초록
선캠브리아기 변성퇴적암류를 관입하고 있는 탄산염암에 배태하는 홍천 철-희토류 광상은 자철석, 안케라이트, 능철석, 마그네사이트, 스트론티아나이트 등의 다양한 탄산염광물과 모나자이트, 아지린휘석, Na가 섬석 및 황화광물들이 산출되어 이들 암석의 지화학적특성과 성인을 규명하고자 주 원소, 미량원소, 희토류원소 및 산소-탄소의 안정동위원소의 광물 및 암석화학연구가 이루어졌다. 각 원소(주원소, 미량원소, 희토류원소)들을 본 연구지역의 탄산염암과 유사한 철질 카보나타이트(ferro-carbonatite)와 비교하면 주 원소에서는 농집된 FeO와 결핍된 CaO가 관찰되며, $SiO_2$가 증가하면서 $TiO_2$와 $A1_2O_3$증가, CaO, FeO, MgO 및 $P_2O_{5}$의 약한 감소가 인지되나 분산되어 뚜렷한 경향은 아니다. 미량원소는 Nb, Zr 및 Zn이 철질 카보나타이트보다 결핍되어 나타나며, $SiO_2$의 증가에 따른 V 및 Ni의 증가, U 및 Rb의 미약한 증가가 확인되나 타 원소들은 분산되어 뚜렷한 경향을 나타내지 않는다. 희토류원소는 전희토류(TREE)함량이 매우 높고 La, Ce, Pr, Nd 및 Sm 같은 경희토류의 농집, 그리고 결핍된 중희토류로 인하여 높은 La/Lu 값을 보이고 있다. 안케라이트, 스트론티아나이트 및 전암의 산소 및 탄소 안정동위원소 결과는 본 암이 화성기원의 카보나타이트용융체에서 유래된 것으로 나타난다. 홍천 철-희토류 광상 탄산염암의 암석화학적 특성은 일반적인 철질 카보나타이트와는 차이가 있으며 러시아 Kovdor 및 핀랜드 Sokli 지역에서 산출되는 카보나타이트의 일종인 포스코라이트(phoscorite)의 암석화학성분과 매우 유사하다.
In order to understand its origin and petrogenesis, petrochemical studies of major, trace elements, REE, and stable isotopes of oxygen and carbon from the Hongcheon Fe-REE deposits have been investigated. The Hongcheon Fe-REE deposit intruding into Precambrian metasedimentary rocks consists of magnetite, various carbonates such as ankerite, siderite, magnesite and strontianite, monazite, aegirine-augite, Na-amphibole, and sulfides. Compared with major elements abundances of typical ferro-carbonatites, the Hongcheon Fe-REE deposit is enriched in FeO and depleted in CaO with increasing of $SiO_2$, where $TiO_2$and $A1_2O_3$increased and CaO, FeO, MgO and $P_2O_5$ are slightly decreased, but those are rather scattered and their trends are somewhat ambiguous. V Ni, U and Rb slightly increasing with of $SiO_2$increase and scattering or no trends of other detected elements. Nb, Zr and Zn are depleted then the abundances of typical ferro-carbonatites (Woolley and Kempe, 1989). In rare earth elements a large enrichment of total REE (maximum 14.8 wt%) and LREE relative to chondrites and HREE depleted more then the values of ferro-carbontites therefore La/Lu ratios shows large abundances (max. 16,197). The results of stable isotopes of O and C from minerals of ankerite and strontianite and whole rocks represent studied rocks are from igneous carbonatitic melts. Although petrochemical characteristics of the Hongcheon Fe-REE deposits are somewhat different from normal ferro-carbonatites from the world, this discrepancy suggests another conclusion that petrochemical characteristic of the studied Fe-REE mineralized rocks are similar to those of phoscorites from Kovdor, Russia and Sokli, Finland showing the same petrochemical compositions described above.
