• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.1-13
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• 2015

무주분지에 발달하는 승륭 아연광상 주변 지질은 선캠브리아기의 우백질 화강편마암, 백악기 쇄설암, 화산쇄설암과 관입암체로 구성되며, 광상은 편마암내 편리를 따라 협재하는 석회암을 교대한 열수교대광상으로 스카른화작용을 미약하게 받았다. 광화작용은 석류석, 휘석과 같은 스카른 광물이 형성되는 초기와 자철석, 섬아연석, 황동석, 자류철석, Pb-Ag-Bi-S계 등의 금속 광물이 정출되는 중기, 그리고 녹니석과 백철석 등의 변질 광물 및 저온 광물이 형성되는 후기로 구분된다. 섬아연석의 경우 염주(bead chains)와 분말(dusting)조직 등의 황동석 병변조직이 특징적으로 나타나며, Pb-Ag-Bi-S계 광물로는 헤이로브스카이트-에스키모아이트 고용체, 릴리아나이트-구스터바이트 고용체, 그리고 비킨자이트 등이 산출된다. 황화광물의 ${\delta}^{34}S$ 값은 황철석 3.4~4.1‰, 섬아연석 3.3~4.3‰, 황동석 4.0~4.3‰, 그리고 방연석 2.8‰로서 비교적 좁은 범위를 나타내며 광상을 형성시킨 황이 마그마에서 유래되었음을 시사한다. 또한 동위원소 지질온도계를 적용한 생성온도는 $346{\sim}431^{\circ}C$로서 비교적 고온에서 광화작용이 진행된 것으로 보인다. 섬아연석의 FeS 함량은 6.58~20.16 mole%(평균 16.58 mole%)로 비교적 높은 편이며, 국내 주요 스카른 연-아연 광상들과 유사하게 Mn이 Cd에 비해 부화되어 나타난다. 반면, 주변 설천광화대 금-은 광상은 Cd가 부화되어 천열수 금-은 광상과 유사한 특징을 나타내는데 이는 관계화성암을 중심으로 고온에서 승륭광상의 자철석, 섬아연석이 정출되고 이후 온도가 감소하고 광화유체의 조성이 변하면서 주변 지역의 금-은 광화작용이 진행된 것으로 여겨진다.

• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.289-301
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• 1997

보국 코발트 광산은 백악기 경상분지내에 위치하며, 셰일로 구성된 건천리층을 천부 관입한 암주상의 미문상 화강암내에 국한하여 배태된다. 광상은 열극 충진형 석영${\pm}$액티놀라이트${\pm}$탄산염 광물맥으로 이루어지며, 광석광물로는 함코발트광물 (비독사석, 휘코발트석, 글로코도트), 함코발트 유비철석과 소량의 황화광물 (자류철석, 황동석, 황철석, 섬아연석) 및 미량의 산화광물 (자철석, 적철석)이 산출된다. Rb-Sr 절대연령 측정 결과, 화강암의 관입 및 이와 관련된 광화작용은 후기 백악기 (85.98 Ma)에 이루어진 것으로 판단된다. 산출광물종은 다소 복잡한 양상을 보이며, 시간에 따라 다음과 같이 변화한다: 액티놀라이트, 탄산염광물 및 석영에 수반되는 함코발트 광물의 정출 (광화시기 I, II)${\rightarrow}$석영에 수반되는 황화광물, 금 및 산화광물의 정출 (광화시기 III)${\rightarrow}$탄산염광물의 정출(광화시기 IV, V). 고온성 광물 (함코발트 광물, 휘수연석, 액티놀라이트)과 더불어 저온성 광물 (황화광물, 금, 탄산염광물)이 산출되는 점으로 보아 열수광화작용은 xenothermal 환경에서 형성되었다. 화강암은 특징적으로 높은 코발트 함유량 (평균 50.90 ppm)을 나타내며, 이는 코발트가 냉각하는 화강암 암주에서 기원하였음을 지시한다. 반면, 건천리층 셰일의 높은 동 및 아연 함유량은 이들 원소가 주로 셰일로부터 유래되었음을 지시한다. 열수용액의 온도 감소와 더불어 산소분압이 감소 (광화 I, II기의 코발트광물 형성, $T=560^{\circ}C-390^{\circ}C$, log $fO_2=$ > -32.7 to -30.7 atm at $350^{\circ}C$; 광화 III기의 황화광물 형성, $T=380^{\circ}-345^{\circ}C$, log $fO_2={\geq}-30.7$ atm at $350^{\circ}C$함은 열수계가 시간이 지남에 따라 초기 마그마성 계로부터 천수로 지배되는 열수계로 전이되었음을 나타낸다. 광화 II기의 유황 동위원소 값은 초기 함코발트 열수 용액이 화성기원 ($${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}{\sim_=}3-5$$‰)으로부터 기원하였음을 증거한다. 열수용액의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ 값은 광화 II기의 코발트 형성기 (3-5‰)로부터 황화광물 형성 시기인 광화 IV기 (최대 약 20‰)까지 크게 증가하였다. 이는 후기로 갈수록 천수가 우세한 열수계로 진화하면서 주위의 퇴적암을 순환하는 과정에 동위원소적으로 무거운 유황 (퇴적기원의 황산염)과 천금속 (Cu, Zn 등) 및 금을 용해, 농집시켰음을 시사한다. 후기에 천수의 유입이 없었더라면, 보국 광상은 단순히 액티놀라이트 + 석영 + 함코발트 광물로 구성된 광맥으로만 형성되었을 것이다. 또한, 마그마 기원의 열수계가 형성된 이후에 천수 순환계가 형성됨으로 인하여 고온 광물과 저온 광물이 함께 산출되는 xenothermal 한 광상의 특성을 나타내게 되었다.

