[논문]만장광상 서부광체의 철스카른화 작용 및 생성환경

임으뜸; 유봉철; 신동복

doi:10.9727/jmsk.2016.29.3.141

만장광상 서부광체의 철스카른화 작용 및 생성환경
Skarnization and Fe Mineralization at the Western Orebody in the Manjang Deposit, Goesan 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.29 no.3, 2016년, pp.141 - 153

임으뜸 (공주대학교 지질환경과학과) , 유봉철 (한국지질자원연구원) , 신동복 (공주대학교 지질환경과학과)

초록
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만장광상은 옥천층군 중앙부에 분포하는 석회암을 모암으로 점판암과 천매암이 협재된 화전리층 내에 배태된 광상으로서 함동맥상광상인 본광체와 중앙광체, 그리고 철스카른광상인 서부광체로 구분된다. 철스카른화 작용은 공생하는 광물군에 따라서 전기 스카른화 작용(I기 : 단사휘석 ${\pm}$ 자철석 ${\pm}$ 석영, II기 : 석류석 + 단사휘석 ${\pm}$ 자철석 ${\pm}$ 석영)와 후기 열수변질작용(III기 : 자철석 + 각섬석 + 석영 ${\pm}$ 석류석 ${\pm}$ 단사휘석 ${\pm}$ 녹니석 ${\pm}$ 녹염석 ${\pm}$ 형석 ${\pm}$ 방해석, IV기 : 형석 ${\pm}$ 자류철석${\pm}$ 황동석 ${\pm}$ 각섬석 ${\pm}$ 석영 ${\pm}$ 방해석)으로 구분된다. 스카른화 초기인 I기에는 투휘석이 다량 산출되고, II기와 III기에 와서는 헤덴버자이트가 정출되었으며, 석류석도 그란다이트에서 안드라다이트로 조성변화를 보이는데 이는 광화유체가 점차 산화환경으로 진화되었음을 시사한다. 자철석의 경우 전기(I, II기)에는 Fe의 함량이 일정한 반면, 후기(III기)에는 변화폭이 커지고 전기에 비해 Si, Ca 함량이 증가하는 경향이 나타난다. 이는 후퇴변질작용단계에서 형성된 자철석이 모암의 영향을 보다 강하게 받았음을 보여준다. 광화후기에 정출된 자류철석과 황동석의 황안정동위원소 조성은 5.9~6.9 ‰로서 화성기원에 해당하나 모암인 석회암과의 반응을 통해 다소 높은 값을 형성한 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Manjang deposit is emplaced in Hwajeonri formation comprising limestone that is interbeded with slate and phyllite in the central Okcheon Group. It consists of the Main and the Central orebody of Cu-bearing hydrothermal vein deposit and the Western orebody of iron skarn deposit. Based on coexisting mineral assemblage the skarnization can be divided into prograde skarnization (stage I : clinopyroxene ${\pm}$ magnetite ${\pm}$ quartz, stage II : garnet + clinopyroxene ${\pm}$ magnetite ${\pm}$ quartz) and retrograde hydrothermal alteration (stage III: magnetite + amphibole + quartz ${\pm}$ garnet ${\pm}$ clinopyroxene ${\pm}$ chlorite ${\pm}$ epidote ${\pm}$ fluorite ${\pm}$ calcite, stage IV: fluorite ${\pm}$ pyrrhotite ${\pm}$ chalcopyrite ${\pm}$ amphibole ${\pm}$ quartz ${\pm}$ calcite). Diopside is abundant in stage I, and hedenbergite was produced in stage II and III. Garnet compositions change from grandite to andradite, which suggests a redox transition from relatively reduced to oxidized condition during the skarn formation. Magnetite in stage I and II has relatively constant Fe contents, while in the stage III it has increased Si and Ca concentrations. This variation could indicate that magnetite was more strongly affected by host rocks during the retrograde stage. Sulfur isotope compositions of pyrrhotite and chalcopyrite produced in stage IV are within the range of + 5.9~6.9 ‰, corresponding to igneous origin, but slightly high sulfur isotope values could be attributed to an interaction with host rocks, limestone.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 스카른의 산상과 구성광물, 화학조성 및 그에 따른 생성환경에 대한 연구는 제대로 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 서부광체의 철 스카른 광화작용과 관련된 스카른의 산상 및 광물의 화학조성을 통해 철광화작용의 특징과 생성환경을 고찰하고자 한다.

