The Imgye and the Samhwa granitoids distributed in the northeastern part of the Okchon Zone are known to be emplaced during the Mesozoic time. These granitoids intruded the Precambrian metasedimentary bedrocks and Cambro-ordovician sedimentary rocks. Petrographically the Samhwa granitoid is a biotite granite of mainly coars-grained texture with some fine-grained exceptions and the Imgye granitoid contains typically large phenocrysts of pinkish K-feldspars. Geochemical discriminators in terms of major elements suggest that the Samhwa and the Imgye granitoids are I-type and magnetite series. These granitoids are also classified as calc-alkalic rocks of subalkalic series. The Imgye and the Samhwa granitoids could have been evolved mainly by fractional crystallization and minimum partial melting respectively.
Tin mineralizations in South Korea have been found only in the Ulchin and Sangdong areas. They appear to be in close spatial association with the Wangpiri granitoid in the UlChin area, and the Nonggeori and Naedeogri granites in the Sangdong area. However, previous works have revealed that there are considerable differences in geological setting, mineralogical and geochemical compositions among these granitoids concerned. The roles of discriminant and multiple regression analysis have been examed to establish geochemical differences among the tin-granitoids and to identify elements relating to tin mineralizations. The data set used in this study consists of 60 observations with 29 elements which are cited from pre-existing publications. A stepwise discriminant analysis determined the group of variables that differentiate between samples from four training sets; Buncheon, Wangpiri, Nonggeori and Naedeogri granitoids. These granitoids were most effectively discriminated on the basis of major elements FeO, CaO and $P_2O_5$ and also by the trace elements Rb and Zr. Results of the multiple regression analysis shows that the level of Sn in granitoids depends positively on ones of MnO, Rb and FeO and negatively $P_2O_5$. Graphical representation of discriminant scores on sampling locations greatly aid recognition of differences in the geochemical characteristics in terms of spatial distribution of granitoids examed. The application of the discriminant analysis provides a potential means of identifying and comparing geochemical characteristics.
Aliyu Ohiani Umaru;Olugbenga Okunlola;Umaru Adamu Danbatta;Olusegun G. Olisa
자원환경지질
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제56권3호
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pp.259-275
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2023
Pan African granitoids of Kaiama is comprised of K-feldspar rich granites, porphyritic granites, and granitic gneiss that are intruded by quartz veins and aplitic veins and dykes which trend NE-SW. In order to establish the geochemical signatures, petrogenesis, and tectonic settings of the lithological units, petrological, petrographical, and geochemical studies was carried out. Petrographic analysis reveals that the granitoids are dominantly composed of quartz, plagioclase feldspar, biotite, and k-feldspar with occasional muscovites, sericite, and opaque minerals that constitute very low proportion. Major, trace, and rare earth elements geochemical data reveal that the rocks have moderate to high silica (SiO2=63-79.7%) and alumina (Al2O3=11.85-16.15) contents that correlate with the abundance of quartz, feldspars, and biotite. The rocks are calc-alkaline, peraluminous (ASI=1.0-<1.2), and S-type granitoids sourced by melting of pre-existing metasedimentary or sedimentary rocks containing Al, Na, and K oxides. They plot dominantly in the WPG and VAG fields suggesting emplacement in a post-collisional tectonic setting. On a multi-element variation diagram, the granitoids show depletion in Ba, K, P, Rb, and Ti while enrichment was observed for Th, U, Nd, Pb and Sm. Their rare-earth elements pattern is characterized by moderate fractionation ((La/Yb)N=0.52-38.24) and pronounced negative Eu-anomaly (Eu/Eu*=0.02-1.22) that points to the preservation of plagioclase from the source magma. Generally, the geochemical features of the granitoids show that they were derived by the partial melting of crustal rocks with some input from greywacke and pelitic materials in a typical post-collisional tectonic setting.
Tin mineralizations in South Korea have been found only in the Ulchin and the Sangdong areas. The Wangpiri and the Yuchang Sn pegmatites appear to be in close spatial and genetical relation to the Wangpiri granitoid in the Ulchin area, and the Soonkyeong Sn pegmatite be in close association with the Nonggeori granites in the Sangdong area from geochemical viewpoint. The electron-microprobe analysis of muscovite, biotite, tourmaline and cassiterite from the granitoids and pegmatites in the Ulchin and the Sangdong areas has revealed a distinct differences of geochemical compositions. The Wangpiri and the Yuchang Sn pegmatites show an enrichment of MnO and a depletion of $TiO_2$, FeO and MgO in comparison with the Soonkyeong Sn pegmatite. This result coincides with the geochemical compositions of granitoid rocks in these areas. Enrichment of MnO and depletion of $TiO_2$ FeO and MgO are characteristic in muscovite, biotite and tourmaline of pegmatites compared with those of granitoids. These geochemical differences of muscovite, biotite and tourmaline between granitoids and pegmatites in these areas implies that pegmatites are more fractionated than granitoids.
