• 자원환경지질
• /
• 제55권1호
• /
• pp.77-95
• /
• 2022

고남산 반려암 복합체는 경기도 포천군 관인면 일대에 분포하고, 마그마 분화과정의 결과 다양한 반려암질 화성암과 Fe-Ti oxide 광화작용으로 구성되며, 후기 화성작용 동안 반려암질 페그마타이트와 휘석-인회석-저어콘 우세 암석들은 다시 반려암질 모암을 관입하고 있다. 반려암질 페그마타이트는 다양한 규모와 형태로 반려암질 모암의 몬조섬록암과 산화물 반려암(oxide gabbro)을 관입하고, 고품위 Fe-Ti oxide 광화작용과 공간적으로 밀접하게 산출한다. 반려암질 페그마타이트는 구성광물에 따라 사장석-각섬석 우세와 휘석-감람석 우세 페그마타이트로 세분되며, 두 암상은 명확한 암상경계를 갖는다. 사장석-각섬석 페그마타이트는 휘석, 티탄철석, 스핀, 인회석, 흑운모가 부수적으로 주 구성광물의 간극을 채운다. 부분적으로 거정의 라스(lath)상 사장석(An_2-26Ab_72-98Or_0-2) 결정 간 각진 공간을 각섬석이 충전하는 간립상 조직(intergraunlar texture)을 보인다. 휘석-감람석 페그마타이트는 암회색 내지 흑색을 띠며, 부수적으로 자철석, 티탄철석, 첨정석, 방해석, 인회석 등이 함께 산출한다. 휘석(En_35-36Fs_8-9Wo₅₅)과 감람석(Fo_84-85Fa_15-16)은 부분적으로 세립의 자형 감람석을 거정의 휘석이 에워싸는 포이킬리틱 조직(poikilitic texture)을 보인다. Fe-Ti oxide 광물은 자철석과 티탄철석으로 구성되고, 주로 먼저 형성된 규산염 광물들의 간극을 충전한다. 그 결과로 Fe-Ti oxide 광물들은 주변 규산염광물들과의 경계부를 따라 각섬석과 흑운모로 구성된 반응연(reaction rim)이 발달한다. 자철석은 결정 내 다량의 산화용리(oxyexsolved)된 격자형(trellis type) 티탄철석과 첨정석 엽편을 포함하고, 자철석 호정원소인 Ti, Al, Mg, V 등이 농집되어 있다. 반려암질 페그마타이트와 반려암 모암 간 암상경계와 광물학적 비평형은 반려암질 페그마타이트의 형성이 마그마 분화과정 중 반려암 모암으로부터 현 위치에서 직접적으로 형성되기 보다는 Fe-부화 멜트(혹은 용액)로부터 현 위치로 이동 후 집적되었을 것으로 사료된다. 따라서 후기 화성활동의 추가 연구는 반려암질 마그마의 분화과정 뿐 아니라, 마그마 분화과정의 결과로 반려암질 암석 내에 형성된 Fe-Ti oxide 광화작용을 이해하는데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국광물학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 1990

