• 제목/요약/키워드: oxygen fugacity

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하내 함 동 열수 맥상광상의 광화작용 (Ore Mineralization of The Copper-bearing Hanae Hydrothermal Vein Deposit)

  • 최상훈;이선진;전영식
    • 자원환경지질
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    • 제50권6호
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    • pp.435-443
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    • 2017
  • 하내광상은 경상계 하양층군의 진동층 퇴적암내의 열극을 충진하여 발달한 함 동 열수 석영 맥상광상이다. 초기 맥상 석영과 함께 자류철석-황철석의 산출로 시작된 금속 광화작용은 자류철석-황철석 $\rightarrow$ 황철석-황동석-섬아연석(${\pm}$함비스무스 텔루라이드) 광화작용 $\rightarrow$ 함 은(Ag) 텔루라이드 광화작용 $\rightarrow$ 2차 광물 광화작용의 공생관계를 보이며 진행되었다. 유체포유물 가열실험 결과 하내 함 동 열수광화작용은 약 $400^{\circ}C$ 내지 $200^{\circ}C$ 온도조건의 열수계에서 진행되었다. 맥상 광물의 생성조합과 공생관계 및 유체포유물 가열실험 결과를 이용한 열역학적 해석결과, 하내 함 동 열수광체의 주된 함 동 광물인 황동석 주 광화시기 초기의 온도인 $350^{\circ}C$의 경우 $10^{-9.2}bar$의 황 분압조건에서 광화작용이 시작되었으며, $10^{-8.7}bar$에 이르는 황 분압조건과 ${\approx}10^{-32.1}bar$에서 ${\approx}10^{-29.8}bar$에 이르는 산소 분압조건에서 진행되었다. 주 광화시기 후기의 온도조건인 $250^{\circ}C$의 경우 ${\approx}10^{-13.5}bar$에서 ${\approx}10^{-13.2}bar$에 이르는 황 분압조건과 ${\approx}10^{-38.4}bar$에서 ${\approx}10^{-37.6}bar$에 이르는 산소 분압조건에서 시작되어 ${\approx}10^{-11.7}bar$${\approx}10^{-35.2}bar$에 이르는 황 분압 및 산소 분압 각각의 점증에 의하여 진행되었다. 하내 열수계 최후기(${\geq}200^{\circ}C$) 텔루라이드 광화작용과 관련된 Te의 최소 분압조건은 ${\approx}10^{-18}bar$이며, 황 분압 조건은 ${\approx}10^{-14.0}bar$ 에서 ${\approx}10^{-10.9}bar$이었다.

하동-산청 회장암체 내 부존하는 하동 함 철-티탄 광체의 광화작용 (Ore Mineralization of The Hadong Fe-Ti-bearing Ore Bodies in the Hadong-Sancheong Anorthosite Complexes)

  • 이인경;전영식;최상훈
    • 자원환경지질
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    • 제50권1호
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    • pp.35-44
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    • 2017
  • 하동-산청 회장암체는 영남육괴의 남서부에 선캠브리아기 지리산 편마암 복합체의 변성암류를 기반암으로 차노카이트(charnockite)와 함께 분포하며, 주변에는 중생대 화성암류가 관입 산출한다. 하동-산청 회장암체는 중생대 쥬라기의 섬장암을 경계로 북서쪽의 산청 회장암체와 남쪽의 하동 회장암체로 구분된다. 광체는 하동 회장암체 내에 남북방향으로 약 14 km의 연장을 보이며 단속적으로 산출되는 하동 함 철-티탄 암맥상 광체이다. 하동 함 철-티탄 암맥상 광체 내에는 함-철 산화광물인 자철석(magnetite) 및 티탄철석(ilmenite) 과 함께 함 티탄 광물들(금홍석(rutile) 과 티타나이트(titanite))과 소량의 황화광물들(자류철석, 황철석, 황동석, 섬아연석 등)이 수반하여 산출된다. 하동 함 철-티탄광체의 광화작용은 초기 자철석-티탄철석의 공생 산출로 시작되어 자철석-티탄철석 ${\rightarrow}$ 자철석-티탄철석-자류철석 ${\rightarrow}$ 티탄철석-자류철석-금홍석-티타니이트(${\pm}$황철석) ${\rightarrow}$ 황화광물의 공생관계를 보이며 진행되었다. 광체 내 공생관계와 및 열역학적 연구를 통하여 확인된 하동 함 철-티탄 광체의 초기 함 철-티탄 광화작용은 약 $10^{-11.8}{\sim}10^{-17.2}$ atm의 산소 분압조건($700^{\circ}C$)에서 $Fe_3O_4-FeS$ 상평형을 이루는 황 분압조건 (약 $10^0$ atm) 까지 황 분압의 증가에 의하여 진행되었으며, 그 후 황화광물의 산출은 산소 분압은 감소(${\geq}10^{-20.2}$ atm)되면서 황 분압이 증가(${\geq}10^0$ atm) 하는 환경에서 진행되었다.

