우강 호상철광상은 북중국 남쪽 끝 부분의 타이후아 복합체에 위치 하고 있다. 본 연구에서는 우강 호상철광상에서 산출되는 철광석 시료의 전암 분석 결과의 해석을 통하여 우강 호상철광상의 유형과 성인을 이해하고자 하였다. 이 광상의 철광석의 조직은 밴딩 구조가 약하게 나타나는 것과, 밴딩 구조가 나타나지 않는 것 두 가지로 분류할 수 있다. 주요 구성 광물들은 조립질의 자철석, 석영, 휘석, 각섬석 등이다. 지구화학적 연구 결과 우강 호상철광상은 해수와 0.1~1 %를 차지하는 열수로부터 철을 공급받아 형성 되었다. 또한 이 과정에서 육지성 물질로부터의 철 공급이 있었음을 확인하였다. 이전 연구 결과와 종합해 보았을 때, 대부분의 철광석에서 Ce 이상치는 뚜렷하게 나타나지 않지만 일부 철광석에서는 음의 Ce 이상치를 보였다. 이러한 결과는 우강 호상철광상은 환원 환경이 우세한 해양 환경에서 형성되었지만, 상대적으로 산화된 해양의 표층 환경의 가능성을 제시해 준다. 이러한 지구 화학적 특징을 바탕으로 우강 호상철광상이 형성된 지구조적인 환경은 대륙붕 연안이나 후열도 분지환경이라 생각된다. 또한 우강 호상철광상은 혼성암, 각섬석 편마암, 규암, 대리암이 함께 산출되는데, 이는 연구 광상이 화산 활동과 밀접한 연관성이 없음을 지시한다. 본 연구에서는 지금까지 보고된 지구화학적 분석 결과와 이번 연구 결과를 종합해 우강 호상철광상이 슈피리어 유형 호상철광상의 특징을 보임을 확인하였다.
우강 호상철광상은 북중국 남쪽 끝 부분의 타이후아 복합체에 위치 하고 있다. 본 연구에서는 우강 호상철광상에서 산출되는 철광석 시료의 전암 분석 결과의 해석을 통하여 우강 호상철광상의 유형과 성인을 이해하고자 하였다. 이 광상의 철광석의 조직은 밴딩 구조가 약하게 나타나는 것과, 밴딩 구조가 나타나지 않는 것 두 가지로 분류할 수 있다. 주요 구성 광물들은 조립질의 자철석, 석영, 휘석, 각섬석 등이다. 지구화학적 연구 결과 우강 호상철광상은 해수와 0.1~1 %를 차지하는 열수로부터 철을 공급받아 형성 되었다. 또한 이 과정에서 육지성 물질로부터의 철 공급이 있었음을 확인하였다. 이전 연구 결과와 종합해 보았을 때, 대부분의 철광석에서 Ce 이상치는 뚜렷하게 나타나지 않지만 일부 철광석에서는 음의 Ce 이상치를 보였다. 이러한 결과는 우강 호상철광상은 환원 환경이 우세한 해양 환경에서 형성되었지만, 상대적으로 산화된 해양의 표층 환경의 가능성을 제시해 준다. 이러한 지구 화학적 특징을 바탕으로 우강 호상철광상이 형성된 지구조적인 환경은 대륙붕 연안이나 후열도 분지환경이라 생각된다. 또한 우강 호상철광상은 혼성암, 각섬석 편마암, 규암, 대리암이 함께 산출되는데, 이는 연구 광상이 화산 활동과 밀접한 연관성이 없음을 지시한다. 본 연구에서는 지금까지 보고된 지구화학적 분석 결과와 이번 연구 결과를 종합해 우강 호상철광상이 슈피리어 유형 호상철광상의 특징을 보임을 확인하였다.
The Wugang banded iron formation (BIF) is located within the Taihua complex at the southern margin of the North China Craton (NCC). In this study, we analyzed major elements and rare-earth elements in iron ores from the Wugang BIF, to study the type of BIFs and their formation mechanism in combinati...
