• 자원환경지질
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• 제36권6호
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• pp.391-405
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• 2003

대봉 금-은광상은 선캠브리아기 경기육괴의 호상 또는 화강편마암내에 발달된 단열대(NE, NW)를 따라 충진한 중열수 괴상석영맥광상이다. 광석광물의 산출조직과 공생관계에 의하면, 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 괴상백색석영맥(광화I시기)과 투명석영시기(광화II시기)로 구성된다. 광화I기는 3회의 substages로 구분된다. 각 substage의 광석광물은 다음과 같다: 1) 광화I시기 조기=자철석, 자류철석, 유비철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 2) 광화I시기 중기=자류철석, 유비철석, 황철석, 백철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 에렉트럼과 3) 광화I시기 말기=황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 에렉트림, 휘은석. 광화II시기의 광석광물로는 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석 및 에렉트럼이 관찰된다. 유체포유물의 체계적 연구에 의하면, 물리-화학적 상태가 상반되는 유체가 관찰된다: 1) 광화 I시기 조기와 중기 광석광물 정출과 관련된 $H_2O-CO_2-CH_4-NaCl{\pm}N_2$ 유체(조기=균일화온도: 203∼388^{\circ}C$, 압력: 1082∼2092 bar, 염농도: 0.6∼13.4wt.%, 중기=균일화온도: 215∼280^{\circ}C$, 염농도: 0.2∼2.8wt.%), 2) 광화I시기 말기와 광화II시기 광석광물과 관련된 $H_2O-NaCl{\pm}CO_2$ 유체(광화I시기 말기=균일화온도: 205∼2$88^{\circ}C$, 압력: 670bar, 염농도: 4.5∼6.7wt.%, 광화II시기=균일화온도: 201∼358^{\circ}C$, 염농도: 0.4∼4.2wt.%)이다. 광화I시기 조기의 $H_2O-CO_2-CH_4-NaCl{\pm}N_2$계 유체는 유체압력의 차이에 의해 CO_2$ 상분리가 일어났으며 광화작용이 진행됨에 따라 $H_2O-NaCl{\pm}CO_2$계 유체로 진화되었다. 또한 여기에 기원이 다른 $H_2O$-NaCl계 유체의 유입에 의해 혼입 및 희석작용으로 염농도의 감소가 있었다고 생각된다. 광화II시기 좀더 가열된 $H_2O-NaCl{\pm}CO_2$ 계 유체는 불혼합, 희석 및 냉각작용이 있었던 것으로 생각된다. 열수용액의 {\gamma}^{34}$S__{H2S}$ 값은 3.5∼7.9{\textperthansand}$로서 황은 주로 화성기원이지만 부분적으로 모암내의 황에서도 기원되었다고 생각된다. 광화유체의 산소({\gamma}^{18}O_{H2O}$)와 수소({\gamma}$D)안정동위원소값이 광화I시기에는 각각 11∼9.${\textperthansand}$, -92∼-86${\textperthansand}$, 광화 II시기에는 각각 0.3${\textperthansand}$(${\gamma}^{18}O_{H2O}$),-93${\textperthansand}$({\gamma}$D)이며, 리본-호상구조를 보이는 것으로 보아 대봉광상의 광화유체에 대한 기원과 진화과정을 두 가지로 생각할 수 있다. 1) 마그마유체로부터 광화작용이 진행됨에 따라 계속적인 순환수의 혼입이 있었으며 2) 조기 마그마${\pm}$변성유체에서 유체압력의 차에 의해 $CO_2$ 상분리와 더불어 계속적인 ${\gamma}$D가 높은 순환수의 혼입이 있었던 것으로 해석할 수 있다.있다.