제안 방법

총 15개의 채취된 시료에 대해 암석절편, 박편 및 연마편 제작을 하고, 투과 및 반사현미경 관찰을 통하여 광물의 공생관계를 규명하였다. 스카른 및 광석광물의 화학조성을 파악하기 위해 경상대학교 공동실험실습관에서 보유하고 있는 JEOL사 JXA-8100을 이용하여 전자현미분석(EPMA)을 수행하였으며, 분석조건은 가속 전압 15 keV, 전류 20 nA, 전자선 지름 1 µm이다. 광석광물을 구성하는 황화광물을 대상으로 황 안정동위원소 분석을 실시하였으며, 분석은 한국기초과학지원연구원 오창센터에서 원소분석기(Elemental analyze)를 결합한 안정동위원소질량분석기(Isotope Ratio Mass Spectrometer; Isoprime 100)를 이용하였고 분석정밀도는 약 ± 0.
광상일대의 지질 및 광상의 산출상태를 알아보기 위해 스카른광체와 주변암에 대한 야외조사와 시료채취를 수행하였다. 총 15개의 채취된 시료에 대해 암석절편, 박편 및 연마편 제작을 하고, 투과 및 반사현미경 관찰을 통하여 광물의 공생관계를 규명하였다. 스카른 및 광석광물의 화학조성을 파악하기 위해 경상대학교 공동실험실습관에서 보유하고 있는 JEOL사 JXA-8100을 이용하여 전자현미분석(EPMA)을 수행하였으며, 분석조건은 가속 전압 15 keV, 전류 20 nA, 전자선 지름 1 µm이다.

대상 데이터

광상일대의 지질 및 광상의 산출상태를 알아보기 위해 스카른광체와 주변암에 대한 야외조사와 시료채취를 수행하였다. 총 15개의 채취된 시료에 대해 암석절편, 박편 및 연마편 제작을 하고, 투과 및 반사현미경 관찰을 통하여 광물의 공생관계를 규명하였다.
만장광산은 행정구역상 충청북도 괴산군 연풍면에 속하며 지리좌표상 북위 36° 47ʹ48.86ʺ, 동경 127° 58ʹ04.23ʺ에 위치한다. 옥천층군 중앙부에 해당하는 연구지역의 지질은 고생대 오르도비스기 석회암층인 화전리층을 기저로 하고, 이와 정합적으로 구룡산층이 북서쪽에 접해있으며, 그 상부에 이원리층과 황강리층이 순차적으로 발달한다(Fig.