• 한국제4기학회지
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• 제23권1호
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• pp.25-37
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• 2009

제주도 주변해역에 분포하는 퇴적물의 기원을 밝히기 위해 이곳 표층 및 주상 퇴적물의 지화학적 조성과 점토광물 분석연구를 하였다. 해양에 점토광물의 분포는 주로 퇴적물 공급지 와 해양순환 패턴에 의해 지배를 받는다. 스멕타이트는 남황해 북서쪽 지역과 외대륙붕의 니토대 분포지역에 8% 이상의 높은 함량분포를 보이는데, 이는 세립질 부유퇴적물을 많이 함유한 중국의 황하강계로부터 주로 공급되고 있음을 의미한다. 비교적 높은 함량의 고령토는 북동쪽의 연안역과 양자강 하구역에 가까운 남서쪽 지역에 분포하는데 이는 양자강과 한국의 강들로부터 공급된 것으로 보인다. $^{210}Pb$ 동위원소를 이용한 제주도 주변해역의 퇴적율은 0.20~0.54cm/yr 혹은 $0.15{\sim}0.42g/cm^2{\cdot}yr^{-1}$의 범위를 보였고 서쪽에서 동쪽을 향함에 따라 퇴적율이 점차 감소하는 경향을 보이는데, 이는 황하와 양자강 기원 부유퇴적물이 제주도 주변해역까지 이동되고 있음을 의미한다. 지화학적 구분지수 도표에서 제주도 주변해역은 중국의 강들 중 황하강기원 퇴적물이 주를 이루나 북동쪽 지역은 한국의 강과 제주 기원 퇴적물이 일부 분포하고 있다.

• 자원환경지질
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• 제22권4호
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• pp.303-314
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• 1989

경남거제지역 금(金)-은광상(銀鑛床)들은 후기 백악기 안산암류와 화강섬록암(83 m.y.)내의 열극을 충진한 함금(含金)-은(銀) 열수맥상(熱水脈狀) 광체로 구성된다. 열수광화작용(熱水鑛化作用)은 구조운동에 의하여 시기적으로 3회에 걸쳐 진행되었다. 초기 제$370^{\circ}C$의 고온에서 후기 $200^{\circ}C$에 이르는 제 I, II 광화기(鑛化期)에서는 각기 상이한 열수계(熱水系)에 의하여 석영, 유화물이 침전하였으며, $320^{\circ}C$를 전후로 하여 광화류체(鑛化流體)의 비담(沸膽)현상이 일어났다. 제 I, II 광화작용(鑛化作用)시의 압력은 <100기압이고, 심도는 500~1,250m였다. 금(金)-은(銀)의 주광화시기(主鑛化時期)인 광화(鑛化) I 기(期)의 공생광물에 대한 유체포유물(流體包有物) 및 광물열수학적(鑛物熱水學的) 연구에 의하면, 황철석, 섬아연석, 황동석은 $290^{\circ}C$ 이상의 고온에서 비담작용(沸膽作用)과 동시에 정출하였고, 사면동석, 에렉트렘, 스튜자이트는 금(金)-유황종(硫黃種)의 농도가 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$molal, 상당염농도(相當鹽濃度)가 2~6wt.% NaCl인 광화유체(鑛化流體)로부터 $220{\sim}260^{\circ}C$, 유황 및 산소분압이 각각 $10^{-11.8}{\sim}10^{-14}$, $10^{-35}{\sim}10^{-36}$ atm인 물리 화학적 환경하에서 침전하였다. 균질화(均質化) 온도와 염농도(相當鹽濃度)와의 관계는 천수류입(天水流入)에 의한 광화류체(鑛化流體)의 냉각(冷却) 및 희석(稀釋)작용이 광석광물 침전의 주된 메키니즘이었음을 지시해 주며, 유체내(流體內) 환원(還元) 유황종(硫黃種)($H_2S$)의 감소에 따른 금류화복합체(金硫化複合體)($Au(HS)_2$) 의 파괴로 금(金)의 침전이 유도되었으리라 사료된다. 유황 및 탄소, 산소 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)결과, 광화류체내(鑛化流體內)의 유황 및 탄소는 심부화성(深部火成)기원이었고, 방해석의 산소 안정동위원소(安定同位元素)값으로부터 열수계(熱水系)에서 천수(天水)가 지배적인 역할을 하였으리라 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제35권3호
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• pp.211-220
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• 2002