Clacic amphiboles along the tremolite (Tr)-tschermakite(Ts) joint were synthesized using a piston-cylinder appratus. At 750-85$0^{\circ}C$and 12-2 kb, amphibole+corundum coexist with zoisite($\pm$talc, chlorite, and Mg-staurolite), but with anorthite($\pm$cholorite, spinel, pyroxenes, and sapphirine) at lower P. At 90$0^{\circ}C$, amphibole+corundum+clinopyroxene($\pm$anorthite, forsterite, sapphirine, and garnet) are stable over the P range 12-18 kb. These amphibole-bearing assemblages are replaced at high P by clcinopyroxene+talc+chlorite+zoisite at 650-75$0^{\circ}C$, and at higher temperatures by garnet+clinopyroxene($\pm$zoisite, orthopyroxene, and Mg-staurolite). Synthetic amphiboles with Ts>~45 mol% contain as much as 0.15 excess cations per formula unit(pfu) based on 23 oxygens(anhydrous formula), whereas less tschermakitic ones are deficient in cation occupancy by up to 0.18 pfu. This trend is attributed to the 야/trioctahedral substitution in Ca-amphiboles. Compositions of synthetic amphiboles display systematic changes with P and T governed by coexisting mineral assemblages. The Ts content (=[8-Si-Na]/2) increases with increasing T( Ts/ T=~0.1 nik% K-1) in the range 750-85$0^{\circ}C$, but remains nearly constant at 850-90$0^{\circ}C$. Pressure dramatically affects the Ts content of Ca-amphiboles:it increases with P at 8-12 kb( Ts/ T=2-3 mol% K-1), but significantly decreases at 12-21 kb( Ts/ P=-2.5 mol% Kb-1). Hence, the most tschermakitic amphiboles, containing 60$\pm$5 mol % Ts, or 1.2$\pm$0.1 tetrahedral Al, occur at 12 kb and 850-90$0^{\circ}C$. Compositions of Ca-amphiboles defined by a simple reaction, 3 Tr+2 zoisite+7 corundum+H2O=5 Ts, are reversed and used to estimate thermodynamic parameters of tschermakite assuming ideal mixing of Tr-Ts solid solutions. Predicted standard molal entropy and enthalpy of tschermakite are : S$^{\circ}$of Tr-Ts solid solutions. Predicted standard molal entropy and enthalpy of tschermakite are : S$^{\circ}$=566.9$\pm$13.7 J mol-1K, -1and H$^{\circ}$=-12518.36$\pm$15.17 kJ mol.-1

• 광물과 암석
• /
• 제36권4호
• /
• pp.233-257
• /
• 2023

충남 서부 홍성 및 비봉 사문석 광산의 암석 및 토양에는 석면이 산출된다. 이 지역은 기반암인 선캠브리아기의 편마암류 및 변성퇴적암류가 있고, 이들 암체를 관입하는 중생대의 화성암류, 그리고 시대 미상의 편마암류, 중생대 퇴적암류로 구성되어 있다. 상세한 지질조사와 더불어 사문암과 각섬암 시료를 채취하였고, 석면으로 추정되는 부분에서 광물시료도 채취하였다. 이들 중 대표시료에 대해 PLM, XRD, SEM, EPMA 분석을 실시하였다. 사문암은 급경사 단층으로 인접한 편마암 및 변성퇴적암과 NNE 방향을 이루며 발견되고 있고, 반복적인 사문암화와 활석화 작용이 사문암의 정치 방향에 따라 발생하였다. 각섬암은 선캠브리아기의 복합체내에서 관입암 또는 층상으로 산출된다. 사문암 및 각섬암에서 각섬석은 석면형 또는 비석면형으로 산출된다. 사문암들은 백석면과 트레모라이트 석면, 악티노라이트 석면을 포함하는데, 이 석면들은 단구, 벽개, 층상면을 따라 발견이 되고 산출상은 교차, 미끄럼, 덩어리 형이다. 각섬암들에는 트레모라이트 석면, 악티노라이트 석면이 덩어리 형으로 산출된다. 전체적인 결과 사문석 광산에서 온 암석들은 사문석계와 각섬석계 석면을 포함하며 이는 열수의 변질에 기인 한 것이다. 광산 지역의 건설상황 및 석면의 환경적 위해성을 고려시 추가적인 토지 관리 방안이 필요하다.

• 자원환경지질
• /
• 제33권1호
• /
• pp.1-18
• /
• 2000

Lens shaped and stratiform titanomagnetite orebodies in the Boreumdo iron mine are closely associated with amphibolite which intruded into Precambrian metasediments. Mineralogical and petrochemical analyses of amphilbolite and titanomagnetite ores were carried out in order to interpret the origin of amphilbolite and the genesis of titanomagnetite ore deposits. Amphibolites belong to orthoamphilbolite interms of Niggli value and mineralogy, and are characterized by the occurrence of relict olivine. The amphilbolites responsible for titanomagnetite mineralization have extremely high content of $TiO_2$, ranging from 2.12 to 4.59 wt.% with the average value of 3.43 wt.%. Amphibole minerals in amphibolites are consist mainly of calcic amphiboles such as hornblende, ferroan pargasitic hornblende and tremolite. Most plagioclases belong to andesine ($An_{30-50}$\ulcorner). The metamorphic temperature and geobarometric pressure which are calculated by the calcic amphibole-plagioclase geothermometer and calcic amphilbole geobarometer are estimated to be 537$^{\circ}C$~579$^{\circ}C$(avg. 555$^{\circ}C$) and 2.9~6.6 kbar (avg. 4.5 kbars), respectively. It shows a typical amphibolite facies. Based on the mineral chemistry and petrochemisty of amphibolites and iron ores which are composed mainly of titanomagnetite and ilmenite in the Boreumdo iron mine, the titaniferous oxide melts could be immiscibly separatd from the titaniferous ultrabasic magma. The genesis of the Boreumdo titanomagnetite ore deposits are analogous to the Soyeonpyeongdo and Yonchon iron ore deposits in terms of their mineralogy, mineral chemistry and geologic setting.