성능/효과

이러한 경향은 화성기원의 열수유체와 모암인 석회암과의 지속적인 반응 결과로 해석되며, 정출시기에 따라 자철석의 Fe²⁺와 Fe³⁺에 대한 치환 정도에 변화가 있었음을 보여준다. 광화후기에 정출된 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.9~6.9 ‰로서 화성기원에 해당하나 모암인 석회암의 영향으로 다소 높은 값을 형성한 것으로 보인다.
만장광상 서부광체의 스카른 광화작용은 전기(I, II기)와 후기(III, IV기)로 나눌 수 있으며, 공생하는 광물군에 따라서 단사휘석 ± 자철석 ± 석영(I기), 석류석 + 단사휘석 ± 자철석 ± 석영(II기), 자철석 + 각섬석 + 석영 ± 석류석 ± 단사휘석 ± 녹니석 ± 녹염석 ± 형석 ± 방해석(III기), 그리고 형석 ± 자류철석 ± 황동석 ± 각섬석 ± 석영 ± 방해석(IV기)으로 세분된다. 스카른화 초기에는 투휘석이 다량 산출되고, 점차 헤덴버자이트가 증가하였으며, 석류석도 그란다이트에서 안드라다이트로 조성변화가 일어난 것으로 보아 광석광물의 침전은 광화유체가 점차 산화환경으로 진화되면서 일어난 것으로 보인다.
자철석은 전기(I, II기)와 후기(III기) 두 시기에 걸쳐 정출되었으며 전기에 비해 후기자철석의 Si, Ca 함량은 증가하고, Mg, Mn은 감소하였다. 이러한 경향은 화성기원의 열수유체와 모암인 석회암과의 지속적인 반응 결과로 해석되며, 정출시기에 따라 자철석의 Fe²⁺와 Fe³⁺에 대한 치환 정도에 변화가 있었음을 보여준다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	만장광상은 어떻게 구분되는가?	만장광상은 옥천층군 중앙부에 분포하는 석회암을 모암으로 점판암과 천매암이 협재된 화전리층 내에 배태된 광상으로서 함동맥상광상인 본광체와 중앙광체, 그리고 철스카른광상인 서부광체로 구분된다. 철스카른화 작용은 공생하는 광물군에 따라서 전기 스카른화 작용(I기 : 단사휘석 ${\pm}$ 자철석 ${\pm}$ 석영, II기 : 석류석 + 단사휘석 ${\pm}$ 자철석 ${\pm}$ 석영)와 후기 열수변질작용(III기 : 자철석 + 각섬석 + 석영 ${\pm}$ 석류석 ${\pm}$ 단사휘석 ${\pm}$ 녹니석 ${\pm}$ 녹염석 ${\pm}$ 형석 ${\pm}$ 방해석, IV기 : 형석 ${\pm}$ 자류철석${\pm}$ 황동석 ${\pm}$ 각섬석 ${\pm}$ 석영 ${\pm}$ 방해석)으로 구분된다.
	만장광상은 어떤 광상인가?	만장광상은 옥천층군 중앙부에 분포하는 석회암을 모암으로 점판암과 천매암이 협재된 화전리층 내에 배태된 광상으로서 함동맥상광상인 본광체와 중앙광체, 그리고 철스카른광상인 서부광체로 구분된다. 철스카른화 작용은 공생하는 광물군에 따라서 전기 스카른화 작용(I기 : 단사휘석 ${\pm}$ 자철석 ${\pm}$ 석영, II기 : 석류석 + 단사휘석 ${\pm}$ 자철석 ${\pm}$ 석영)와 후기 열수변질작용(III기 : 자철석 + 각섬석 + 석영 ${\pm}$ 석류석 ${\pm}$ 단사휘석 ${\pm}$ 녹니석 ${\pm}$ 녹염석 ${\pm}$ 형석 ${\pm}$ 방해석, IV기 : 형석 ${\pm}$ 자류철석${\pm}$ 황동석 ${\pm}$ 각섬석 ${\pm}$ 석영 ${\pm}$ 방해석)으로 구분된다.
	스카른광상에서 스카른광물의 다양성을 유발하는 유인은 무엇인가?	스카른광상은 탄산염암을 모암으로 하는 지층에 화성암체가 관입되어 스카른광물을 형성하는 접촉교대작용의 산물이다. 스카른화 작용은 화성암체와 탄산염암의 접촉부에서부터 모암쪽으로 가면서 진행되며, 열수유체와 모암과의 반응에 따라 석류석, 휘석 등을 포함한 다양한 광물들이 발달하게 된다(Einaudi et al., 1981; Meinert, 1998). 이러한 변화는 모암의 조성, 스카른이 형성되는 깊이, 화학적 성질 등에 따라서 다양하게 나타날 수 있다(Zaw et al., 2000; Zurcher et al.

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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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