A Geochemical Study on Trace Elements in the Granitic Rocks in relation to Mineralization in the Limestone Area of the Taebaegsan Basin

화강암류중 미량원소와 태백산분지내 석회암지역 광화작용과의 지구화학적 관계

Various skarn ore deposits of Pb-Zn, Fe-Cu, W-Mo and others are widely distributed in the study area which consists mainly of Cambro Ordovician calcareous rocks. The ore deposits are all in close association with specific types of granitic rocks of mid-late Cretaceous age according to the kinds of ores: Fe-Cu deposit with granodiorite-quartz monzodiorite, Pb-Zn deposit with granite-granodiorite, W-Mo deposit with granite, and Mn deposit with quartz porphyry. The granitic rock of Fe-Cu deposit has lower content in K and higher in Ca than those of Pb-Zn deposits. On the contrary, the granitic rock of W-Mo deposit has much higher content in K and lower in Ca in comparison to those of Pb-Zn deposits. However, the granitic rock of Mn deposit shows similar variation to those of Pb-Zn deposits. Lithophile trace elements of Sr and Rb tend to vary in close relation with major elements of K and Ca, respectively. In good contrast, chalcophile elements of Cu, Pb, Zn, Wand Mo are enriched in the granitic rocks of their ore deposits, and other trace elements of Ni and Co show a trend to vary in relation with Mg, Fe and Cu, which have the same replacement index (0.14) as Ni and Co. Average K/Rb and Ca/Sr ratios of the granitic rocks range nearly within 300~150 and 150~40, respectively, and the distribution pattern of the ratios is different according to the kind of ore deposits: Fe-Cu deposit is plotted toward K-Rb poor region whereas Pb-Zn and W-Mo deposits toward K-Rb rich region. In contrast, Fe-Cu and Fe deposits are plotted toward Ca-Sr rich region whereas Pb-Zn deposit toward Ca-Sr poor region. The variation trend of chemical elements of the mid-late Cretaceous granitic rocks in the study area is similar to that of the Cretaceous granitic rocks in the Gyeongsang Basin. Therefore, this geochemical result may be applicable to determining what kinds of ore deposits a Cretaceous granitic rock is favourable for, and whether it is productive or non-productive for systematic geochemical exploration works.

태백산 광화대에는 연-아연, 철-동 및 중석-휘수연 등의 스카른광상이 캠브리아-오도비스기의 석회질퇴적암을 주 모암으로 하여 중-후기 백악기의 화강암류와 밀접한 관계을 갖고 발달하여 있다. 이들 광상들의 화강암류와의 수반관계를 보면 철-동광상은 화강섬록암-석영몬조니암, 연-아연광상은 화강암-화강섬록암, 중석-휘수연광상은 화강암, 그리고 망간광상은 석영반암에 수반되는 경향이 있다. 화강암류의 화학조성을 보면 철-동광상과 관련된 화강암류는 연-아연광상과 관련된 것보다 K은 낮고 Ca은 높은 함량을 보이며 반대로 중석-휘수연광상과 관련된 화강암은 연-아연광상과 관련된 것보다 K은 높고 Ca은 낮은 함량을 보인다. 그러나 망간광상과 관련된 화강암은 연-아연광상과 관련된 것에 유사한 변화를 보인다. 마량원소중 친석원소인 Rb과 Sr은 K과 Ca에 관련된 변화를 보이며 이와는 대조적으로 친동원소인 Cu, Pb, Zn, W 및 Mo은 이들 원소의 광상과 관련된 화강암류에서 그 함량이 높고 기타 Ni과 Co는 교대지수 (0.14) 가 같은 Mg, Fe 및 Cu와 관계된 변화를 보인다. 화강암류의 평균 K/Rb 및 Ca/Sr 비가 보이는 범위는 각각 300~150 및 150~40내에 속하는데 K-Rb함량이 낮은 영역에는 철-동광상이 그리고 K-Rb 함량이 높은 영역에는 연-아연 및 중석-휘수연광상이 점시되고 대조적으로 Ca-Sr함량이 높은 영역에는 Fe-Cu 및 Fe광상이 그리고 Ca-Sr함량이 낮은 영역에는 연-아연광상이 점시된다. 태백산 광화대내 백악기 화강암류중 원소가 보이는 함량변화는 경상분지내 백악기 화강암류의 것과 대체로 유사한 경향을 보이고 있으므로 본 지화학적 연구의 결과는 어느 한 지역에서 백악기 화강암류와 관련된 광상을 대상으로 지화학탐사를 실시할 때 그 화강암체의 광종과 생산성여부를 결정하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.