[논문]우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화

임헌경; 신동복; 정준영; 이문택

doi:10.9719/eeg.2018.51.6.493

우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화
Spatio-Temporal Variation of Polymetallic Mineralization in the Wooseok Deposit 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.51 no.6, 2018년, pp.493 - 507

임헌경 (공주대학교 지질환경과학과) , 신동복 (공주대학교 지질환경과학과) , 정준영 (공주대학교 지질환경과학과) , 이문택 (공주대학교 지질환경과학과)

초록
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제천시 청풍면에 위치한 우석광상은 옥천변성대 동북부 황강리광화대에 속한다. 지질은 조선누층군의 석회암이 넓게 분포하며, 광상 동측에 백악기 무암사화강암이 관입하였다. 광상은 스카른 및 맥상광체가 W-Mo-Fe 및 Cu-Pb-Zn 광화작용을 수반하며, 스카른은 하부갱에서만 발달한다. 광석광물은 스카른광물을 교대 및 절단하며, 자철석-적철석, 휘수연석-회중석-철망간중석, 자류철석-황동석-황철석-섬아연석-방연석 순으로 정출되었고 전반적으로 황화광물이 우세하다. 석류석의 조성은 $Ad_{65.9-97.8}Gr_{0.3-32.0}Pyr_{0.9-3.0}$으로 Fe가 부화된 안드라다이트 계열을 보이며, 휘석은 $Hd_{4.5-49.7}Di_{42.3-93.9}Jo_{0.5-7.9}$로서 투휘석 계열이 우세하여 스카른화 작용이 전체적으로 산화환경에서 진행되었음을 지시한다. 맥상광체에 수반된 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데 이는 심부의 W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다. 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.1-6.8 ‰로 마그마에서 기원된 황이 모암이 영향을 받은 것으로 여겨진다. 우석광상의 W-Mo 스카른 및 Pb-Zn 열수맥상 광화작용은 시공간적으로 심부에서 천부로 가면서 온도 및 산소분압의 감소와 함께 황분압이 증가하면서 진행된 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Wooseok deposit in Jecheon belongs to the Hwanggangri Mineralized Distict of the northeastern Ogcheon Metamorphic Belt. Its geology consists mostly of limestone of the Choseon Supergroup and the Cretaceous Muamsa granite intruded at the eastern area of the deposit. The deposit shows vertical occurrence of skarn and hydrothermal vein ores with W-Mo-Fe and Cu-Pb-Zn mineralization and skarn is developed only at lower levels of the deposit. Skarn minerals are replaced or cut by ore minerals in paragenetic sequence of magnetite-hematite, molybdenite-scheelite-wollframite, and higher abundances of pyrrhotite-chalcopyrite-pyrite-sphalerite-galena. Garnet has chemical compositions of $Ad_{65.9-97.8}Gr_{0.3-32.0}Pyr_{0.9-3.0}$, corresponding to andradite series, and pyroxene compositions are $Hd_{4.5-49.7}Di_{42.3-93.9}Jo_{0.5-7.9}$, prevailing in diopside compositions, both of which suggest oxidized conditions of skarnization. On the FeS-MnS-CdS ternary diagram, FeS contents of sphalerite in vein ores decrease with increasing MnS contents from bottom to top levels, possibly relating to W mineralization in deep and Pb-Zn mineralization in shallow level. Sulfur isotope values of sulfide minerals range from 5.1 to 6.8‰, reflecting magmatic sulfur affected by host rocks. W-Mo skarn and Pb-Zn vein mineralization in the Wooseok deposit were established by spatio-temporal variation of decreasing temperature and oxygen fugacity with increasing sulfur fugacity from bottom to top levels.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Regional geologic map of the Hwanggangri Mineralized District. J: Jecheon granite, M: Muamsa granite, S: Susan granite, W: Weolaksan granite, NM: Nangrim massif, PB: Pyeongnam basin, IB: Imjingang Belt, GM: Gyeonggi massif, OB: Okcheon belt, YM: Yeongnam massif, GB: Gyeongsang basin.
그림 Fig. 2. Geologic map of the Wooseok deposit(Modified from Park and Park, 1979).
그림 Fig. 3. Cross section of the Wooseok deposit(Modified from KORES, 1981).
그림 Fig. 4. Rock slabs and microscopic images of skarn in the Wooseok deposit. (a) Pyroxene skarn in the No.3 adit, (b) Recrystallized limestone in the No.3 adit, (c, d) Pyroxene skarn replaced by sulfide minerals in the Main adit, (e, f) Garnet and pyroxene skarn cut by quartz and calcite vein in the Deajeol adit. (g) Pyroxene coexisting with quartz in the No.3 adit, (h) Recrystallized and/or altered calcite in the No.3 adit, (i, j) Pyroxene cut by ore vein in the Main adit, (k, l) Euhedral and zoned garnet replaced or cut by pyroxene, quartz and calcite in the Daejeol adit. Abbreviations: Cc: calcite, Cp: chalcopyrite, Fl: fluorite, Gt: garnet, Mb: molybdenite, Po: pyrrhotite, Py: pyrite, Px: pyroxene, Qtz: quartz.
그림 Fig. 5. Representative images of polished sections from the South(a-c), No.3(d-f), Main(g-i) and Daejeol(j-l) adit in the Wooseok deposit. (a-c) Pyrrhotite coexisting with pyrite and replaced by sphalerite and chalcopyrite, (d) Galena and sphalerite in contact with subhedral pyrite, (e) Chalcopyrite disease showing dusting texture in sphalerite, (f) Molybdenite coexisting with pyrrhotite and chalcopyrite, (g) Pyrite and pyrrhotite replaced by galena, sphalerite and chalcopyrite, (h) Arsenopyrite replaced by pyrrhotite, chalcopryte and sphalerite, (i) Chalcopyrite, pyrrhotite and galena cut by late pyrite, (j) magnetite and hematite replaced by pyrite and chalcopyrite, (k) Molybdenite coexisting with scheelite and wolframite, (l) Pyrite and pyrrhotite replaced by sphalerite and galena. Abbreviations: Asp: arsenopyrite, Gn: galena, Ht: hematite, Mt: magnetie, Sch: scheelite, Sph: sphalerite, Wf: wolframite, Refer to Fig. 4 others.
그림 Fig. 6. Paragenetic sequence of minerals in the Wooseok deposit.
표 Table 1. Representative EPMA analyses of garnet from the Wooseok deposit
표 Table 2. Representative EPMA analyses of pyroxene from the Wooseok deposit
표 Table 3. Representative EPMA analyses of sphalerite from the Wooseok deposit
표 Table 4. Sulfur isotope compositions of sulfide minerals from the Wooseok deposit
그림 Fig. 7. Ternary diagrams of chemical composition of garnet and pyroxene from the Wooseok deposit and representative ore deposits in the Hwangganri and Taebaeksan mineralized district (data from Chang and Park, 1988; Choi and Kim, 1989; Choi et al., 2007; Kim et al., 2012; Lim et al., 2013; Moon, 1983; Yun, 1979, 1983).
그림 Fig. 8. Chemical compositions of sphalerite from the Wooseok deposit.
그림 Fig. 9. Ternary diagram showing chemical compostions of sphalerite from the Wooseok deposit and representative Pb-Zn and W deposits in other areas: Dangdu(Lim et al., 2013), Subok(Shin et al., 2017), Eunch(Park et al., 1988), Samgwang(Yoo et al., 2002), Sangdong(Moon, 1983), Tungsten deposits in Japan(Shibue, 1988).
그림 Fig. 10. Oxygen fugacity vs sulfur fugacity diagram showing depositional condition of oxide and sulfide phases at 1kb and 300℃(Modified from Pandit, 2015).
표 Table 5. Features of various metallic ore deposits in the Hwanggangri mineralized district