• 한국광물학회지
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• 제32권2호
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• pp.127-143
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• 2019

철마산 일대의 지질은 하부로부터 선캠브리아기의 소근리층, 화강암질편마암, 엽리상 흑운모화강암, 엽리상 운모화강암, 염기성암맥 및 산성암맥으로 구성된다. 이 일대의 희토류 광화작용은 화강암질편마암과 엽리상 운모화강암에서 관찰된다. 이들 암석에서 소량 희토류 원소 및 토륨을 함유한 광물들은 저어콘($Y_2O_3$ 0.00~1.18 wt.%, $Gd_2O_3$ 0.00~0.59 wt.%, $Er_2O_3$ 0.00~0.22 wt.%, $Yb_2O_3$ 0.00~0.34 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.00~0.48 wt.%, $ThO_2$ 0.00~0.33 wt.%), 토리아나이트($Nd_2O_3$ 0.00~0.24 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.00~0.26 wt.%), 베르시에린($La_2O_3$ 0.04~0.26 wt.%, $Nd_2O_3$ 0.00~0.20 wt.%, $Tb_2O_3$ 0.04~0.12 wt.%, $Dy_2O_3$ 0.17~0.26 wt.%, $Er_2O_3$ 0.33~0.44 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.00~0.19 wt.%, $ThO_2$ 0.61~0.93 wt.%), 녹니석($La_2O_3$ 0.44~0.68 wt.%, $Ce_2O_3$ 0.12~0.13 wt.%, $Nd_2O_3$ 0.31~0.44 wt.%, $Eu_2O_3$ 0.03~0.08 wt.%, $Dy_2O_3$ 0.09~0.21 wt.%, $Ho_2O_3$ 0.04~0.14 wt.%, $Er_2O_3$ 0.18~0.32 wt.%, $Lu_2O_3$ 0.07~0.21 wt.%, $ThO_2$ 0.00~0.97 wt.%), 흑운모($Nd_2O_3$ 0.02~0.08 wt.%, $Gd_2O_3$ 0.07~0.08 wt.%, $Tb_2O_3$ 0.02~0.07 wt.%, $Dy_2O_3$ 0.35~0.43 wt.%, $Ho_2O_3$ 0.15~0.26 wt.%, $Er_2O_3$ 0.24~0.28 wt.%, $Yb_2O_3$ 0.06~0.18 wt.%, $ThO_2$ 0.00~0.12 wt.%), 정장석($Dy_2O_3$ 0.05~0.12 wt.%, $Ho_2O_3$ 0.05~0.06 wt.%, $Er_2O_3$ 0.28 wt.%, $Yb_2O_3$ 0.06~0.12 wt.%) 및 사장석($Ho_2O_3$ 0.01~0.03 wt.%, $Er_2O_3$ 0.10~0.27 wt.%, $ThO_2$ 0.11~0.13 wt.%)이며 희토류 광물로는 바스트나사이트와 퍼구소나이트이다. 희토류 광물들은 주로 장석류, 운모류, 저어콘, 인회석 및 티탄철석의 간극을 따라 산출된다. 따라서 철마산 일대의 희토류 광화작용 산물인 바스트나사이트와 퍼구소나이트는 화강암질편마암과 엽리상 운모화강암의 형성 시 희토류 원소 및 토륨이 구성광물 내에 소량 함유되어 있었으며 그후 계속된 화성활동 및 변성작용에 의하여 기존 광물 내에 함유되어 있던 희토류 원소가 재 농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

• 광물과 암석
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• 제35권4호
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• pp.469-484
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• 2022