The Wugang banded iron formation (BIF) is located within the Taihua complex at the southern margin of the North China Craton (NCC). In this study, we analyzed major elements and rare-earth elements in iron ores from the Wugang BIF, to study the type of BIFs and their formation mechanism in combination with previously-published data from the literature. We found that the iron ores from the Wugang BIF display two types of banding textures, which can be described as weak banding or no banding. The samples are composed of coarse-grained magnetite, quartz, pyroxene, and amphibole. Based on our geochemical results, mixing of a hydrothermal fluid with sea water led to the precipitation of the Wugang BIF, and there is evidence of crustal contamination. These results, combined with previous literature data, almost all of the iron ores lack Ce anomalies, though some samples show negative Ce anomalies. Our results indicate that the Wugang BIF was formed in a dominantly reducing environment, although the surfaces were relatively oxidized. Geochemical evidence suggests that the Wugang BIF iron ores were formed in a near-shore continental-shelf environment or in a back-arc basin. The BIF is known as interbedded with migmatite, amphibole gneiss, minor quartz and marble, which indicating lack of volcanic materials input. This study, combined with previous results on geochemical interpretation of related wall rock of Wugang BIF, demonstrated that Wugang BIF belongs to Superior-type BIF.
The Wugang banded iron formation (BIF) is located within the Taihua complex at the southern margin of the North China Craton (NCC). In this study, we analyzed major elements and rare-earth elements in iron ores from the Wugang BIF, to study the type of BIFs and their formation mechanism in combination with previously-published data from the literature. We found that the iron ores from the Wugang BIF display two types of banding textures, which can be described as weak banding or no banding. The samples are composed of coarse-grained magnetite, quartz, pyroxene, and amphibole. Based on our geochemical results, mixing of a hydrothermal fluid with sea water led to the precipitation of the Wugang BIF, and there is evidence of crustal contamination. These results, combined with previous literature data, almost all of the iron ores lack Ce anomalies, though some samples show negative Ce anomalies. Our results indicate that the Wugang BIF was formed in a dominantly reducing environment, although the surfaces were relatively oxidized. Geochemical evidence suggests that the Wugang BIF iron ores were formed in a near-shore continental-shelf environment or in a back-arc basin. The BIF is known as interbedded with migmatite, amphibole gneiss, minor quartz and marble, which indicating lack of volcanic materials input. This study, combined with previous results on geochemical interpretation of related wall rock of Wugang BIF, demonstrated that Wugang BIF belongs to Superior-type BIF.
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문제 정의
이러한 관점에서 본 연구에서는 우강 호상철광상에 수반되어 나오는 철광석을 대상으로 주원소와 희토류원소를 포함한 전암 화학 분석을 통하여 우강 철광상의 성인을 이해 하고자 한다. 또한 지금까지 우강철광 상에 대해 보고된 지구화학분석 결과와 이번 연구 결과를 종합적으로 해석하여 우강 철광상이 형성된 환경을 이해하는데 그 목적을 두었다.
이러한 관점에서 본 연구에서는 우강 호상철광상에 수반되어 나오는 철광석을 대상으로 주원소와 희토류원소를 포함한 전암 화학 분석을 통하여 우강 철광상의 성인을 이해 하고자 한다. 또한 지금까지 우강철광 상에 대해 보고된 지구화학분석 결과와 이번 연구 결과를 종합적으로 해석하여 우강 철광상이 형성된 환경을 이해하는데 그 목적을 두었다.
본 논문에서는 북중국에 타이후아 복합체에 위치하고 있는 우강 호상철광상의 형성 메커니즘을 지구화학적인 방법으로 밝히는 연구를 수행하였다. 연구 결과에 따르면 우강 호상철광상은 주로 해수와 0.
제안 방법
주원소 분석은 X선 형광 분석기(XRF; Shimadzu XRF–1700)를 이용했는데, Li2B4O7 유리 비드(glass bead) 형태의 전처리 과정을 거쳤다.
희토류원소 분석은 유도결합플라즈마 질량 유도(ICP–MS; PERKIN–ELMER SCIEX, ELAN–6100)을 사용하였다.
채취된 시료에 대해 박편을 제작하고, 육안 및 현미경을 통한 박편 관찰을 통하여 암석 중에 포함된 광물들의 특징을 파악하였다. 전암 분석을 위해 모든 시료는 분쇄 후 200mesh 분말로 만들었다.
