[논문]삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모와 철백운석의 산상 및 화학조성

유봉철

doi:10.22807/kjmp.2020.33.1.53

삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모와 철백운석의 산상 및 화학조성
Occurrence and Chemical Composition of White Mica and Ankerite from Laminated Quartz Vein of Samgwang Au-Ag Deposit, Republic of Korea 원문보기

광물과 암석 = Korean journal of mineralogy and petrology, v.33 no.1, 2020년, pp.53 - 64

초록
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삼광 금-은 광상은 과거에 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나이다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 부정합으로 피복한 쥐라기 백운사층으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형 금-은 광상이다. 이 광상에는 일반적으로 엽리상 석영맥이 관찰되며 석영, 철백운석, 백색운모, 녹니석, 인회석, 금홍석, 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석 등으로 구성된다. 엽리상 석영맥과 모암변질에서 산출되는 백색운모의 화학조성은 (K_1.02-0.82Na_0.02-0.00Ca_0.00)(Al_1.73-1.58Mg_0.26-0.16Fe_0.23-0.10Mn_0.00Ti_0.03-0.01Cr_0.01-0.00)(Si_3.35-3.22Al_0.79-0.65)O₁₀(OH)₂ 및 (K_0.75-0.67Na_0.01Ca_0.00) (Al_1.78-1.74Mg_0.16-0.15Fe_0.15-0.13Mn_0.00Ti_0.04-0.02Cr_0.01-0.00)(Si_3.33-3.26Al_0.74-0.67)O₁₀(OH)₂로써 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모에서 층간 양이온(K+Na+Ca)과 팔면체 자리에서의 Fe+Mg+Mn+Ti 함량이 높게 산출된다. 이 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환((Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV) 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환에 의해 일어났음을 알 수 있다. 엽리상 석영맥에서 산출되는 철백운석은 결정방향에 따라 서로 다른 상들이 교호하며 산출되며 이들 상들에서는 FeO 및 MgO 함량 변화가 관찰된다. 따라서 삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥 형성은 조산형 금은 광상의 형성 시 주 광화시기인 연성전단(ductile shear) 시기에 형성되었음을 알 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Samgwang deposit has been one of the largest deposits in Korea. The deposit consists of series of host rocks including Precambrian metasedimentary rocks and Jurassic Baegunsa formation, which unconformably overlies the Precambrian metasedimentary rocks. The deposit consists of eight lens-shaped quartz veins which filled fractures along fault zones in Precambrian metasedimentary rock, which feature suggest that it is an orogenic-type deposit. Laminated quartz veins are common in the deposit which contain minerals including quartz, ankerite, white mica, chlorite, apatite, rutile, arsenopyrite, sphalerite, chalcopyrite and galena. The structural formulars of white micas from laminated quartz vein and wallrock alteration are determined to be (K1.02-0.82Na0.02-0.00Ca0.00)(Al1.73-1.58Mg0.26-0.16Fe0.23-0.10Mn0.00Ti0.03-0.01Cr0.01-0.00)(Si3.35-3.22Al0.79-0.65)O10(OH)2 and (K0.75-0.67Na0.01Ca0.00) (Al1.78-1.74Mg0.16-0.15Fe0.15-0.13Mn0.00Ti0.04-0.02Cr0.01-0.00)(Si3.33-3.26Al0.74-0.67)O10(OH)2, respectively. It suggest that white mica from laminated quartz vein has higher interlayer cation (K+Na+Ca) and Fe+Mg+Mn+Ti content in octahedral site compared to the white mica from the wallrock alteration. Compositional variations in white mica from laminated quartz vein can be caused by phengitic or Tschermark substitution ((Al3+)VI+(Al3+)IV (Fe2+ or Mg2+)VI)+(Si4+)IV) and (Fe3+)VI (Al3+)VI substitution. Ankerite from laminated quartz vein has compositional variations of FeO and MgO contents along crystal growth direction. The geochemical and textural features suggest that laminated quartz vein from the Samgwang gold-silver deposit was formed during ductile shear stage, which is an important main gold-silver ore-forming event in orogeinc deposit.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Generalized geological map of the Samgwang Au-Ag deposit, showing the orientation of the principal quartz veins ( 1 = Guksa v ein, 2 = B ongamri v ein, 3 = S inri v ein, 4 = D aeheung 1 v ein, 5 = D aeheung 2 v ein ( Yoo et al., 2009).
그림 Fig. 2. Photographs of laminated quartz vein samples from the Samgwang Au-Ag deposit.
표 Table 1. Chemical composition of white mica from the Samgwang Au-Ag deposit
그림 Fig. 3. Photograph, microphotograph and BSEs of minerals representative for laminated quartz veins from the Samgwang Au-Ag deposit.
그림 Fig. 4. Compositional variations of white micas from the Samgwang Au-Ag deposit (Modified after Craw and MacKenzie, 2016).
그림 Fig. 5. Compositional variation in white mica in terms of total Si (apfu) vs. Fe+Mg (apfu) (Modified after Christie and Brathwaite, 2003).
그림 Fig. 6. Compositional variation in white mica from Samgwang Au-Ag deposit.
표 Table 2. Chemical composition of ankerite from the Samgwang Au-Ag deposit
그림 Fig. 7. Ternary plots of ankerite compositions calculated from EPMA analyses in samples of laminated quartz vein and wallrock.

