping by lithofacies classification to clarify the relationship between the geological structure and the geochemical high-grade uranium anormal zone and to provide the basic information on the flow of ...
This paper examined the characteristics of ductile and brittle structural elements with detailed mapping by lithofacies classification to clarify the relationship between the geological structure and the geochemical high-grade uranium anormal zone and to provide the basic information on the flow of groundwater in the eastern area of Shinbo mine, Jinan-gun, Jeollabuk-do, Korea. It indicates that this area is mainly composed of Precambrian quartzite, metapelite, metapsammite, which show a zonal distribution of mainly ENE-WSW trend, and age unknown pegmatite and Cretaceous porphyry which intrude them. But the Cretaceous Jinan Group which unconformably covers them, contrary to assumption, could not be observed. The main ductile deformation structures of Precambrian metasedimentary rocks were formed at least through three phases of deformation [ENE striking regional foliation (D1) -> ENE or EW striking crenulation foliation (D2) -> WNW or EW trending open, tight, kink folds (D3)]. The predominant orientation of S1 regional foliation strikes ENE and dips south, being similar to the zonal distribution of Precambrian metasedimentary rocks. Most predominant orientation of high-angled brittle fracture (dip angle ${\geq}45^{\circ}$) [ENE (frequency: 24.3%) > NS (23.9%) > (N)NW (18.8%) > WNW (16.9%) > NE (16.1%) fracture sets in descending frequency order], which is closely related to the flow of groundwater, strikes ENE and dips south. It also agrees with the zonal distribution of metasedimentary rocks and the predominant orientation of S1 regional foliation. The next one strikes NS and dips east or west. Considering the controlling factor of the geochemical uranium anormal zone in the Shinbo mine and its eastern areas from the above structural data. the uranium source rock in these areas might be pegmatite and the geochemical uranium anormal zone in the Sinbo mine area could be formed by an secondary enrichment through the flow of pegmatite aquifer's groundwater into the Sinbo mine area like the previous research's result.
This paper examined the characteristics of ductile and brittle structural elements with detailed mapping by lithofacies classification to clarify the relationship between the geological structure and the geochemical high-grade uranium anormal zone and to provide the basic information on the flow of groundwater in the eastern area of Shinbo mine, Jinan-gun, Jeollabuk-do, Korea. It indicates that this area is mainly composed of Precambrian quartzite, metapelite, metapsammite, which show a zonal distribution of mainly ENE-WSW trend, and age unknown pegmatite and Cretaceous porphyry which intrude them. But the Cretaceous Jinan Group which unconformably covers them, contrary to assumption, could not be observed. The main ductile deformation structures of Precambrian metasedimentary rocks were formed at least through three phases of deformation [ENE striking regional foliation (D1) -> ENE or EW striking crenulation foliation (D2) -> WNW or EW trending open, tight, kink folds (D3)]. The predominant orientation of S1 regional foliation strikes ENE and dips south, being similar to the zonal distribution of Precambrian metasedimentary rocks. Most predominant orientation of high-angled brittle fracture (dip angle ${\geq}45^{\circ}$) [ENE (frequency: 24.3%) > NS (23.9%) > (N)NW (18.8%) > WNW (16.9%) > NE (16.1%) fracture sets in descending frequency order], which is closely related to the flow of groundwater, strikes ENE and dips south. It also agrees with the zonal distribution of metasedimentary rocks and the predominant orientation of S1 regional foliation. The next one strikes NS and dips east or west. Considering the controlling factor of the geochemical uranium anormal zone in the Shinbo mine and its eastern areas from the above structural data. the uranium source rock in these areas might be pegmatite and the geochemical uranium anormal zone in the Sinbo mine area could be formed by an secondary enrichment through the flow of pegmatite aquifer's groundwater into the Sinbo mine area like the previous research's result.
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문제 정의
따라서 본 연구는 이러한 구성 지층들이 분포하고 높은 우라늄 함량의 심부 지하수 관정이 위치하는 신보광산 동부지역에서 고품위 우라늄 광체를 규제할 지질구조를 규명하기 위해 기존 연구와 달리 정밀한 야외지질조사를 실시하여 암상구분과 지질구조에 의한 상세한 지질도를 작성하고 이들 구성암류에 대한 변형단계별 구조적 특성을 파악하였다. 또한 유체 흐름에 대한 기본적인 정보를 제공하기 위해 이들 구성암류에 발달하는 규칙 단열계(fracture system)의 방향성 특성을 파악하였다.