2011년 11월 고성만 굴(Crassostrea gigas) 양식장 수질환경 모니터링을 통한 이산화탄소 수지 평가 (Evaluation of Simple CO2 Budget with Environmental Monitoring at an Oyster Crassostrea gigas Farm in Goseong Bay, South Coast of Korea in November 2011)

  • 심정희;예미주;임재현;권정노
    • 한국수산과학회지
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    • 제47권6호
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    • pp.1026-1036
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    • 2014
  • Real-time monitoring for environmental factors (temperature, salinity, chlorophyll-a, etc.) and fugacity of carbon dioxide ($fCO_2$) was conducted at an oyster Crassostrea gigas farm in Goseong Bay, south coast of Korea during 2-4th of November, 2011. Surface temperature and salinity were ranged from $17.9-18.7^{\circ}C$ and 32.7-33.8, respectively, with daily and inter-daily variations due to tidal currents. Surface $fCO_2$ showed a range of $390-510{\mu}atm$ and was higher than air $CO_2$ during the study period. Surface temperature, salinity and $fCO_2$ are showed significant correlations with chl.-a and nutrients, respectively. It means when chl.-a value is high in surface water of the oyster farm, active biological production consume $CO_2$ and nutrients from environments and produce oxygen, suggesting a tight feedback between biological processes and environmental reaction. Thus, factors affecting the surface $fCO_2$ were evaluated using a simple mass balance. Temperature and biological productions by phytoplankton are the main factors for $CO_2$ drawdown from afternoon to early night, while biological respiration increases seawater $CO_2$ at night. Air-sea exchange fraction acts as a $CO_2$ decreasing gear during the study period and is much effective when the wind speed is higher than $2-3m\;s^{-1}$. Future studies about organic carbon and biological production/respiration are required for evaluating the roles of oyster farms on carbon sink and coastal carbon cycle.

진원 연-아연 광상의 광석광물과 생성환경 (Ore Minerals and Geochemical Environments at the Jinwon Pb-Zn Deposit)