중국 북경에서 북북동쪽으로 800 km에 위치한 길림싱의 쇼시난차 동-급 광상은 섬록암에 배태되어 있다. 쇼시난차 동-금 광상의 광석은 망상세맥상으로 산출되며, potassic 및 phyllic변질대에 농집되어 있다. 쇼시난차 동-금 광상의 남측 및 북측광체의 품위는 각각 0.8% Cu, 3.64 g/t Au 및 0.63% Cu, 3.80 g/t Au이다. 본 광상의 열수변질 작용은 암주에 집중되어 있고, 암주의 정치와 폭넓게 관련되어있는 것으로 사료된다. 초기 열수변질 작용은 K-변질작용이 지배적이며, 시간이지나면서 프로필라이트화 작용으로 전환되는 양강을 보인다. 본 광상에서는 적철석과 수반된 휘동석이 채광품위의 동을 산출하고 있으며, 황동석, 반동석, 석영, 녹염석, 녹니석 및 방해석의 광물조합이 전형적으로 관찰된다. 상기 광물조합외에 본 연구에서 인지된 기타 광물들에는 황철석, 백철석, 자연금, 에렉트럼, hessite, hedleyite, volynskite, galenobismutite, covellite및 goethite등이 있다. 유체포유물 자료에 의하면, 본 동-금 광상은 시간이 지나면서 희석되고 차가운 천수의 혼입에 의한 냉각작용의 결과로 형성되었음을 지시하고 있다. 광화시기별로 보면, 광화 2기 초기에는 약 497$^{\circ}C$에서 비등현상이 발생하고 시간이 지나면서 균질화 온도가 10$0^{\circ}C$정도 낮은 암염을 배태하고 있는 제3형 유체포유물이 포획된다. 그리고, 광화 2기 맥내 제 3형 유체포유물의 염농도는 383$^{\circ}$~459$^{\circ}C$의 균질화 온도에서 54.7~66.9 wt.%의 상당염농노에 해당되며, 1 km이하의 생성심도를 지시하고 있다 광화 3기맥의 제 1형의 함동 유체는 168$^{\circ}$~3$65^{\circ}C$의 균질화온도와 1.1~9.0 wt.% 상당 염농도를 보이며, 해당 유체포유물들은 심하게 균열된 각력암을 배태하고 있는 석영맥내에 포획되어 있다. 이는 비등증거를 강하게 지시하고 있으며 50~80 bar의 정수압에 해당된다. 본 광상의 황화물의 $\delta$$^{34}$ S 값은 후기로 가면서 미약하게 증가하는 경향을 보이며, 계산된 $\delta$$^{34}$ $S_{H2S}$값은 0.8~3.7$\textperthousand$에 해당한다. 산소분압이 감소했으리라는 광물학적 증거는 없으며, 광화유체의 산소분압은 자철석과의 반응을 통해서 완충되었으리라 사료된다. 이와같은 사실을 종합해 본 결과, 황화물이 $\delta$$^{34}$ $S_{H2S}$값은 쇼시난차 동-금 광상의 함동금 열수유체에 두 가지 정도의 황source가 병합되었으리라 추정할 수 있다. 첫번째 source는 동위원소적으로 가벼운 1~2$\textperthousand$의 $\delta$$^{34}$ S값을 지닌 광화작용과 관련된 중생대 화강암이다. 이는 본 광상지역의 모암으로서의 섬록암이 plagiogranite를 관입하고 있다는 사실로부터 추론 가능하다. 그리고, 두번째 source는 >4.0$\textperthousand$의 $\delta$$^{34}S$ 값을 지닌 동위윈소적으로 더욱 무거운 source로서, 산출이 미약하여 지질도상에는 기재되어 있지 않지만 국부적인 반암의 존재를 상정할 수 있다. 있다.