중첩된 주요 연성 변형 암석구조들의 기하학적 특성과 선후관계로부터 변형단계별 구조요소를 연구한 결과, 선캠브리아기 변성퇴적암류의 암석 및 지질구조는 편마구조 내지 편리가 형성된 이후에 적어도 세 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었음을 알게 되었다. 따라서, 통상적으로 층리를 S0 라고 표기하나 본 논문에서는 편마구조 내지 편리를 편의상 S0 엽리라고 표현하고세 번의 변형단계를 그 상대적인 발달순서에 따라 D1, D2, D3 변형 등으로 구분하여 연구지역의 변형단계별 연성변형의 구조적 특성을 기재하고자 한다.
본 조사는 단열 불연속면 자료의 균일한 획득을 위하여 1: 5,000 지형도상에 50 m × 50 m 격자도를 작성한 후 각 격자면적 내에서 적어도 3차원적으로 단열 관찰이 가능한 1 개 이상의 노두를 찾고자 하였다.
여기서는 현재까지의 연구결과를 보고하고 그 연구결과를 기존 연구결과와 비교 · 종합하여 신보광산과 그 동부지역에서 기대되는 우라늄의 초생적인 근원암과 지화학 이상대의 형성요인을 고찰해 보고자 한다.
제안 방법
고각 단열과 저각 단열의 그룹별 출현빈도는 분류된 40º 구간의 I, III, IV 그룹들을 30º 구간의 II, V 그룹들과 동일하게 30º 구간으로 표준화하여 분석하였다(Fig. 11).
규칙 단열조(fracture set)의 배열 방향, 우세 방향성, 출현빈도 등을 파악하기 위해 총 173 개 노두에서 각 노두당 2~6 개의 규칙적인 우세한 단열조를 선정하여 각 단열조의 대표적인 방향성을 정밀하게 측정하였다. 측정결과는 전체 단열과 고각 단열(경사각≥ 45º)과 저각 단열(경사각< 44º)로 각각 구분하여 분석하였다.
따라서 본 연구는 이러한 구성 지층들이 분포하고 높은 우라늄 함량의 심부 지하수 관정이 위치하는 신보광산 동부지역에서 고품위 우라늄 광체를 규제할 지질구조를 규명하기 위해 기존 연구와 달리 정밀한 야외지질조사를 실시하여 암상구분과 지질구조에 의한 상세한 지질도를 작성하고 이들 구성암류에 대한 변형단계별 구조적 특성을 파악하였다. 또한 유체 흐름에 대한 기본적인 정보를 제공하기 위해 이들 구성암류에 발달하는 규칙 단열계(fracture system)의 방향성 특성을 파악하였다. 여기서는 현재까지의 연구결과를 보고하고 그 연구결과를 기존 연구결과와 비교 · 종합하여 신보광산과 그 동부지역에서 기대되는 우라늄의 초생적인 근원암과 지화학 이상대의 형성요인을 고찰해 보고자 한다.
연구지역에서 단열계의 방향성 특성은 출현빈도가 높은 구간 순으로 I 그룹, II 그룹, III 그룹, IV 그룹, V 그룹으로 표기하여 분석하였다(Fig. 10). 고각 단열과 저각 단열의 그룹별 출현빈도는 분류된 40º 구간의 I, III, IV 그룹들을 30º 구간의 II, V 그룹들과 동일하게 30º 구간으로 표준화하여 분석하였다(Fig.
측정결과는 전체 단열과 고각 단열(경사각≥ 45º)과 저각 단열(경사각< 44º)로 각각 구분하여 분석하였다.
대상 데이터
측정결과는 전체 단열과 고각 단열(경사각≥ 45º)과 저각 단열(경사각< 44º)로 각각 구분하여 분석하였다. 단열 불연속면에 대한 야외지질 조사시에 기본도면은 1: 5,000 지형도를 사용하였다. 본 조사는 단열 불연속면 자료의 균일한 획득을 위하여 1: 5,000 지형도상에 50 m × 50 m 격자도를 작성한 후 각 격자면적 내에서 적어도 3차원적으로 단열 관찰이 가능한 1 개 이상의 노두를 찾고자 하였다.