AI 본문요약
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문제 정의

하지만, 석류석과 휘석의 조성은 유체의 특성 및 광화작용의 종류에 따라 다르게 보여, 스카른과 관련된 광화작용을 확인할 수 있다(Meinert, 1992). 본 연구는 W-Mo-Fe 및 Pb-Zn 광화작용을 수반한 우석광상의 스카른 및 맥상광체의 산출양상에 따른 시공간적인 진화과정을 이해하고, 스카른광물 및 섬아연석의 화학조성과황화광물의 황안정동위원소 분석을 통해 이들 광물의 생성환경을 해석하고, 나아가 황강리광화대 주요 광화작용 특성과 비교하고자 한다. ;

제안 방법

분석은 한국기초과학지원연구원 전주센터의 SHIMADZU사 EPMA1600 및 경상대학교 공동실습관의 JEOL사 JXA8100을 이용하였으며, 분석조건은 가속전압 15KeV, 전류 20nA, 빔직경 1µm로 하였다. 광상을 형성시킨 황의 기원을 파악하기 위하여 각 갱에서 채취한 12개의 황화광물 시료에 대한 황안정동위원소 분석을 실시하였다. 분석은한국기초과학지원연구원 오창센터에서 원소분석기(varioPyro cube)와 결합한 안정동위원소질량분석기(Isoprime Vision)를 이용하였고 분석정밀도는 약 ±0.
시료는 심도별 변화를 확인하기 위하여 각 갱의 스카른 및 광석시료를 채취하였고 육안 및 현미경관찰을 통한 암석기재학적 연구를 수행하였다. 석류석, 휘석, 그리고 섬아연석을 대상으로 화학조성을 파악하기 위해 전자현미분석을 실시하였다.