전암 분석을 위해 모든 시료는 분쇄 후 200mesh 분말로 만들었다. 시료의 주원소(SiO2, Al2O3, TiO2, Fe2O3T, MgO, CaO, Na2O, K2O, MnO, P2O5, and LOI)와 희토류원소(La, Ce,Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Y, Ho, Er, Tm, Yb,and Lu) 분석을 포함한 전암 분석을 서울대학교 공동기기원에서 실시하였다. 주원소 분석은 X선 형광 분석기(XRF; Shimadzu XRF–1700)를 이용했는데, Li2B4O7 유리 비드(glass bead) 형태의 전처리 과정을 거쳤다.
(2018) 또한 우강 호상철광상에 산출되는 철광석에 대해서 암석학적, 지구화학 및 지구 연대학적 연구를 수행한 바 있다. 따라서 본 논문의 연구결과와 Liu et al. (2018)의 연구결과를 비교 검토하여 우강 호상철광상의 성인을 종합적으로 해석 하였다.
, 2010). 해수에서 변칙적으로 나타나는 La와 Pr를 고려하여 Bauand Dulski (1996)이 제안한 (Ce/Ce*)N vs. (Pr/Pr*)N다이어그램을 통해 Ce이상치를 해석하였다. Fig.
대상 데이터
, 2011). 이번 연구 대상 광상인 우강 호상철광상은 북중국의 남쪽 끝인 타이후아 복합체(Taihua complex)에 위치하고 있다.
, 2010; Zhai and Santosh,2013). 우강 호상철광상이 위치하고 있는 타이후아 복합체는 TNCO의 남쪽 끝에 위치하고 있다(Fig. 1). 최근에 보고된 연대측정 결과에 의하면 타이후아 복합체는 시생대인 2.
희토류원소 분석은 유도결합플라즈마 질량 유도(ICP–MS; PERKIN–ELMER SCIEX, ELAN–6100)을 사용하였다. 6000K의 아르곤 플라즈마와1100W의 RF Power의 분석조건에서 실험을 수행하였다.
이론/모형
철광석의 희토류원소 값은 Post–Archean Australian Shale (PAAS)로표준화 하였다(McLennan, 1989).
성능/효과
우강 호상철광상의 주원소 함량은 북중국에 분포되어 있는 여러 호상철광상의 주원소 함량의 평균값과다소 차이를 보였다. 우강 호상철광상의 SiO2함량은 북중국 호상철광상의 평균값에 비해 낮고, Fe2O3T, MgO,CaO 함량이 높은 경향성을 보였다. 이는 우강 호상철광상의 철광석에 상대적으로 풍부하게 들어있는 구성 광물인 휘석 때문이라 생각된다.
연구 광상의 철광석의 희토류 원소 양상은 상대적으로 중희토류원소(heavy rare earth elements)가경희토류원소(light rare earth elements)에 비해 부화된 양상으로 나타나고((La/Yb)N=0.31–0.42), 특징적으로 뚜렷한 양의 Eu 이상치((Eu/Eu*)N=1.77–2.00)와Y 이상치((Y/Y*)N=1.25–1.30)가 나타나고, Ce 이상치((Ce/Ce*)N=0.83–0.99)는 나타나지 않는다(Fig. 5).
, 1992). 이들 원소들의 특징을 통해서 해수뿐만 아니라 열수가 우강 철광상이 형성되는 과정에서 철을 공급에 기여했음을 확인 할 수 있다.
이러한 연구 결과는 앞서 설명한 상대적으로 높은 Al2O3와 TiO2함량 결과와 일치하게 나타나고, 이는 우강 호상철광상의 유입에 지각 물질로부터 철의 공급이 있었음을 뒷받침 해 주고 있다. 결론적으로 우강 호상철광상은 해수와 열수로부터 주로 철을 공급받았고, 부수적으로 육지나 강 주변부로부터도 철을 공급받아 형성되었음을 이번 연구를 통해서 확인할 수 있었다.