AI 본문요약
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문제 정의

, 2002; 2009; 2010) 엽리상 석영맥내에 산출되는 광물들에 대한 산상 및 화학조성은 연구되지 않았다. 따라서 이 연구에서는 엽리상 석영맥내에 산출되는 백색운모와 철백운석의 산출상태 및 화학조 성을 토대로 기 연구된 삼광 금-은 광상 및 조산형 금 광상에서 산출되는 백색운모 및 철백운석의 화학 조성을 비교함으로써 그 특징을 고찰해 보고자 한다.
1). 이 광상의 주변지질 및 광상개요는 기존연구(Yoo et al., 2002; 2009; 2010)에서 보고되어 있어 여기에서는 간략하게 기술하고자 한다. 이 광상의 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 부정합으로 피복한 쥐라기 백운사층이 분포된다(Fig.

제안 방법

삼광 금-은 광상의 지질광상조사 시 현장에서 엽리상 석영맥에 대한 산상과 더불어 실내실험을 위해 채취한 엽리상 석영맥 시료들에 대한 암편들을 제작하여 조직, 산출광물 및 산출광물의 공생관계를 관찰하였다(Fig. 2).
삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 광물의 산상을 알아보기 위하여 지질광상조사와 더불어 시료채취를 수행하였다.
더불어 팬자이틱 또는 Tschermark 치환((Al3+)VI+(Al3+)IV (Fe2+ 또는 Mg2+)VI+(Si4+)IV)과 층간 양이온 자리에서 Na+ K+ 치환간의 관계를 알아보기 위하여 total Al 대 K/ (K+Na+2Ca) 관계도에 도시하여 보았다(Fig. 6c).
또한 팬자이틱 또는 Tschermark 치환((Al3+)VI +(Al3+)IV (Fe2+ 또는 Mg2+)VI+(Si4+)IV)과 illitic 치환 ((K+)interlayer cation site+(Al3+) IV(Si4+)IV+( )interlayer cation site)간의 관계를 알아보기 위하여 total Al 대 K+ Na+ 2Ca 관계도에 도시하여 보았다(Fig. 6b).
삼광 금-은 광상과 Reefton goldfield의 조산형 금 광상에서 산출되는 백색운모에 대한 치환 유형을 알아보기 위해 우선 팬자이틱 또는 Tschermark 치환((Al3+)VI +(Al3+)IV (Fe2+ 또는 Mg2+)VI +(Si4+ )IV)과 직접적인 (Fe3+)VI (Al 3+)VI 치환간의 관계를 알아보았다.
삼광 금-은 광상에서 산출되는 백색운모에 대한 층간 양이온의 K 함량, 팔면체 및 사면체 자리에서의 Si 및 Al 함량을 기초로 Macraes 조산형 금 광상과 Reefton goldfield의 조산형 금 광상에서 산출되는 백색운모들과 비교하여 보았다(Fig. 4). 뉴질랜드의 Macraes 조산형 금 광상과 호주의 Reefton goldfield 의 조산형 금 광상는 전세계적으로 잘 알려진 조산형금 광상이며 또한 백색운모에 대한 체계적인 연구가 된 광상들이다.
채취된 시료들에 대해선 암석절단기를 이용하여 우선 암편(rock slab)을 제작하여 조직 및 산출광물의 종류, 산상 등을 관찰하였다. 이것을 토대로 연마박편을 제작하여 편투과/반사현미경 관찰을 통하여 광물의 종류, 산상 및 공생관계를 관찰하였다. 백색운모와 철백운석의 화학조성은 전북 테크노파크 연구개발지원센터에서 보유하고 있는 Shimazu사의 EPMA-1610(5채널 및 EDX가 부착)을 이용하여 수행하였다.
삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 광물의 산상을 알아보기 위하여 지질광상조사와 더불어 시료채취를 수행하였다. 채취된 시료들에 대해선 암석절단기를 이용하여 우선 암편(rock slab)을 제작하여 조직 및 산출광물의 종류, 산상 등을 관찰하였다. 이것을 토대로 연마박편을 제작하여 편투과/반사현미경 관찰을 통하여 광물의 종류, 산상 및 공생관계를 관찰하였다.

