• 자원환경지질
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• 제46권1호
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• pp.11-19
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• 2013

대화광상은 경기육괴의 편마암류와 화강암류에 발달한 열극을 충진 발달한 함 Mo-W 열수 맥상 광상이다. 대화광상의 몰리브덴-텅스텐 광화작용과 관련된 주요 수반광물인 석영에서 관찰되는 유체포유물은 상온 ($20^{\circ}C$) 에서의 상(phase) 관계와 냉각 및 가열 실험을 통해 측정된 균일화 온도와 상변화를 기초로 하여 3가지 주요 유형 (Type I, 액상이 우세한 $H_2O$-NaCl 유형; Type II, 기상이 우세한 $H_2O$-NaCl 유형; Type III; $CO_2-H_2O$-NaCl 유형) 으로 분류된다. 또한, 함 $CO_2$ Type III 유체포유물은 $CO_2$ 균일화 및 최종 균일화 특성을 바탕으로 4가지 유형 (IIIa, IIIb, IIIc, IIId)으로 세분된다. 대화광상 Type I 유체포유물의 균일화 온도는 약 $374^{\circ}C{\sim}161^{\circ}C$로 넓은 범위를 보여주며, 염농도 역시 약 13.6~0.5 equiv. wt. % NaCl의 넓은 조성 범위를 보인다. Type III 유체포유물 냉각 실험 시 측정된 $CO_2$ 상의 용융 온도는 $-57.4{\sim}-56.6^{\circ}C$이며, $CO_2$ 균일화 온도는 $29.0{\sim}30.8^{\circ}C$이다. 또한 $CO_2$ clathrate 용융 온도는 $7.3{\sim}9.5^{\circ}C$로 염농도는 5.2~1.0 equiv. wt. % NaCl이고, 최종 균일화 온도는 $303^{\circ}C{\sim}251^{\circ}C$로 비교적 좁은 범위로 확인되었다. $CO_2-H_2O$-NaCl계 (Type III) 유체포유물의 경우 온도가 감소함에 따라 염농도 역시 감소하는데, 이는 높은 염농도를 가진 $H_2O$-NaCl계 유체와 낮은 염농도를 가진 $CO_2-H_2O$-NaCl계 유체의 불혼화에 의해 열수의 진화가 이루어졌음을 의미한다. Type I 유체포유물은 온도 감소와 염농도 사이의 뚜렷한 변화가 인지되지 않았다. 따라서, 대화 열수계의 함 몰리브덴-중석 광화작용은 $400^{\circ}C$, 5.2 equiv. wt.% NaCl의 염농도를 가진 광화유체로부터 시작되어, 약 $350^{\circ}C$ 부근에서 유체의 불혼화 용융에 의해 진행되었다. 이후 대화 열수계에 유입된 상대적으로 낮은 온도와 염농도를 갖는 유체 (천수 또는 상대적으로 높은 물/암석 비를 갖는 열수유체) 의 혼입 작용에 의해 후기 천금속 광화작용이 야기되었다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.323-336
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• 2023

핵심 광물인 니켈의 국내 확보를 위해 충남 유구지역 초염기성암에 대한 니켈 잠재성 및 성인 연구를 수행하였다. 경기육괴의 남서쪽에 위치한 유구 초염기성암은 첨정석 감람암으로, 경계부를 따라 사문석화가 강하게 진행되어 있다. 사문석화작용으로 감람석은 안티고라이트 및 크리소타일로, 니켈 황화광물인 펜틀란다이트는 밀러라이트 및 어웨루이트로 변질되었다. 사문석은 일부 강한 엽리를보이며, 초염기성암 경계 및 유구편마암 면구조와 주로 평행하게 발달한다. 이는 초염기성암의 융기 과정 동안 편마암의 변성작용으로부터 공급받은 열수가 단층 경계를 따라 침투하여 사문석화된 것으로 해석된다. 유구 초염기성암의 기원은 심해저 페리도타이트이며 약 5~18% 정도의 부분 용융을 겪은 잔여물로 해석된다. 부화된 경희토류원소 및 Eu는 맨틀이 2차적인 교대변성작용을 겪었음을 암시한다. 이러한 지화학 결과는유구 감람암의 형성이 중생대 초기 북중국판과 남중국판의 대륙 충돌과 관련 있음을 시사한다. 유구 초염기성암 내 니켈은 0.17~0.21%로, 상당량이 감람석 및 사문석에 포함된다. 따라서 마그마 기원인 유구 초염기성암의 니켈 회수율을 높이기 위해 황화광물의 선광연구와 더불어 산화광물을 대상으로 하는 침출 연구가 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제40권6호
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• pp.713-726
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• 2007