신보광산은 전주시에서 동쪽으로 약 18 km, 진안읍에서 서쪽으로 약 12 km 지점에 위치한다. 연구지역은 옥천변성대의 남서부에 위치하고 1: 50,000 전주-진안 지질도폭(Shimamura, 1924)의 북부 일부 영역을 점하고 있으며 신보광산의 동부에 위치한다(Fig. 1). 정밀한 야외지질조사와 함께 암상구분과 지질구조를 바탕으로 상세한 지질도를 작성한 결과, 연구지역의 구성암류는 기존 연구와 달리 주로 동북동-서남서 방향으로 대상 분포를 보이는 선캠브리아기 변성퇴적암류(규암, 변성이질암, 변성사질암)와 이를 관입하는 시대미상의 페그마타이트 그리고 이들을 관입하는 백악기 반암류로 구분되고, 이들을 부정합으로 피복하는 백악기 진안층군(Shimamura, 1924)은 관찰되지 않는다(Fig.
연구지역의 지질구조는 모든 구성암류에 발달하는 2~6 개의 규칙 단열조와 선캠브리아기 변성퇴적암암류에서 인지되는 엽리, 선구조, 습곡 등이 있다. 습곡은 1차 등사습곡, 2차 비대칭 습곡, 3차 개방, 밀착, 킹크(kink) 습곡 등으로 구분된다.
성능/효과
(2) 중첩된 주요 연성 변형 암석구조에 대한 변형단계별 구조요소를 연구한 결과, 선캠브리아기 변성퇴적 암류의 암석 및 지질구조는 편마구조 내지 편리가 형성된 이후 적어도 세 번의 변형단계(D1 광역엽리: 동북동 방향성 -> D2 파랑엽리: 동북동 내지 동서 방향성 -> D3 개방, 밀착, 킹크 습곡: 서북서 내지 동서 방향성)를 걸쳐 형성되었다.
(3) 주요 구성암류에 발달하는 규칙 단열계의 방향성 특성을 분석한 결과, 고각 단열(경사각≥ 45º)의 방향성 및 출현빈도는 I 그룹-동북동(출현빈도: 24.3%), II 그룹-남북(23.9%), III 그룹-(북)북서(18.8%), IV 그룹-(서)북서(16.9%), V 그룹-(북)북동(16.1%) 계열 순으로 우세하게 나타나고 저각 단열(경사각< 44º)의 경우 I 그룹-서북서(34.2%), II 그룹-동북동(21.8%), III 그룹-(북)북동(18.6%), IV 그룹-북서(14.0%), V 그룹-남북(11.4%) 계열 순으로 높게 나타난다.
(4) 기존 연구결과를 바탕으로 거정질 페그마타이트의 분포 및 산출상황과 변성퇴적암류의 대상 분포 방향, S1 광역엽리 및 고각 단열의 우세 방향성 등 연구 지역에서 지하수 유동과 밀접한 관련성 있는 불연속면의 특성을 고찰해 본 결과, 본 연구결과는 우라늄의 초생적인 근원암은 거정질 페그마타이트이며 광산지역의 우라늄 지화학 이상대는 이를 대수층으로 하는 지하수의 이동에 의한 이차적인 부화작용으로 형성되었다는 기존 연구결과(Chung et al., 1998; Na et al., 2000)와 일치한다.
11). 그 결과 전체 단열은 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타난다(Fig. 10a). 고각 단열(Figs.
4 and 5). 또한, 지하수의 유동과 밀접한 관련성이 있을 것으로 판단되는 고각 단열의 방향성은 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성과 S1 광역엽리의 우세 방향성과 일치하는 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타나고 남북 주향에 동서 방향으로 경사하는 것이 다음으로 우세하게 나타난다. 따라서 전자와 후자의 불연속면은 연구지역의 지하수를 각각 남쪽과 동서 방향으로 이동시키는 중요한 통로 역할을 할 것으로 판단된다.
중첩된 연성 변형 암석구조들의 기하학적 특성 및 선후관계로부터 변형단계별 구조요소를 연구한 결과, 선캠브리아기 변성퇴적암류의 암석 및 지질구조는 편마구조 내지 편리가 형성된 이후 적어도 세 번의 변형 단계를 걸쳐 형성되었다. 이들 구조요소 중에 S1 광역 엽리의 방향성은 변성퇴적암류의 대상 분포 방향과 거의 유사한 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타나고 부분적으로 북쪽으로 경사한다(Figs.