63으로 나타난다. 이를 통해서 우강 호상철광상의 철광석이 슈피리어 유형 호상철광상의 특징을 보임을 확인할 수 있었다.
이러한 지구화학적 특징을 설명 할 수 있는 지구조적인 환경은 대륙붕 연안이나 후열도 분지환경이다(Gross, 1980). 결론적으로 우강 호상철광상은 대륙붕 연안이나 후열도분지환경에서 형성되었음을 추론해 볼 수 있고, 이는 우강 호상철광상이 슈피리어 유형 호상철광상에 해당됨을 지시해준다.
1~1 %를 차지하는 열수의 혼합 시스템에 의해 철을 공급받아서 형성되었는데, 이 과정에서 지각으로부터의 철 공급이 있었다. 몇몇의 시료에서 관찰되는 음의 Ce이상치를 통해서 산화 환경에 조성 될 수 있는 대륙붕 연안이나 후열도 분지환경에서 우강 호상철광상이 형성되었음을 추측할 수 있었고, 야외 노두상에서 관찰되는 주변 암상과의 관계를 통해서 화산 활동과의 연관성은 보이지 않음을 확인하였다. 결론적으로 우강 호상철광상은 슈피리어 유형 호상철광상에 해당한다고 판단된다.
몇몇의 시료에서 관찰되는 음의 Ce이상치를 통해서 산화 환경에 조성 될 수 있는 대륙붕 연안이나 후열도 분지환경에서 우강 호상철광상이 형성되었음을 추측할 수 있었고, 야외 노두상에서 관찰되는 주변 암상과의 관계를 통해서 화산 활동과의 연관성은 보이지 않음을 확인하였다. 결론적으로 우강 호상철광상은 슈피리어 유형 호상철광상에 해당한다고 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
호상철광상의 특징은 무엇인가?
호상철광상(Banded Iron Formations)은 선캠브리아기에 형성된 철광상으로 초기 지구의 지각 진화, 대기 중의 산소 농도의 변화, 광합성 세균 역할, 시생대와 원생대의 시기상 경계를 이해하는데 중요한 정보를 제공해 준다(Ohmoto, 2003; Trendall, 2009). 호상철광상은 화산활동과 밀접한 연관성이 있는 알고마 유형(Algoma–type)과 상대적으로 화산활동과 연관성이 적고, 대륙에서 기인된 슈피리어 유형(Superior–type) 호상철광상으로 분류된다(Gross, 1980) .
호상철광상을 어떻게 구분할 수 있는가?
호상철광상(Banded Iron Formations)은 선캠브리아기에 형성된 철광상으로 초기 지구의 지각 진화, 대기 중의 산소 농도의 변화, 광합성 세균 역할, 시생대와 원생대의 시기상 경계를 이해하는데 중요한 정보를 제공해 준다(Ohmoto, 2003; Trendall, 2009). 호상철광상은 화산활동과 밀접한 연관성이 있는 알고마 유형(Algoma–type)과 상대적으로 화산활동과 연관성이 적고, 대륙에서 기인된 슈피리어 유형(Superior–type) 호상철광상으로 분류된다(Gross, 1980) .
우강 호상철광상의 형성 메커니즘으로 알 수 있는 것은 무엇인가?
본 논문에서는 북중국에 타이후아 복합체에 위치하고 있는 우강 호상철광상의 형성 메커니즘을 지구화학적인 방법으로 밝히는 연구를 수행하였다. 연구 결과에 따르면 우강 호상철광상은 주로 해수와 0.1~1 %를 차지하는 열수의 혼합 시스템에 의해 철을 공급받아서 형성되었는데, 이 과정에서 지각으로부터의 철 공급이 있었다. 몇몇의 시료에서 관찰되는 음의 Ce이상치를 통해서 산화 환경에 조성 될 수 있는 대륙붕 연안이나 후열도 분지환경에서 우강 호상철광상이 형성되었음을 추측할 수 있었고, 야외 노두상에서 관찰되는 주변 암상과의 관계를 통해서 화산 활동과의 연관성은 보이지 않음을 확인하였다. 결론적으로 우강 호상철광상은 슈피리어 유형 호상철광상에 해당한다고 판단된다.
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