• 자원환경지질
• /
• 제27권1호
• /
• pp.29-39
• /
• 1994

Gabbroic rocks in which titanomagnetite orebodies are embedded were emplaced in Precambrian metasedimentary rocks. Hornblende K-Ar ages for equigranula and gneissic gabbros were obtained to be $1021.8{\pm}14.5$ Ma and $1468.4{\pm}20.8$ Ma, respectively. Biotite-granite has an age of 116.4 Ma, which has corresponded to Daebo granite. Amphibole minerals of the gabbroic rock and the magnetite orebodies belong to calcic amphibole group such as ferroan pargasite, pargasite, and ferro-pargasite. The gabbroic rocks have unusually high content of $TiO_2$ ranging from 0.88 to 6.03 wt.% with an average value of 3.46 wt.% as compared to normal gabbroic rock with 1.32 wt.% in $TiO_2$. Incompatible elements such as Ba and Sr of the gabbros are negatively correlated with $SiO_2$. In contrast, Co and Cr have a positive correlation with $SiO_2$, suggesting a normal differentiation trend of gabbroic magma.

• 자원환경지질
• /
• 제29권4호
• /
• pp.529-541
• /
• 1996

The granitic rocks, so called Masanite, characterized by the micrographic, mylmekitic and perthitic textures, and zonal structure of the plagioclase in the Masan, Changwon and Jinhae areas belong to normal granite and granodiorite based on the modal analysis. These petrographic features strongly suggest the shallow emplacement of the plutons which are defined a typical calc-alkaline suite and I-type granitoids. The pressures of emplacement of the granitic plutons using the amphibole geobarometer were calculated to be 1.2kbar in the Masan area and 1.4kbar in the Changwon area. Their amphibole-plagioclase equilibrium temperatures were obtained to be $638^{\circ}C$ for the former ones and $724^{\circ}C$ for the latter. Homogenization temperatures and salinities for the type HI and IV fluid inclusions in quartz range from 298 to $541^{\circ}C$ (av. $425^{\circ}C$), and 10.5 to 34.6 wt.% NaCl (av. 28.2 wt.% NaCl), respectively. Gas compositions of the granitic rocks with fairly high $CO_2$ concentration relative to CH, correspond to the magnetite series granite of the mantle source. The terminology of the Masanite is not recommended usage. Because it is hard to discriminate in terms of petrological and petrogenetical characteristics between the Masanite and the Bulguksa granites in the Kyeongsang basin.