• 자원환경지질
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• 제24권2호
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• pp.97-105
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• 1991

Oxygen and sulfur isotope composition of pyrophyllite and pyrite from six pyrophyllite deposits in the Yangsan-Milyang areas (the Cheonbulsan, Dumyong, Dongrae, Youkwang, Sungjin and Milyang mines), and five deposits in the Whasoon-Dado-Haenam areas (the Byuksong, Songseok, Dado, Bugock and Nowha mines) were measured. Pyrophyllite ores both from the Yangsan-Milyang areas and the Dado-Haenam areas are composed mainly of high alumina minerals such as pyrophyllite, sericite and kaolinite. Most of altered rocks show diagnostic chacteristics of bleaching effect. Major minerals of the Songseok ore deposit in the Whasoon area are pyrophyllite, and diaspore with minor amounts of kaolinite and quartz. The Byuksong ores from the Whasoon area were composed mainly of andalusite, kaolinite, pyrophyllite and mica with small amounts of chloritoid, quartz and carbonaceous matter. The Byuksong and Songseok ores show metamorphic textures such as porphyroblastic, and pressure solution textures, and have low whiteness values, The ${\delta}^{18}O$ values of pyrophyllite from the Cheonbulsan and Dumyong mines in the Yangsan area, and the Dado and Nowha mines in the Dado-Haenam areas were in the range of 0.23~5.36%,. The relatively low 8 180 values provide conclusive evidence for hydrothermal activity in these deposits. The ${\delta}^{18}O$ values of pvrophvllite from the Songseok mine in the Whasoon area were measured as 6.70-8.13%, and these higher ${\delta}^{18}O$ values suggest that the Songseok ore deposit have been probably subjected to metamorphism. ${\delta}^{34}$S(pyrito) values from the Cheonbulsan, Dumyong, Youkwang, Dongrae, Sungjin and Milyang deposits in the Yangsan-Milyang areas, and the Dado pyrophyllite deposits in the Dado area range from -5.8 to 2.7%, which means that the pyrite sulfur could be of igneous origin. ${\delta}^{34}$S(pyrito) from the Nohwa mine in the Haenam area is, however, measured as -12.4%" implying the contamination of sulfur derived from the sedimentary country rocks. All of the studied high alumina deposits in the Yangsan-Milyang areas and the Dado-Haenam areas were hydrothermal in origin, whereas the Byuksong and Songseok ore deposits in the Whasoon area were probably of metamorphic origin.

• 자원환경지질
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• 제32권6호
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• pp.561-573
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• 1999

소백산 육괴 중부지역의 선캠브리아기 변성암류에는 특징적으로 중역수형 금광상이 다수 배태된다. 연동 지역의 홍덕.대원.일생 금 광산도 이에 속하며, 단층 열극을 충진한 괴상의 석영맥 (폭 0.3~3m)으로 산출된다. 광석 광물은 매우 단순하여 주로 자류철석, 섬아연석, 방연석으로 산츨되며, 황철석, 황동석, 엘렉트럼, 사면동석, 자연창이 일부 수반된다. 유체포유물 연구결과, 광화작용은 비교적 높은 온도(240$^{\circ}$~40$0^{\circ}C$)에서 낮은 염농도 (<12 wt. % NaCl equiv.)를 갖는 $H_{2}O-CO_{2}(-CH_{4})$-NaCl계 유체로부터 진행되었다. 석영 내의 유체포유물은 단순한 액상 포유물(Type 1)과 메탄올 함유하는 $CO_2$-rich 포유물(TypeII)로 구분된다. Type II 포유물의 carbonic phase (주로 $CO_2$)의 함량은 동일 시료 내에서도 매우 다양하게 변화하면, carbonic phaseso의 메탄 함량은 대략 2~20 mole%이다. 유체포유물의 균일화온도와 염농도의 관계를 보면, 광화작용의 초기에는 $CO_2$비등을 수반한 유체 불혼화가 일어났으나, 후기에는 냉각작용이 지배적이옷음을 알 수 있다. 광화작용시의 조성 (${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}$=-2.1 to 2.2$\textperthousand$, $\delta$18Owater=4.7 to 9.3$\textperthousand$, $\delta$Dwater=-63 to -79$\textperthousand$ )은 광화유체가 마그마로부터 기원하였음을 지시한다. 본 연구 결과는 연동지역에 부존하는 중온형 금광상의 성인에 대하여 마그마 기원모델을 성공적으로 적용할수 있음을 확인해준다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제51권4호
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• pp.224-233
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• 2018