  • 조영기;이인경;최상훈
    • 한국광물학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.337-346
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    • 2006
  • 진원 연-아연 광상은 영남육괴의 북동부에 위치하며, 주변 지질은 선캠브리아기의 호산리층, 분천화강편마암, 흑운모화강편마암, 홍제사화강암, 우백질화강암과 이들을 관입한 백악기의 산성화산암류 및 시대미상의 암맥류로 구성되어 있다. 광상은 영남육괴의 고기 화강암류인 홍제사화강암 내의 열극을 충진하여 발달한 함 연-아연 열수 석영 맥상 광체들로 구성되어 있으며, 광화작용은 구조운동에 수반되어 총 2회에 걸쳐 진행되었다. 주 광화시기인 광화 I기는 광물들의 산출조직과 공생관계 등에 의하여 2개의 substage (Ia, Ib)로 구분되며, 석영맥 내에 주 광종인 섬아연석($13.1{\sim}19.0$ mole% FeS)과 방연석에 수반하여 환철석, 유비철석($28.4{\sim}30.3$ Atomic % As), 자류철석, 자철석, 황동석, 휘은석 등의 활화광물과 활염광물인 miargyrite가 광석광물로서 산출된다. 광화 II기는 광석광물을 수반하지 않은 석영맥의 발달 시기이다. 광석광물의 공생관계와 화학조성 특성 연구결과 등을 종합하여 확인된 광화작용 시의 지화학적 환경은 유활분압 $10^{-7}{\sim}10^{-16}atm$, 산소분압 $10^{-32.8}{\sim}10^{-38.5}atm$ 이산화탄소 분압 $<10^{-0.6}atm$이었다.

한반도(韓半島) 남부지역(南部地域)의 고령토-납석광상(鑛床) 생성기구(生成機構) (Some Aspects of Kaoline-Pyrophyllite Deposits in Southern Korea)

  • 상기남
    • 자원환경지질
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    • 제19권spc호
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    • pp.43-52
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    • 1986
  • Kaolin-pyrophyllite are locally abundant in the three hydrothermal areas at Yangsan-Tongnae area, Hadong-Sancheong area and Haenam area, deposits are originally composed of acidic volcanic rocks and anorthositic rocks in Hadong-Sancheong area. The clay deposits are formed in the near shallow depths environment through acid hydrothermal alteration. Hadong-Sancheong halloysite deposits are formed by alteration of anorthosite. These differences are mainly on the various country rocks, geological structure and properties of hydrothermal solutions. Country rock is mostly underlain by rhyolitic tuffaceous and anorthositic rocks and a large number of clay deposits were formed during volcanic activity through upper Cretaceous-lower Tertiary. Intrusive rocks is broadly distributed in this area and clay deposits are variable in shapelayer and funnel typed. Zonal pattern of mineral assemblage is as follows, Yangsan-Tongnae deposits-kaolinite, pyrophyllite, dumortierite, andalusite and sericite, Hadong-Sancheong-mostly halloysite, and Haenam-dickite, pyrophyllite, alunite and diaspore. The difference in the zonal pattern of altered rock is considered to depend on differences in the initial acidity of related hydrothermal solution, initial acidity was controlled by the oxygen fugacity.

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동명광산(東明鑛山)의 스카른형(型) 회중석(灰重石) 광상(鑛床)의 성인(成因) (On the Genesis of Skarn-type Scheelite Deposits at the Dongmyoung mine)

  • 오민수;박기화
    • 자원환경지질
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    • 제16권1호
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    • pp.37-49
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    • 1983
  • The skarn type tungsten deposits are developed in the contact aureole of Jurassic biotite-hornblende granodiorite and limestone beds. The latter can be divided into the Great Limestone Series of Joseon System and Gabsan Formation which is correlative to the Hongjeom Series of Pyeongahn System. The skarns are impregnated in the limestone, sandstone, schist and granodiorite, and showing zonal distribution. The five skarn zones are from fresh limestone inwards to wollastonite-skarn, clinopyroxene-skarn, clinopyroxene-garnet skarn, garnet skarn and vesuvianite skarn zone. The ore mineral, scheelite, disseminates in the clinopyroxene-garnet and vesuvianite skarn zone, and the size of the scheelite crystals in vesuvianite skarn zone is larger than in clinopyroxene- garnet skarn zone. According to the mineral paragenesis and the composition of skarn minerals, oxygen fugacity ($fo_2$) is low. Fluid inclusions in quartz comprise much $LCO_2$ and fluid inclusion studies revealed that the homogenization temperatures range $240-290^{\circ}C$.