Mineral commodities of metallic ore deposits related to Cretaceous granitoids in the Taebaegsan basin are distinguishable by rock types, diffferenciation index (D.I.) and chemical compositions. Deposits of Fe-Cu are related to granodiorite-quartz monzonite, those of Pb-Zn and W-Mo to granite-granodiorite and granite respectively. The ranges of D.I. of the granitoids are 39~71 for Fe-Cu deposits, 68~81 for Pb-Zn deposits, 78~89 for W-Mo deposits and 91~94 for Mn deposits. Major oxides of $K_2O$, CaO, MgO, FeO and $TiO_2$ and some trace elements and Rb/K, Sr/Ca and Cu/Fe also show distinguishable differences among the Cretaceous granitoids related to various mineral commodities of the ore depsits.
북동 방향의 호남전단대는 한국의 옥천대 남쪽 경계와 선캠브리아기 영남육괴 사이를 지나는 광역적인 우수향 주향 이동 단층대로 동아시아의 두드러진 지나 변형의 방향과 평행하다. 이 논문에서는 호남전단대의 한 지류인 예천전단대 명호지역의 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암과 엽리상 각섬석-흑운모 화강암의 지화학 및 Nd-Sr 동위원소자료를 보고하고자 한다. 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류를 $SiO_2$ 대 $Na_2O+K_2O$의 분별도에 도시하면 $SiO_2$의 함량은 61.9-67.lwt% 그리고 $Na_2O+K_2O$의 함량은 5.21-6.99wt%로 화강섬록암 영역에 대부분이 점시된다. 선캠브리아기 압쇄 석영-백운모 편마암은 화강암의 영역에 점시된다. $SiO_2$에 대한 수정된 알칼리-라임 지수 및 Fe#($FeO_{total}/(FeO_{total}+MgO)$)에 의한 관계도에서 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 캘크-알카리 계열의 마크네슘 성분이 우세한 코딜러리안(Cordilleran)형 중생대 화강암류의 지화학 특징과 잘 부합된다. 또한 이들 암석들은 $Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)$가 $0.89{\sim}1.10$로 중알루미나에서 약한 고알루미나질의 I형에 해당한다 하지만, 원남층의 압쇄 편마암은 $1.11{\sim}1.22$의 과알루미나질을 보여준다. 연구지역 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류 및 압쇄 편마암류의 미량원소 성분을 초생맨틀(Primitive mantle) 값으로 규격화한 거미 성분도상에서는 저장력 원소(large ion lithophile element)이며 불호정성 원소인 Rb, Ba, Th 및 U이 부화되어 있고 Ta, Nb, P, Ti 가 상대적으로 다른 원소보다 결핍되어 있으며 이러한 지화학적 특징은 호상형(Arc-type) 화강암류와 전형적인 활동성 대륙연변부의 지각물질로부터 유래한 화강암류와 유사하다. ${\varepsilon}_{Nd}(T)$와 Sr 초생값은 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류가 상부지각의 기원물질로부터 형성된 마그마로부터 생성되었음을 지시해 주고 있다. 연구지역을 포함한 영주저반의 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류는 전단대에서 멀어지면서 변형에 의한 특정 원소들(Ti, P, Zr, V 및 Y)의 변화경향이 관찰되지 않는다. 이러한 원인으로, 많은 유체를 가지고 있는 엽리상 각섬석-흑운모 화강암류에서는 전단운동 변형동안 전단대 내와 외부의 유체의 흐름에 의한 질량 전달이 동일하게 일어나 암석 내의 부피변화 및 지화학 변질들을 야기 시키지 않았을 것으로 추정된다.
남한 지역에 분포하는 현생 화강암류의 연대측정 결과를 정리하였다. 경기육괴 29개, 옥천대 36개, 영남육괴 13개, 경상분지 20개 등 총 98개 지점의 연대에 대하여 보고된 자료를 검토하여 신뢰도를 평가하고 가장 대표성 있는 자료를 선별하였다. 고생대 화강암으로는 경상분지 북부에 장사리와 영덕 암체가 분포하고 있으며 영덕 암체 내에 포획암으로 잡혀 있는 섬록암의 최고연대가 265 Ma까지 보고되므로 시추코어 자료와 함께 고려할 때 페름기 초부터 한반도 남동부에서 섭입환경과 연관되어 활발한 화성활동이 있었음을 알 수 있다. 트라이아스기 초기에는 영남육괴 상주-김천-안동-청송 지역에서 역시 섭입 환경과 관련된 토날라이트-트론제마이트-화강섬록암-몬조나이트질의 화성활동이 일어났다. 트라이아스기 후기에는 경기육괴 남서부와 옥천대 중부를 중심으로 후충돌형 쇼쇼나이트 내지 high-K 계열 화강암과 A-형 알칼리 화강암의 관입이 있었다. 쥬라기 초기 화강암류는 영남육괴 중부와 경기육괴 북동부 설악산 지역, 경상분지 북부에 분포하며 경기육괴 나머지 지역과 옥천대 지역에는 쥬라기 중기 화강암류가 주를 이룬다. 이러한 차이는 쥬라기 초기와 중기에 해구의 위치, 해양판의 침강각 또는 섭입각도가 달랐기 때문으로 생각된다. 쥬라기 후기부터 백악기 초까지의 화성활동 휴지기를 거쳐 백악기 후기부터 경상분지 내에서 집중적인 화강암의 관입이 있었다. 경상분지 밖에서는 110 Ma 내외에 경기육괴 남서부와 중부에서, 또 90 Ma 내외에 설악산, 무암사, 월악산, 속리산 지역 등 경기육괴 북동부와 옥천대 중부에서 화강암의 관입이 일어났는데, 선백악기 화강암류에 비해 지하 천부에 정치하였다. 고제3기 화강암은 경주 지역을 중심으로 동해안 지역에 제한적으로 분포한다.