장군 연-아연 광상은 남한의 4대(연화 광상, 신예미 광상, 울진 광상) 연-아연 광상중의 하나이었다. 이 광상 지질은 선캠브리아기의 원남층, 율리층군, 캠브리안기내지 오도비스기의 장산규암층, 두음리층, 장군 석회암층, 석탄기내지 이엽기의 동수곡층, 재산층, 쥐라기의 동화지층 및 이들을 관입한 중생대의 춘양화강암류로 구성된다. 이 연-아연 광상은 고생대 캠브리안기내지 오도비스기의 장군석회암층에 배태되는 열수교대형 광상에 해당된다. 이 광상의 연-아연 광화작용과 관련된 모암변질작용은 주로 능망간석화작용과 돌로마이트화 작용이 관찰되나 황철석화작용, 견운모화작용 및 녹니석화작용 등도 관찰된다. 모암변질작용은 연-아연 광체 에서 모암으로 감에 따라 연-아연 광체 -> 능망간석대 -> 돌로마이트대 -> 돌로마이트질 석회암대 -> 석회암 및 돌로마이트 대리암 변화된다. 백색운모는 모암변질대(능망간석화작용과 돌로마이트화작용)에서 Ca-돌로마이트, Ferroan ankerite, sideroplesite, 금홍석, 인회석, 유비철석, 황철석, 섬아연석, 방연석, 석영, 녹니석 및 방해석 등과 함께 중립내지 세립질 입단으로 산출된다. 이 백색운모의 화학조성은(K_0.77-0.62Na_0.03-0.00Ca_0.03-0.00Ba_0.00Sr_0.01)_0.82-0.64(Al_1.72-1.48Mg_0.48-0.20Fe_0.04-0.01Mn_0.03-0.00Ti_0.01-0.00Cr_{0.00As0.01-0.00}Co_0.03-0.00Zn_0.03-0.00Pb_0.05-0.00Ni_0.01-0.00)_2.07-1.92 (Si_3.43-3.33Al_0.67-0.57)_4.00O₁₀(OH_1.94-1.80F_0.20-0.06)_2.00로써 이론적인 이중팔면체형 운모류 값보다 Si가 높고 K, Na, Ca는 낮다. 또한 장군 연-아연 광상, 연화1 연-아연 광상 및 백전 금-은 광상의 모암변질대와 구문소일대 석회암에서 산출되는 백색운모는 백운모와 팬자이트에 해당되나 둔전 금-은 광상의 모암변질대에서 산출되는 백색운모는 백운모에 해당된다. 더불어 이들 광상의 모암변질대 및 구문소일대 석회암에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환 메카니즘(장군 연-아연 광상), 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환과 일부 illitic 치환 메카니즘(연화1 연-아연 광상, 둔전 금-은 광상, 백전 금-은 광상) 및 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환과 일부 illitic 치환 및 Na⁺ <-> K⁺ 치환 메카니즘(구문소일대)에 의해 일어났음을 알 수 있다.

• 광물과 암석
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• 제36권3호
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• pp.185-197
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• 2023

구봉 금-은 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상으로 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 대한광업진흥공사는 이 광상의 남부에서 시추(90-12)를 통한 심도 -728 ML에서 27.9 g/t Au 품위를 갖는 0.9 m 폭을 갖는 석영맥(6호맥)을 착맥하였으며 2004년 재차 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 2004년 시추 현장에서 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들(04-1)을 채취하여 함 티타늄 광물들(티탄철석, 금홍석)의 산상과 화학조성을 연구하였다. 심도 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 금홍석은 모암변질대에서 칼리장석, 흑운모, 석영, 방해석, 녹니석 및 황철석과 함께 산출된다. 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 티탄철석과 금홍석은 모암변질대와 석영맥에서 백색운모, 녹니석, 인회석, 저어콘, 석영, 방해석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 이들 광물조합을 토대로, 금홍석은 열수 용액에 의한 모암내 Ti을 풍부하게 함유한 흑운모의 열수변질작용(녹니석화작용) 시 형성된 것으로 생각된다. 티탄철석은 최대 0.09 wt.% (HfO₂), 0.39 wt.% (V₂O₃), 0.54 wt.% (BaO) 함량이 함유되어 있다. 심도 -275 ML과 -779 ML에서 산출되는 금홍석의 화학조성을 비교하면, 심도 -779 ML의 광맥(6호맥)의 금홍석에서 WO₃, FeO 및 BaO 원소들의 함량이 높다. 이들 미량원소들은 심도 -275 ML의 금홍석 Ba²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (Nb⁵+, Ta⁵⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ + Fe²⁺, 2V⁴⁺ + (W⁵⁺, Ta⁵⁺, Nb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + Al³⁺ + (Fe²⁺, Ba²⁺), Al³⁺ + V⁴⁺ + (Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + 2Fe²⁺, 심도 -779 ML의 금홍석 2(Fe²⁺, Ba²⁺) + Al³⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + (V⁴⁺, Hf⁴⁺), Fe²⁺ + Al³⁺ + Hf⁴⁺ + (W⁵⁺, Nb⁵⁺, Ta⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺ + V⁴⁺ + Ba²⁺로써 치환관계가 있었다. 이들 자료와 기 연구된 조산형 금 광상에서 산출되는 함 티타늄 광물들의 화학조성과 비교 검토 본 결과, 구봉 광상의 금홍석들은 다른 조산형 금 광상(운산 광상, Kori Kollo 광상, Big Bell 광상, Meguma 함 금 석영맥)들에서 산출되는 금홍석들보다 상대적으로 산화 환경에서 형성되었음을 알 수 있다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.273-288
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• 2023