• 자원환경지질
• /
• 제44권2호
• /
• pp.123-133
• /
• 2011

이산화탄소 지중저장지에서 초임계이산화탄소(supercritical $CO_2$)-광물-염수 반응에 의한 광물의 지화학적 변화를 규명하는 실내 실험을 실시하였다. 초임계$CO_2$로 존재하는 지중저장 온도/압력조건(100 bar와 $50^{\circ}C$)을 재현한 스테인레스 셀(용량 110 ml) 내부에 100 ml의 염수를 주입하였다. 염수는 부산 해안가 지하 800 m 깊이 지하수 채수정에서 채수한 염수를 사용하였으며, 실험 대상 광물로는 $CO_2$와 반응이 잘 일어나는 것으로 보고된 Ca, Fe, Mg 성분이 풍부한 Ca-사장석, 각섬석, 감람석 시료를 사용하였다. 각 광물 시료를 슬랩($10\;mm{\times}10\;mm$)으로 제작하여 표면을 폴리싱한 후 염수가 담긴 고압셀 내부 하부에 고정시키고 초임계 $CO_2$를 주입한 후 30일 동안 반응시켰다. 실험 전 광물 표면을 반사현미경과 SPM을 사용하여 영상화하였으며, 표면 당 3 지점을 임의로 선택하여 주변 면적 ($20\;{\mu}m{\times}20\;{\mu}m$)의 표면거칠기값(SRV: surface roughness value)을 구하였다. 반응 후 일정 시간 간격으로 고압셀 내 광물 표면에 대하여 SPM 분석과 표면거칠기값 계산을 반복하여 초임계 $CO_2$-광물-염수 반응에 의해 변화된 광물 표변을 정량화 하였으며, 염수에 용해된 양이온 종류와 농도를 분석하고, 광물 표면에 형성된 2차 광물 분석을 위해 SEM/EDS 분석을 실시하였다. Ca-사장석의 경우 초임계 $CO_2$가 용해된 염수와 반응하여 광물 표면의 평균 SRV는 30일 동안 2.77 nm에서 20.87 nm로 증가하여 지화학반응에 의하여 상당한 광물 표면 풍화가 발생하였음을 알 수 있었다. 각성석과 감람석의 경우에는 평균 SRV가 2.54 nm와 0.77 nm에서 각각 8.31 nm와 11.03 nm로 증가하였다. 반응에 의해 염수에 용해된 이온은 Ca-사장석의 경우 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $Fe^{2+}$, $Si^{4+}$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 순이었으며, 각섬석의 경우에는 $Si^{4+}$, $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Mg^{2+}$ 순으로 나타났다. 각섬석과 감람석 광물 표면에는 만상에 의해 철(또는 마그네슘)-(수)산화물이 2차 광물로 형성됨을 SEM/EDS 분석결과로 알 수 있었다. 실험 결과로부터 $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Mg^{2+}$이 풍부한 광물의 경우 $CO_2$ 지중저장 시 초임계 $CO_2$-광물-염수 반응에 의해 짧은 시간 내에 심한 풍화작용을 일으켜 광물의 물성 변화를 일으킬 수 있음을 입증하였다.

• 암석학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.13-30
• /
• 2012

제주도의 초염기성-염기성 암편을 포획하고 있는 현무암은 조직적으로 일반 반정과 뚜렷하게 구별되는 금운모와 커슈타이트 결정을 산출하고 있다. 금운모와 커슈타이트는 모암인 현무암에서는 비교적 조립질 (2-10 mm)로 산출되며, 금운모는 초염기성 맨틀포획암에서, 커슈타이트는 염기성 반려암질 포획암에서 세립의 입자(1 mm 이하)로 간극을 채우거나, 미세맥으로 혹은 코로나로 뚜렷한 이차조직으로 산출된다. 금운모는 $TiO_2$(4.1-6.9 wt%)와 F(2.8-4.6wt%)가 풍부하고, mg#[=100Mg/(Mg+$Fe^t$) in mols, where $Fe^t$ is total iron]는 88-80으로 매우 높다. 커슈타이트는 높은 $TiO_2$(5.6-6.11 wt%)와 비교적 낮은 mg#(68-64)를 보인다. 금운모와 커슈타이트는 서로 관련된 것은 아니며, 금운모의 형성은 상부맨틀에서 먼저 일어난 사건이고 커슈타이트의 형성은 하부지각에서 나중에 일어난 사건으로 해석된다. 이들 결정들 사이의 mg#와 조직적 특성은 제주도 암석권에서 맨틀의 심부일수록 금운모 부화작용을 경험하였으며, 천부일수록 각섬석 부화작용이 있었음을 지시하고 있다. 현무암에 금운모와 각섬석이 산출된다는 것은 제주도 상부맨틀/하부지각에 K-, Ti-를 함유한 휘발성 성분이 풍부한 멜트/유체가 이동하고 있다는 것에 대한 직접적인 증거가 되며, 제주도 하부 상부맨틀/하부지각도 다양한 모달 교대작용을 경험하였음을 의미한다.