충주 호암동유적 및 부여 청송리유적 출토 청동기 33점의 분석을 통해 초기철기시대 청동기의 제작기술과 납의 산지를 연구하였다. 휴대용X선형광분석기를 이용한 비파괴 성분분석 결과 출토된 청동기 33점은 인위적으로 납을 첨가한 구리(Cu), 주석(Sn), 납(Pb)의 3원계 합금으로 판단된다. 4점의 청동기(동경 2점, 동검 1점, 동모 1점)의 전자탐침미소분석기를 이용한 성분분석 결과 충주 및 부여 출토 동경은 30%의 주석(Sn)과 10% 미만의 납이 포함된 고주석청동기로 확인되었으며 동모와 동검에서는 20% 내외의 주석과 5%의 납(Pb)이 검출되었다. 미량원소로는 철(Fe), 아연(Zn), 비소(As), 은(Ag), 니켈(Ni), 황(S) 및 코발트(Co)가 검출되었다 청동기 4점은 기능적인 면을 고려하여 합금되었으며 주석함량이 높아 주조 이후 열처리는 하지 않았다. 열이온화질량분석기를 이용한 충주와 부여 출토 청동기의 납동위원소비 분석을 통해 초기철기시대 청동기 33점은 Zone 1을 제외한 한반도 남부 전 지역에 걸쳐 분포함을 확인하였다. 이를 통해 충주와 부여에서 출토된 청동기는 경상도 지역의 납 원료를 사용하지 않고 한반도 내 다양한 산지의 납 원료를 사용했음을 판단하였다. 출토지가 달라 제작기술과 원료산지의 차이점이 존재할 것이라 추정하였으나 분석결과를 통해 이 시기의 청동기의 제작기술은 일반화되어 있었으며, 다양한 곳에서 다양한 산지의 원료를 이용하여 청동기를 제작하였음을 추정하였다.

• 자원환경지질
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• 제34권4호
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• pp.329-343
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• 2001

국내에서 가장 높은 용출온도를 보이는 경남 부곡 지열수에 대하여 Yun et al.(1998)에 의하여 기존에 발표된 수리화학 및 동위원소 자료를 토대로 지열수의 심부환경과 지화학적 진화과정을 재해석하였다. 부곡 지열수는 지화학적 특성에 따라 3가지 유형으로 구분되어 진다(지열수I,II,III형). 지열수I형과II형은 높은 온도(55.2~$77.2^{\circ}C$)를 보이며, 화학적으로 Na-$SO_4$형에 속하지만, pH와 Eh가 다소 차이가 나며, $SO_4$함량이 크다는 것이 특징이다. 지열수 중심지역으로부터 외곽부에서 산출되는 지열수 III형은 29.3~$47.0^{\circ}C$의 용출온도를 보이며, Na-$HCO_3SO_4$형을 나타낸다. 지열수 I형에 대하여 다성분계 지질온도계의 적용결과는 심부저장지의 온도가 115~$130^{\circ}C$인 것으로 추정되었다. 다양한 지화학적 특성을 보여주는 부곡 지열수의 지화학적 진화과정은 다음과 같이 해석될 수 있다. 첫째, 부곡지역보다 높은 지형에서 함양된 지하수가 심부로 순환하게 되면서, 퇴적암 또는 심부의 화강암과 물-암석 반응이 진행된다. 이때 퇴적층에 함유되어 있던 황산염 광물의 용해반응으로 지하수는 다량의 $SO_4$를 함유하게 된다. 둘째, 지하수가 계속 심부로 순환하는 과정에서 환원환경에 접하게 되어 $H_2$S가 생성되고, 심부열원에 의하여 약 13$0^{\circ}C$까지 가열되어 규산 염광물과의 반응정도가 높아진다. 이 때 pH는 상승하고 SO$_4$함량은 감소하게 되며, 방해석이 침전조건에 놓이게 됨으로써, 결국 지열수는 Na-SO$_4$형을 띠게 된다. 셋째, 이렇게 형성된 지열수가 유동로를 따라 상승하는 과정에서 덜 깊게 순환하는 지하수와 혼합과정을 거치게 된다. 지열수와 혼합되는 지하수는 퇴적층내 황철석의 산화반응에 의해 다량의 SO$_4$를 함유한 것으로 사료된다. 이렇게 형성된 지열수는 계속 상승하면서 천부환경의 지하수와 혼합되어 부곡지역내 다양한 지화학 특성을 보이는 지열수를 형성하게 된다.