구봉 금-은 광상은 과거 한국에서 운산 광상, 대유동 광상, 광양 광상 등과 함께 가장 큰 금-은 광상으로써 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥(조산형과 intrusion-related형이 혼합된 광상)으로 구성된다. 대한광업진흥공사는 1989년 수행된 시추에서 깊이 -728 ML(시추 90-12공)에서 맥폭 0.9 m의 석영맥(6호맥, 27.9 g/t Au)을 착맥하였으며 2004년 6호맥의 재개발 가능성 검토를 위해 시추(04-1)를 수행하였다. 저자는 2004년 04-1 시추공에서 채취된 모암, 모암변질 및 석영맥 시료들을 이용하여 녹니석과 백색운모의 산상과 화학조성을 연구하였다. 연구된 시료들에서 관찰되는 모암변질작용은 녹니석화작용, 견운모화작용, 규화작용 및 황철석화작용 등이다. 깊이 -275 ML의 광화대에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 칼리장석, 방해석, 금홍석 및 황철석과 함께 산출되며 깊이 -779 ML의 광맥(6호맥)에서 관찰되는 녹니석과 백색운모는 모암변질대와 석영맥에서 석영, 방해석, 인회석, 저어콘, 금홍석, 티탄철석, 자류철석 및 황철석과 함께 산출된다. 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석은 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석보다 Al, Mg 원소들 함량이 높고 Si, Fe 원소들 함량이 낮으며 더불어 이들 깊이에서 산출되는 녹니석은 이론적인 녹니석보단 약간 Si 함량이 높다. 깊이 -275 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 주로 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[Al^3+,VI+Al^3+,IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV]에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 녹니석의 화학조성 변화는 팔면체적 Fe²⁺ <-> Mg²⁺ (Mn²⁺) 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다. 깊이 -279 ML과 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 층간 양이온(K+Na+Ca+Ba+Sr)은 각각 0.76~0.82 apfu, 0.72~0.91 apfu로써 다소 낮은 함량을 갖지만 팔면체 자리의 양이온(Fe+Mg+Mn+Ti+Cr+V+Ni) 함량은 각각 2.09~2.13 apfu, 2.06~2.14 apfu로써 약간 높은 함량을 갖는다. 깊이 -279 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV]과 illitic 치환 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환 메카니즘에 의해 일어났지만 깊이 -779 ML에서 산출되는 백색운모의 화학조성 변화는 팬자이틱 또는 Tschermark 치환[(Al³⁺)^VI+(Al³⁺)^IV <-> (Fe²⁺ 또는 Mg²⁺)^VI+(Si⁴⁺)^IV] 및 직접적인 (Fe³⁺)^VI <-> (Al³⁺)^VI 치환 메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.195-214
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• 2020

