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중국 Xiquegou 연-아연 광상의 돌로마이트와 녹니석 산상과 화학조성 (Occurrence and Chemical Composition of Dolomite and Chlorite from Xiquegou Pb-Zn Deposit, China)

  • 유봉철
    • 광물과 암석
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    • 제35권2호
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    • pp.125-140
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    • 2022
  • Xiquegou 연-아연 광상은 중국 동북지역에선 가장 규모가 큰 연-아연 광화대 중의 하나인 Qingchengzi orefield에 위치한다. 이 광상의 주변지질은 시생대의 그래뉼라이트(granulite)와 이를 관입한 고원생대의 미그마타이트질 화강암과 고-중원생대의 소딕(sodic) 화강암을 부정합으로 피복한 고원생대의 Liaohe 층군 및 이들을 관입한 중생대의 섬록암과 몬조나이틱 화강암으로 구성된다. 이 광상은 고원생대의 Liaohe 층군내 Dashiqiao 층의 unit 3(돌로마이트질 대리암과 편암)내에 발달된 단층대를 따라 산출되는 맥상 광체로 트라이아스기의 마그마-열수형 광상에 해당된다. Xiquegou 연-아연 광상에서 석영, 인회석, 방해석, 황철석, 유비철석, 자류철석, 백철석, 섬아연석, 황동석, 황석석, 방연석, 사면동석, 에렉트럼, 휘은석, 자연은 및 농홍은석 등이 산출되며 모암변질로는 규화작용, 황철석화작용, 돌로마이트화작용, 녹니석화작용 및 견운모화작용 등이 관찰된다. 이 광상의 산출 광물조합 및 정출순서를 기초로, 돌로마이트는 1)모암인 돌로마이트(D0) 및 2)연-아연 광화작용에 따른 모암변질 산물인 돌로마이트(D1)로 두 유형이 확인된다. 이들 돌로마이트의 화학조성은 각각 Ca1.03-1.01Mg0.95-0.83 Fe0.12-0.02Mn0.02-0.00(CO3)2(D0) 및 Ca1.16-1.00Mg0.79-0.44Fe0.53-0.13Mn0.03-0.00As0.01-0.00(CO3)2(D1)로써 이론적인 돌로마이트의 화학조성보다 미량원소들의 함량이 높다. 특히, FeO, PbO, Sb2O5 및 As2O5 원소들은 모암변질 산물인 돌로마이트(D1)에서 높은 함량을 갖는다. 또한 이 광상의 모암에서 산출되는 돌로마이트(D0)는 Ferroan 돌로마이트에 해당되며 모암변질 산물인 돌로마이트(D1)는 철백운석 및 Ferroan 돌로마이트에 해당된다. 모암변질 산물인 녹니석의 화학조성은 (Mg1.65-1.08Fe2.94-2.50Mn0.01-0.00Zn0.01-0.00Ni0.01-0.00Cr0.02-0.00V0.01-0.00Hf0.01-0.00Pb0.01-0.00Cu0.01-0.00As0.03-0.00Ca0.02-0.01Al1.68-1.61)5.77-5.73(Si2.84-2.76Al1.24-1.16)4.00O10(OH)8로써 이론적인 녹니석과 유사하며 Fe-rich 녹니석에 해당된다. 또한 이 녹니석의 화학조성 변화는 주로 팔면체적 Fe2+ <-> Mg2+ (Mn2+) 치환과 일부 팬자이틱 또는 Tschermark 치환(Al3+,VI+Al3+,IV <-> (Fe2+ 또는 Mg2+)VI+(Si4+)IV)메카니즘에 의해 일어났음을 알 수 있다.

삼광 금-은 광상에서 산출되는 함 티타늄 광물들의 산상 및 화학조성 (Occurrence and Chemical Composition of Ti-bearing Minerals from Samgwang Au-ag Deposit, Republic of Korea)

  • 유봉철
    • 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 XAl (=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.