중첩된 주요 연성 변형 암석구조들의 기하학적 특성과 선후관계로부터 변형단계별 구조요소를 연구한 결과, 선캠브리아기 변성퇴적암류의 암석 및 지질구조는 편마구조 내지 편리가 형성된 이후에 적어도 세 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었음을 알게 되었다. 따라서, 통상적으로 층리를 S0 라고 표기하나 본 논문에서는 편마구조 내지 편리를 편의상 S0 엽리라고 표현하고세 번의 변형단계를 그 상대적인 발달순서에 따라 D1, D2, D3 변형 등으로 구분하여 연구지역의 변형단계별 연성변형의 구조적 특성을 기재하고자 한다.
후속연구
, 2000)를 지지한다. 그러나 신보광산과 그 주변지역에서 우라늄의 초생적인 근원암과 지화학적 이상대의 형성요인을 보다 구체적으로 논의하고 결정하기 위해서는 암상구분과 지질구조에 의한 상세한 지질도를 작성하여 구성암류 특히 거정질 페그마타이트의 분포 특성을 보다 정밀하게 파악하고 지하수 유동과 밀접한 관련성이 있는 불연속면의 조사를 보다 광역적으로 실시할 필요가 있다.
따라서 전자와 후자의 불연속면은 연구지역의 지하수를 각각 남쪽과 동서 방향으로 이동시키는 중요한 통로 역할을 할 것으로 판단된다. 연구지역의 지하수는 연구지역의 남부에 주로 산출하고 지하 심부에 광역적으로 분포할 것으로 기대되는 거정질 페그마타이트를 대수층으로 하여 전자의 불연속면을 통해 우라늄 함량이 가장 높은 심부 지하수 관정 위치로 이동할 것이고 후자의 불연속면을 통해 연구지역의 서부에 위치하는 신 보광산 지역으로 이동할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
습곡과 같은 지질구조는 어떻게 분류되는가?
연구지역의 지질구조는 모든 구성암류에 발달하는 2~6 개의 규칙 단열조와 선캠브리아기 변성퇴적암암류에서 인지되는 엽리, 선구조, 습곡 등이 있다. 습곡은 1차 등사습곡, 2차 비대칭 습곡, 3차 개방, 밀착, 킹크(kink) 습곡 등으로 구분된다. 선구조는 신장선구조와 파랑선구조로 구분된다.
신보광산은 어디에 위치하는가?
신보광산은 전주시에서 동쪽으로 약 18 km, 진안읍에서 서쪽으로 약 12 km 지점에 위치한다. 연구지역은 옥천변성대의 남서부에 위치하고 1: 50,000 전주-진안 지질도폭(Shimamura, 1924)의 북부 일부 영역을 점하고 있으며 신보광산의 동부에 위치한다(Fig.
신보광산 및 주변 지역에 고농도의 우라늄 광체가 존재할 가능성이 높은 이유는 무엇인가?
, 1989). 신보광산 및 주변 지역에는 초기 우라늄 흡착 및 환원작용에 기여하는 흑연질 편암과 백운암질 석회암이 분포하고 있기 때문에 이 지역에는 고농도의 우라늄 광체가 존재할 가능성이 높은 것으로 알려져 왔다(Seo et al., 1986; Oh et al.
참고문헌 (6)
Chung, J.-I., Lee, M.-S. and Na, C.-K. (1998) Geochemical study on the Uranium Anomaly around the Shinbo Talc Mine (I) - In the Light of Hydrochemical Properties-. Econ. Environ. Geol., v.31, p.101-110.
Chwae, U.C., Kim, K.B., Hong, S.H., Lee, B.J., Hwang, J.H., Park, K.H., Hwang, S.K., Choi, P.Y., Song, K.Y. and Jin, M.S. (1995) Geological map of Korea (1:1,000,000). Korea Institute of Geology, Mining and Materials, Sungji Atlas Co.
Na, C.-K., Park, H.-Y. and Park, H.-J. (2000) Geochemical Study on the Uranium Anomaly around the Shinbo Talc Mine (II) - In the Light of Isotopic Characteristics -. Econ. Environ. Geol., v.33, p.367-377.
Oh, C.-H., Park, J.-K., Seo, H.-J., Kim, T.-K., Chae, S.-C. and Ko, S.-M. (1989) Uranium exploration in Shinbo mine area, Jinan. Korea Institute of Energy and Resources, KR-89, p.81-106.
Seo, H.-J., Shin, S.-C., Yoon, H.-S. and Kim, T.-K. (1986) Geochemical exploration for uranium in the Chonju-Jinan area. Korea Institute of Energy and Resources, KR-86-3, p.21-55.
Shimamura, S. (1924) Jeonju-Jinan sheet (1: 50,000). Geological survey of Korea.
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