삼광 금-은 광상은 과거 한국에서 가장 큰 금-은 광상들 중의 하나였다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류내에 발달된 열극대를 충진한 8개조의 석영맥으로 구성된 조산형 금-은 광상이다. 이 광상에서 함 티타늄 광물로는 설석, 티탄철석 및 금홍석이며 설석과 티탄철석은 모암에서만 산출되나 금홍석은 모암과 엽리상 석영맥에서 산출된다. 이들 광물들은 모암에선 흑운모, 백운모, 녹니석, 백색운모, 모나자이트, 저어콘 및 인회석과 엽리상 석영맥에선 백색운모, 녹니석 및 유비철석 등과 함께 산출된다. 설석은 최대 3.94 wt.% (Al₂O₃), 0.49 wt.% (FeO), 0.52 wt.% (Nb₂O₅), 0.46 wt.% (Y₂O₃) 및 0.43 wt.% (V₂O₅) 값을 갖는다. 이 설석은 0.06~0.14 (Fe/Al 비) 값으로 변성기원의 설석이고 X_Al (=Al/Al+Fe³⁺+Ti) 값이 0.06~0.15 값으로 저 함량 알루미늄 설석에 해당된다. 티탄철석은 최대 0.07 wt.% (ZrO₂), 0.12 wt.% (HfO₂), 0.26 wt.% (Nb₂O₅), 0.04 wt.% (Sb₂O₅), 0.13 wt.% (Ta₂O₅), 2.62 wt.% (As₂O₅), 0.29 wt.% (V₂O₅), 0.12 wt.% (Al₂O₃), 1.59 wt.% (ZnO)로써 As₂O₅ 함량이 높게 산출된다. 금홍석의 화학조성은 모암과 엽리상 석영맥에서 각각 최대 0.35 wt.%, 0.65 wt.% (HfO₂), 2.52 wt.%, 0.19 wt.% (WO₃), 1.28 wt.%, 1.71 wt.% (Nb₂O₃), 0.03 wt.%, 0.07 wt.% (Sb₂O₃), 0.28 wt.%, 0.21 wt.% (As₂O₅), 0.68 wt.%, 0.70 wt.% (V₂O₃), 0.48 wt.%, 0.59 wt.% (Cr₂O₃), 0.70 wt.%, 1.90 wt.% (Al₂O₃), 4.76 wt.%, 3.17 wt.% (FeO)로써 엽리상 석영맥의 금홍석에서 HfO₂, Nb₂O₃, As₂O₅, Cr₂O₃, Al₂O₃ 및 FeO 원소들의 함량이 모암의 금홍석보다 높지만 WO₃ 원소의 함량은 낮다. 이 미량원소들은 모암의 금홍석[(Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) + Hf⁴⁺+(W⁵⁺, As⁵⁺, Nb⁵⁺) ⟵⟶; 2Ti⁴⁺+ V⁴⁺, 2Fe²⁺+(Al³⁺, Cr³⁺) + Hf⁴⁺+(W⁵⁺, As⁵⁺, Nb⁵⁺) ⟵⟶ 2Ti⁴⁺+2V⁴⁺], 엽리상 석영맥의 금홍석 [(Fe³⁺, Al³⁺) + As⁵⁺ ⟵⟶ Ti⁴⁺+ V⁴⁺, (Fe³⁺, Al³⁺) + As⁵⁺ ⟵⟶ Ti⁴⁺+Hf⁴⁺, 4(Fe³⁺, Al³⁺) ⟵⟶ Ti⁴⁺+(W⁵⁺, Nb⁵⁺) + Cr³⁺]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 모암내 산출되는 설석, 티탄철석 및 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 W⁵⁺, Nb⁵⁺, As⁵⁺, Hf⁴⁺, V⁴⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺ 등과 같은 양이온들의 재 용해 및 농집에 의해 형성되었다. 그후 계속된 연성전단 시 엽리상 석영맥내 금홍석은 열수 용액의 유입에 따른 백색운모와 녹니석의 모암변질작용에 의한 양이온들의 재 용해 및 재 농집과 더불어 초기에 형성된 설석, 티탄철석 및 금홍석과의 반응에 의해 기존에 이들 광물내에 존재하였던 Nb⁵⁺, As⁵⁺, Hf⁴⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺과 같은 양이온들의 재농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.