대상 데이터

스카른광물의 전자현미분석은 각 갱에서 산출되는 석류석과 휘석을 대상으로 실시하였으며, 석류석은 대절갱, 휘석은 대절갱, 본갱, 그리고 3갱 시료를 대상으로 하였다(Fig. 4). 분석결과 석류석은 Ad_65.
우석광산은 제천시 청풍면에 위치하며, 지리좌표상동경 128°10’33’’, 북위 36°59’52’’에 해당된다. 연구지역이 위치한 황강리광화대의 기반암은 선캠브리아기 경기육괴 편마암이며, 상부에 옥천누층군, 조선누층군, 그리고 평안누층군이 부정합으로 발달한다(Fig. 1). 우석광상 일대의 지질은 주로 조선누층군의 석회암과 이를 관입한 백악기 무암사화강암으로 구성된다.

성능/효과

9로서 안드라다이트-투휘석 계열의 산화환경을 지시한다. 맥상광체에 수반되는 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데, 이는 심부의W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다. 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.
8‰로서 좁은 범위를 나타내는데, 마그마에서 유래된 황이 모암의 영향을 받은 것으로 보인다. 우석광상의 W-Mo-Fe 스카른광화작용과 Pb-Zn 열수맥상 광화작용은 온도 감소와 함께, 시공간적으로 심부에서 천부로 가면서 산소분압의 감소와 황분압의 증가와 더불어 광화작용이 진행된 것으로 보인다.
맥상광체에 수반되는 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데, 이는 심부의W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다. 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.1-6.8‰로서 좁은 범위를 나타내는데, 마그마에서 유래된 황이 모암의 영향을 받은 것으로 보인다. 우석광상의 W-Mo-Fe 스카른광화작용과 Pb-Zn 열수맥상 광화작용은 온도 감소와 함께, 시공간적으로 심부에서 천부로 가면서 산소분압의 감소와 황분압의 증가와 더불어 광화작용이 진행된 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	황강리광화대의 특징은?	황강리광화대는 탄산염암이 넓게 분포하고 백악기무암사화강암, 수산화강암, 그리고 월악산화강암이 관입하여 이와 관련된 Cu-Pb-Zn, Au-Ag-Pb-Zn, W-Mo등 다양한 광종의 스카른 및 맥상 광상들이 발달한다(Fig. 1).
	황강리광화대의 북쪽에는 어떤 광상이 발달하여 있는가?	1). 지역적으로 보면, 황강리광화대의 북쪽에는 대표적인 스카른광상인 금성광상과 당두광상이 발달하는데, 금성광상은 모암의 조성에 따라 Mg 또는 Ca 계열의 스카른광물과 Mo 및 Fe 광화작용을 수반한다(Choiet al., 2007).
	우석광상 지질의 특성은?	제천시 청풍면에 위치한 우석광상은 옥천변성대 동북부 황강리광화대에 속한다. 지질은 조선누층군의 석회암이 넓게 분포하며, 광상 동측에 백악기 무암사화강암이 관입하였다. 광상은 스카른 및 맥상광체가 W-Mo-Fe 및 Cu-Pb-Zn 광화작용을 수반하며, 스카른은 하부갱에서만 발달한다. 광석광물은 스카른광물을 교대 및 절단하며, 자철석-적철석, 휘수연석-회중석-철망간중석, 자류철석-황동석-황철석-섬아연석-방연석 순으로 정출되었고 전반적으로 황화광물이 우세하다. 석류석의 조성은 $Ad_{65.9-97.8}Gr_{0.3-32.0}Pyr_{0.9-3.0}$으로 Fe가 부화된 안드라다이트 계열을 보이며, 휘석은 $Hd_{4.5-49.7}Di_{42.3-93.9}Jo_{0.5-7.9}$로서 투휘석 계열이 우세하여 스카른화 작용이 전체적으로 산화환경에서 진행되었음을 지시한다. 맥상광체에 수반된 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데 이는 심부의 W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다.

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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