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문경남부일대(聞慶南部一帶)에 분포(分布)하는 백악기(白堊紀) 화강암류(花崗岩類)의 미량원소(微量元素) 및 광물화학(鑛物化學) (Trace Element and Mineral Chemistry of the Cretaceous Granites in the Southern Mungyeong Area)

  • 윤현수
    • 자원환경지질
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    • 제24권4호
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    • pp.379-391
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    • 1991
  • The studied Cretaceous granties are widely distributed at the southern Mungyeong area in the southwestern part of Ogcheon Fold Belt. From the mineralogical and geochemical compositions, it is suggested that they show the characteristics of I-type and magnetite-series and formed under the conditions of high oxygen fugacity. The mineral chemistry of plagioclase, alkali feldspar and biotite in the granites by EMPA, was revealed as albite to oligoclase, microcline to microcline perthite and orthoclase perthite, and annite compositions, respectively. The granites have the distribution patterns of enriched LREE and depleted HREE, and show Eu negative anomalies suggesting mainly due to the feldspar fractionation in the residual magma. The geochemical data of Eu, EU/$^*Eu$, Sm and Gd suggest that the granites of the area have more abundant alkali feldspar crystallization than plagioclase. From the geochemical characteristics of Sr/Ba, La/Sm vs. Ce/Yb and other trace element evidences, the granites were the late stage products of differentiation and fractionated from a homogeneous parental granitic magma.

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한국(韓國)에 분포(分布)하는 선(先)캠브리아기(紀), 쥬라기(紀) 및 백악기화강암(白堊紀花崗岩)의 지화학적(地化學的) 특징(特徵) (Geochemical Characteristics of Precambrian, Jurassic and Cretaceous Granites in Korea)