대상 데이터

이것을 토대로 연마박편을 제작하여 편투과/반사현미경 관찰을 통하여 광물의 종류, 산상 및 공생관계를 관찰하였다. 백색운모와 철백운석의 화학조성은 전북 테크노파크 연구개발지원센터에서 보유하고 있는 Shimazu사의 EPMA-1610(5채널 및 EDX가 부착)을 이용하여 수행하였다. 분석조건은 가속전압 15 keV, 시료 전류 2.
분석조건은 가속전압 15 keV, 시료 전류 2.0×10-8A, 전자선의 크기 5~10 μm이며 표준시료는 Si, Na: 알바이트(albite), Ti: titanium monoxide, Al, K: 정장석, Fe: 황철석, Mn: 장미휘석, Mg: MgO, Ca: 규회석, Cr: metal Cr, Hf:metal Hf, W: metal W, V: metal V, Nb: metal Nb, Ta: metal Ta를 사용하였다.

성능/효과

4a). 더불어 Fig. 4에서 보는 것과 같이, 이들 광상에서 산출되는 백색운모의 Si 및 K 함량은 각 정출시기에 따라 함량이 다르며 특히 삼광 금-은 광상의 엽리상 백색운모의 화학조성은 Macraes 조산형 금 광상의 mineralised schist (광 화작용의 ductile shear 시기)에서 산출되는 백색운모의 화학조성과 매우 유사함을 알 수 있다. 또한 팔면체 자리에서의 Fe+Mg 함량과 사면체 자리에서의 Si 함량을 기초로 삼광 금-은 광상의 백색운모와 Reefton goldfield의 조산형 금 광상에서 산출되는 백색운모와 비교해 본 결과, 삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모는 Reefton goldfield의 조산형 금 광상에서 산출되는 백색운모보다 Fe+Mg 및 Si 함량이 다소 높은 값을 갖는다(Fig.
4에서 보는 것과 같이, 이들 광상에서 산출되는 백색운모의 Si 및 K 함량은 각 정출시기에 따라 함량이 다르며 특히 삼광 금-은 광상의 엽리상 백색운모의 화학조성은 Macraes 조산형 금 광상의 mineralised schist (광 화작용의 ductile shear 시기)에서 산출되는 백색운모의 화학조성과 매우 유사함을 알 수 있다. 또한 팔면체 자리에서의 Fe+Mg 함량과 사면체 자리에서의 Si 함량을 기초로 삼광 금-은 광상의 백색운모와 Reefton goldfield의 조산형 금 광상에서 산출되는 백색운모와 비교해 본 결과, 삼광 금-은 광상의 엽리상 석영맥에서 산출되는 백색운모는 Reefton goldfield의 조산형 금 광상에서 산출되는 백색운모보다 Fe+Mg 및 Si 함량이 다소 높은 값을 갖는다(Fig. 5).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	금-은 광상이 형성된 시기는 언제인가?	금-은 광상들은 선캠브리아기로부터 현세까지 다양한 지질환경에서 형성되었다. 이들 금-은 광상들은 지체구조으로 해양호(oceanic arc)에서 배호확장대(backarc extension)까지 다양한 광상형으로 산출된다 (Groves et al.
	한국에서 가장 큰 금-은 광상은 무엇인가?	삼광 금-은 광상은 과거에 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나이다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 부정합으로 피복한 쥐라기 백운사층으로 구성된다.
	삼광 금-은 광상 주변지질은 어떻게 구성되어 있는가?	삼광 금-은 광상은 과거에 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나이다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 이를 부정합으로 피복한 쥐라기 백운사층으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형 금-은 광상이다.

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