• 한국광물학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.365-383
• /
• 2004

경상분지 남동부에 분포하는 화강암질암은 야외산상 및 암석기재적 특징에 따라 크게 세 그룹으로 나눌 수가 있다. 즉, 그룹I은 마그마혼합의 영향을 받은 암체로 염기성 미립 포유암 및 염기성광물 집합체를 다양하게 함유한다. 그룹II는 낮은 압력하에서 형성된 천소관입암의 특징을 나타내며, 그룹III은 A-형 화강암류의 특징을 보인다. 화강암질암의 광물학적 특징을 각 광물에 대하여 암상별로 살펴본 결과, 그룹에 따라 장석의 용리온도 및 흑운모의 성분 등에서 비교적 체계적인 성분변화를 보여주었다. 각섬석의 경우, 그룹I의 암상들은 칼식-각섬석 영역에 속하며 각섬석 지압계에 의한 추정압력은 0.4～2.8 kb에 해당되었다. 그룹II에서는 각섬석이 거의 산출되지 않았고, 그룹III의 각섬석은 알칼리-각섬석 영역의 리베카이트에 해당되었다. 흑운모의 화학조성은 비교적 그룹별로 군집을 잘 이루며, 그룹I에서부터 그룹II의 철질-앤나이트까지 연속적인 변화양상을 보여주었다. 사장석은 지역 및 암상별로 뚜렷한 차이를 나타내지 않으며, 대체로 알바이트, 올리고클레이스, 그리고 안데신의 영역에 해당된다. 그룹별로 퍼타이트 지온계에 의한 용리 온도를 검토한 결과, 그룹I은 대체로 $300～400^{\circ}C$ 정도이며, 그룹II의 등립질화강암과 그룹III의 알칼리장석화강암은 $500～600^{\circ}C$ 정도로 높게 나타났다.

• 암석학회지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.104-123
• /
• 1992

옥천 변성염기성암의 변성작용, 원암의 화학적 특징과 생성 당시의 지구조 환경을 유추하기 위하여, 보은과 문경지역에 분포하는 암석을 대상으로 암석기재, 각섬석과 사장석의 광물성분 그리고 전암의 주성분 및 미량성분 원소의 특징에 대한 연구를 수행하였다. 조사지역 변성염기성암내에는, 비록 원래의 광물은 나타나지 않지만, 화성암의 잔류조직이 비교적 흔히 관찰된다. 이들 암석이 나타내는 광물조합은 주로 각섬석 (양기석+보통각섬석)+사장석+녹렴석+녹니석+스핀+불투명 산화광물 등으로 녹렴석-각섬암상이 변성조건을 지시한다. 한편, 각섬석과 사장석의 화학성분은 중압 변성상계의 녹색편암상 (혼합성 결핍이 존재할 경우 녹렴석-각섬암상) 내지 각섬암상에 해당됨을 시사한다. 조립의 각섬석들은 흔히 내부에 양기석의 조성을 갖고 결정의 외부와 벽개를 따라 보통 각섬석의 성분을 가진다. 이는 혼합성 결핍 혹은 복합변성작용에 의한 것으로 해석될 수 있는데, 각섬석의 조직, 성분 및 옥천대에서 추정되는 두 번 이상의 변성작용 (광역 및 접촉)은 후자일 가능성이 높음을 시사하는, 이 문제에 대해서는 앞으로의 보다 자세한 연구가 필요하다. 전암의 주성분과 미량성분 원소의 특징은 옥천 변성염기성암이 판내부 환경에서 형성된 변이질에서 솔레아이트질 현무암임을 지시한다. 심해 환경을 지시하는 증거들이 관찰되지않는 것으로 보아 옥천 변성염기성암이 안정지괴의 내부, 아마도 대륙열곡 환경에서 생성되었으며, 이 열곡의 발달이 해양지각을 형성할 만큼 지속되지 못한 채 정지되었음을 시사하는 것으로 생각된다. 이후에 관입한 화강암질암의 접촉변성 작용이 변성염기성암의 화학성분에 미친 영향을 알아보기 위하여 살펴본 성분 변화유형에서는 화강암체에 가까운 시료들에서 K의 손실이 관찰된다. 따라서 K을 이용한 해석에는 주의가 요구된다.