Phase equilibria between coexisting minerals in the talc ores and process of talc formation in the Daeheung Talc Deposits, Korea

대흥활석광상에 있어서 공존하는 광물의 상평형과 활석화 과정

The talc ore deposits can be divided into chloritic and dolomitic ores according to mineral assemblages. The former is mainly composed of chlorite and talc accompanied with dolomite, muscovite and opaque mineral, and the latter of dolomite and talc with serpentine, calcite and magnesite in places. Talc was originated from chlorite and serpentine. Carbonate minerals were formed either directly from the introduced hydrothermal solution or secondarily as a by-product of steatitization of chlorite and serpentine. The process of talc formation may be governed by the chemical composition of the host rocks and the amount and/or chemical composition of the hydrothermal solution which may be different in places. However, the representative reactions producing talc from chlorite and serpentine are as follows : (1) chlorite+$Mg^{++}+Si^{4+}+H_2O$=talc, (2) chlorite+$Mg^{++}+Si^{4+}+Ca^{++}+CO_2+O_2+H_2O$=talc+ dolomite+ magnesite, and (3) serpentine +$Mg^{++}+Fe^{++}+Si^{4+}+Ca^{++}+CO_2+H_2O$=talc+dolomite. The reactions indicate that the carbonate minerals can be formed when the hydrothermal solution have high $fO_2$ and $fCO_2$. The steatitization might be proceeded by the hydrothermally metasomatic reaction between chlorite schist or chlorite gneiss intercalated in the granitic gneiss and hydrothermal solution accompanied to the wet granitization.

대흥활석광상의 광석은 크게 녹니석질과 돌로마이트질로 구분되어지며 전자는 주로 녹니석과 활석, 그리고 소량의 돌로마이트, 백운모 및 불투명광물로, 후자는 활석과 돌로마이트, 그리고 사문석 및 방해석으로 구성되어 있으며 마그네사이트가 산출되기도 한다. 녹니석질 광석에서는 녹니석이, 그리고 돌로마이트질 광석에서는 사문석과 녹니석이 활석화되어 있으며 탄산염광물들은 도입된 열수용액으로부터 또는 활석화작용의 부산물로 생성되어졌다. 이것은 원암의 화학조성과 도입되는 열수용액의 화학조성 및 양이 부분적으로 다름에 기인하는 것으로 생각된다. 그러나 공존하는 활석과 녹니석, 그리고 활석과 사문석 사이의 Mg, Al 및 Fe등이 주성분들은 화학적 평형을 이루고 있어 활석화작용이 안정되게 진행되었음을 나타내고 있다. 활석이 녹니석과 사문석으로부터 생성되는 과정의 대표적인 반응식은 다음과 같다. (1)녹니석+$Mg^{++}+Si^{4+}+H_2O$=활석, (2)녹니석+$Mg^{++}+Si^{4+}+Ca^{++}+CO_2+O_2+H_2O$=활석+돌로마이트+자철석, 및 (3) 사문석+$Mg^{++}+Fe^{++}+Si^{4+}+Ca^{++}+CO_2+H_2O$=활석+돌로마이트, 열수용액에는 비교적 많은 양의 Mg와 Si가 함유된 것으로 생각되며 $fO_2$ 및 $fCO_2$가 높은 경우 탄산염광물이 형성되었다. 따라서 활석화작용은 화강암화작용에 수반된 열수용액이 편마암류내에 협재된 녹니석편암 또는 녹니석편마암과 반응하여 열수변성교대작용에 의하여 이루어졌다고 생각된다.