본 역의 쥬라기화강암류는 "편마상화강암"과 "대보화강암"으로 분류 (1 : 250,000 전주도폭, 1973) 되어져 있으나, "대보화강섬록암"은 본 연구에서의 거창화강섬록암에 해당된다. 이들 화강섬록암류에 대한 조암광물의 경하기재, 암석화학, 및 저어콘의 형태적 연구를 하였다. 모드조성상 이들은 주로 화강성록암에 해당되지만 편마상화강섬록암은 Trondhjemitic trend를, 거창화강섬록암은 granodioritic trend를 각각 따른다. 이들 두 암체는 모두 칼크-알칼라인 계열이며 I-type (자철석계열)에 속하나, 편마상화강섬록암은 분화말기에 La, Ce, Yb의 enrichment를 겪은 반면, 거창화강섬록암은 분화초기에 Yb의 depletion을 겪은 것으로 생각된다. 사장석은 대체로 올리고클레이스에 해당한다. 흑운모는 (Mg, Fe) 고용체간의 성분변화보다 (Si, Al) 고용체간의 변화가 더 뚜렷하다. 각섬석은 거창화강섬록암에서만 제한적으로 산출되며 tschermakite에 해당한다. 저어콘 주면의 상대적 발달을 보면, 편마상화강섬록암은 대부분 {100}={110}형에 가까운 것들이 많으나, 거창화강섬록암은 {110} 탁월형 (저온형)에서 {100} 탁월형 (고온형)에 이르는 다양한 변화를 보인다. 그러나 이들은 대부분 저온형 마그마 용체내에서 결정화되었다. PPEF (Prism-Pyramid-Elongation-Flatness) 도에서, 편마상화강섬록암은 닫힌 가위형 (closed scissors type), 거창화강섬록암은 열린 가위행 (open scissors type)을 보인다. 이는 거창화강섬록암의 저어콘들이 지각물질 또는 편마상화강섬록암을 형성시킨 잔류마그마와 혼화된 마그마로부터 정출되었음을 암시해 주는 것으로 생각된다.
Relation between fluid inclusions and mineralization has been studied for 30 granitoid specimens from 19 localities in South Korea. Polyphase inclusions are found in granitoid specimens of 9 localities. In the vicinities of 6 localities among them occurs any of W, Cu or Fe deposits of the vein-, stockwork-, skarn-or pegmatite-type. On the contrary, no ore deposit is reported near the granitoids characterized by no polyphase inclusion except only one locality. This fact implies that the occurrence of polyphase inclusions is a good indicator for such kinds of mineralization. Ores and country rocks of some of the deposits contain polyphase inclusions in their quartz crystals. The fact that many polyphase inclusions occur in granitoids and ore constituents suggests that highly saline hydrothermal solution played an important role for the formation of such kinds of deposits. On the contrary, the granite and the ore of the Mugug gold deposit have many fluid inclusions, but are free from the polyphase type.
부산 금정산 지역 화감암류로부터 분리된 저어콘 결정들에 대하여 형태학적 연구를 하였다. 본 역에는 백악기말의 불국사 화강암류로 화강섬록암, 각섬석화강암 및 흑운모화강암과 소위 불국사 후기~고제3기 화강암(구, 마산암류) 인 토날라이트, 아다멜라이트 및 미문상화강암이 연구의 대상이다. 일반적으로, 화강암류에 있어서 저어콘의 형태학적 총 평균 데이터를 참고하면 이들 화강암류의 저어콘 결정들은 모두 단주상~중주사에 해당되고, 저어콘의 주면 발달상태는 {110}<{100}형이고 추면 발달상태는 {101}>{211}형으로, 암체내에서는 비슷한 양상을 보여 주고 있다. 그러나 PPEF도와 주면지수에 의하여 암체내의 각 암형에 따라 약간의 차이점이 인지되고 있다. 특 화강섬록암, 각섬석화강암 및 흘운모화강암내의 저어콘 결정들이, 토날라이트, 아다멜라이트 및 미문상화강암내의 저어콘 결정들에 비하여 주면지수가 높다. 이는 화강섬록암, 각섬석화강암 및 흑운모화강암내의 저어콘 결정들이 비교적 높은 온도 범위($820~780^{\circ}C$)에서 정출되었다. 금정산화강암체의 최종 분화 산물인 미문상화강암은 주로 중간현의 저어콘 (P110}={100}) 결정을 가지고 있다. 분화가 진행됨에 따라서 화강암류의 저어콘은 단주상에서 중주상으로 되는 특징을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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