대봉광상은 선캠브리아기 경기육괴의 호상편마암 또는 화강편마암내에 발달된 단층($N10{\sim}20^{\circ}W,\;40{\sim}60^{\circ}SW$)을 따라 충진한 중열수 함금-은 괴상 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 괴상 백색 석영맥(광화I시기)과 투명 석영맥(광화II시기)으로 구성된다. 광화I시기의 열수작용에 의한 변질작용은 견운모화, 녹니석화, 탄산염화, 황철석화, 규화 및 점토화작용 등이 관찰되며, 견운모대는 석영맥과 접촉한 부분에서, 녹니석대는 석영맥으로부터 멀어짐에 따라 관찰된다. 견운모대의 모암변질광물은 대부분이 견운모 및 석영이며, 일부 일라이트, 탄산염광물, 녹염석으로 구성된다. 녹니석대의 모암변질광물은 주로 녹니석, 석영과 소량 견운모, 탄산염광물 및 녹염석으로 구성된다. 견운모의 Fe/(Fe+Mg) 값은 $0.36{\sim}0.59(0.51{\pm}0.10)$이며, 백운모-페차이트족에 해당되고 녹니석의 Fe/(Fe+Mg) 값은 $0.66{\sim}0.73(0.70{\pm}0.02)$이고 대부분 브룬스비자이트에 해당된다. 견운모와 녹니석에 대한 $Al_{IV}-Fe/(Fe+Mg)$의 다이어그램은 변질 시 같은 광종의 견운모와 녹니석의 형성온도를 나타내는 지시자로서 유용하다. 이것은 계산된 녹니석 단종의 활동도가 $a3(Fe_5Al_2Si_3O_{10}(OH){_6}:0.00964{\sim}0.0291,\;a2(Mg_5Al_2Si_3O_{10}(OH){_6}:9.99E-07{\sim}1.87E-05,\;a1(Mg_6Si_4O_{10}(OH){_6}:5.61E-07{\sim}1.79E-05$로서 대봉광상의 녹니석은 철이 풍부한 녹니석으로 비교적 고온($T>450^{\circ}C$)에서 모암과 평형상태에서 온도가 감소함에 따라 형성되었음을 알 수 있다. 모암변질시 $log\;{\alpha}K^+/{\alpha}H^+,\;log\;{\alpha}Na^+/{\alpha}H^+,\;log\;{\alpha}Ca^{2+}/{\alpha}^2H^+$ 값은 각각 $4.6(400^{\circ}C),\;4.1(350^{\circ}C),\;4.0(400^{\circ}C),\;4.2(350^{\circ}C),\;1.8(400^{\circ}C),\;4.5(350^{\circ}C)$이고 pH는 각각 $5.4{\sim}6.5(400^{\circ}C),\;5.1{\sim}5.5(350^{\circ}C)$로서 모암변질시 열수용액은 약산성이었음을 알 수 있다. 모암변질시 이득원소(부화원소)는 $K_2O,\;P_2O_5,\;Na2O$, Ba, Sr Cr, Sc, V, Pb, Zn, Be, Ag, As, Ta, Sb이며 특히 Sr, V, Pb, Zn, As, Sb등의 원소는 현저하게 증가하므로 중열수 및 천열수 금-은광상의 탐사에 지시원소로서 활용될 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제42권3호
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• pp.177-193
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• 2009

삼광광상은 선캠브리아기 경기육괴의 화강편마암내에 발달된 단열대(NE, NW)를 따라 충진한 8개의 괴상맥으로 구성된 중열수 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 두시기의 석영+방해석시기(광화I시기)와 방해석시기(광화II시기)로 구성된다. 광화I시기의 열수작용에 의한 변질작용은 견운모화, 녹니석화, 탄산염화, 황철석화, 규화, 및 점토화작용등이 관찰되며 견운모대는 석영맥과 접촉한 부분에서 녹니석대는 석영맥으로부터 멀어짐에 따라 관찰된다. 견운모대의 모암변질광물은 대부분이 견운모 및 석영이며 일부 일라이트, 탄산염광물, 녹니석으로 구성된다. 녹니석대의 모암변질광물은 주로 녹니석, 석영과 소량 견운모, 탄산염광물 및 녹염석으로 구성된다. 견운모의 Fe/(Fe+Mg) 값은 0.45${\sim}$0.50(0.48$\pm$0.02)이며 백운모-펜자이트족에 해당되고 녹니석의 Fe/(Fe+Mg) 값은 0.74${\sim}$0.81(0.77$\pm$0.03)이고 대부분 브런스비자이트에 해당된다. 견운모와 녹니석에 대한 $Al_{IV}$-FE/(FE+Mg)의 다이어그램은 변질시 같은 광종의 견운모와 녹니석의 형성온도를 나타내는 지시자로써 유용하다. 이것은 계산된 녹니석 단종의 활동도가 $a3(Fe_5Al_2Si_3O_{10}(OH)_6$=0.0275${\sim}$0.0413, $a2(Mg_5Al_2Si_3O_{10}(OH)_6$=1.18E-10${\sim}$7.79E-7, $a1(Mg_6Si_4O_{10}(OH)_6$=4.92E-10${\sim}$9.29E-7로서 삼광광상의 녹니석은 iron-rich 녹니석으로 비교적 고온 (T>450$^{\circ}C$에서 모암과 평형상태에서 온도가 감소함에 따라 형성되었음을 알 수 있다. 모암변질시 ${\alpha}Na^+$, ${\alpha}K^+$, ${\alpha}Ca^{2+}$ 및 ${\alpha}Mg^{2+}$는 각각 ${\alpha}Na^+$=0.0476($400^{\circ}C$), 0.0863($350^{\circ}C$), ${\alpha}K^+$=0.0154($400^{\circ}C$), 0.0231($350^{\circ}C$), ${\alpha}Ca^{2+}$=2.42E-11($400^{\circ}C$), 7.07E-10($350^{\circ}C$), ${\alpha}Mg^{2+}$=1.59E-12($400^{\circ}C$), 1.77E-11($350^{\circ}C$)이며 열수용액의 pH는 5.4${\sim}$6.4($400^{\circ}C$), 5.3${\sim}$5.7($350^{\circ}C$)로서 모암변질시 열수용액는 약산성이었음을 알 수 있다. 모암변질시 이득원소(부화원소)는 $TiO_2$, $Fe_2O_3(T)$,CaO, MnO, MgO, As, Ag, Cu, Zn, Ni, Co, W, V, Br, Cs, Rb, Sc, Bi, Nb, Sb, Se, Sn 및 Lu 등이며 특히 대부분의 광상에서 Ag, As, Zn, Sc, Sb, S,$CO_2$ 등의 원소가 현저하게 증가하므로 중열수 및 천열수 금-은광상의 탐사에 지시원소로서 활용될 수 있을 것이다.

• 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.