  • 홍영국
    • 자원환경지질
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    • 제20권1호
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    • pp.35-60
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    • 1987
  • 한국(韓國)에 분포(分布)하는 지질시대(地質時代)와 공간(空間)을 달리하는 대표적(代表的)인 15개(個)의 화강암체(花崗岩體)를 대상(對象)으로 광물(鑛物) 및 주(主) 미량(微量) 원소(元素) 지화학적(地化學的) 특징(特徵)을 밝히고 암석성인(岩石成因)과 지체구조진화(地體構造進化)와 연관시켜 연구(硏究)하였다. 그 암석지화학적(岩石地化學的) 특징(特徵)을 바탕으로 선(先)캄브리아기(紀) 화강암(花崗岩), 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(cratonic과 mobile belt)와 백악기(白堊紀)~제삼기(第三紀) 화강암(花崗岩)으로 구분(區分)된다. 선(先)캄브리아기(紀) 화강편마암(花崗片麻岩)(I-형(型) 및 티탄철석계열(鐵石系列))은 지화학적(地化學的)으로 진화(進化)된 화강암류(花崗岩類)가 변성작용(變成作用)을 받아서 형성(形成)되었으며, 선(先)캄브리아기(紀) 화강암(花崗岩)(S-형(型) 및 티탄철석계열(鐵石系列))은 퇴적기원(堆積起源)의 변성암류(變成岩類)가 부분용융(部分熔融)되어 생성(生成)된 것으로 사료(思料)된다. 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(S-형(型) 및 티탄 철석계열(鐵石系列))은 주(主)로 하부지각(下部地殼)의 변성퇴적암(變成堆積岩)이 부분용융(部分熔融)되어 형성(形成)되었다. 또한, 백악기화강암(白堊紀花崗岩)(I-형(型) 및 자철석계열(磁鐵石系列))은 하부지각(下部地殼) 또는 상부(上部)맨틀의 화성원암류(火成源岩類)로부터 생성(生成)된 마그마의 분별(分別) 결정작용(結晶作用)으로 결정화(結晶化)되었음이 밝혀졌다. 퍼다이트질(質) 알카리장석(長石)의 용리(溶離)(exsolution)에 의(依)한 지질온도계(地質溫度計)는 선(先)캄브리아기(紀) 및 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)은 각(各) 암체내(岩體內) 그 온도변화폭(溫度變化幅)이 작으며(${\pm}20{\sim}30^{\circ}C$), 약(約) 3~5kbar의 가상압력하(假想壓力下)에서 $315{\sim}430^{\circ}C$의 낮은 온도조건(溫度條件)에서 화학적(化學的) 평형(平衡)을 이룬것으로 나타났다. 이는 화강암관입시(花崗岩貫入時) 주위모암(母岩)들은 광역변성작용(廣域變成作用)과 같은 열류량(熱流量)이 높은 영역하(下)에 있었으며, 그 후(後) 모암(母岩)은 화강암(花崗岩)과 함께 천천히 냉각(冷却)되었기 때문인 것으로 생각된다. 그러나, 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)들은 각(各) 암체(岩體)마다 1~3kbar 압력하(壓力下)에서 $520^{\circ}C$의 온도(溫度)에서 평형(平衡)을 이루었으며 그 변화폭(變化幅)(${\pm}110^{\circ}C$)이 크다는 것으로 밝혀졌는데, 이는 친(親)마그마가 지표(地表)가까운 천처(淺處)까지 관입(貫入)하여 급속(急速)히 결정화(結晶化)되었음을 시사(示唆)한다. 장석(長石)이 정출(晶出)될때의 산소분압(酸素分壓)은 옥천변성대(沃川變成帶)에 분포(分布)하는 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)이 가장 낮고, 경상분지(慶尙盆地)의 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)에서 높은 것으로 밝혀졌다. 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(Hercyno-형(型))은 큐라-퍼시픽(Kula-Pacific)판(板)이 빠른속도(速度)로 북서(北西)쪽으로 밀려와서 대륙간분지(大陸間盆地)(Intracontinental basin)인 옥천분지(沃川盆地)가 closing-collision으로 지각하부(地殼下部)의 부분용융(部分熔融)에 의(依)하여 형성(形成)된 마그마(Wet magma)로 부터 형성(形成)된 후(後) 주위 모암(母岩)과 함께 융기(隆起)되었다. 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)(Andino-형(型))은 큐라-퍼시픽 해영(海嶺)의 Subduction에 의(依)하여 생성(生成)된 마그마(Dry magma)가 구조적(構造的) 약선대(弱線帶)를 따라 빠른 속도(速度)로 지각천처(地殼淺處)까지 관입(貫入)되었다.

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상라 연-아연 광상의 안정동위원소 연구 (Stable Isotope Studies of the Sangra Lead-Zinc Deposit)

  • 문상호
    • 자원환경지질
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    • 제27권3호
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    • pp.219-229
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    • 1994
  • The Sangra Pb-Zn deposit is located in the Gampo area. Most Cretaceous sedimentary rocks and Paleogene felsic intrusives in the study area have experienced intense propylitization. Such propylitization and Pb-Zn mineralization in ore veins are involved with the fluid having very low oxygen isotopic composition.Sulfurisotopic equilibrium temperature during the main Pb-Zn mineralization (late stage I) is calculated as $T=275^{\circ}{\sim}295^{\circ}C$. Oxygen and sulfur fugacity in late stage I fluid is estimated as $logfO_2=-34.4{\sim}-29.1$ and $logfS_2=-12.0{\sim}-8.2$ bars. It is inferred that the sulfur isotopic composition oflate stage I fluid was very high such as ${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}=+22.4{\sim}+22.5$‰ and the origin of sulfur was ocean water sulfate. Oxygen and hydrogen isotopic composition of water in ore-forming fluid was gradually increased and more abundantly affected by ocean water from early to late mineralization stage as follows; (late stage I) ${\delta}^{18}O_{H2O}=-7.2{\sim}-1.1$‰, ${\delta}D_{H2O}=-87{\sim}-84$‰, (stage II) ${\delta}^{18}O_{H2O}=-2.4{\sim}-0.8$‰, ${\delta}D_{H2O}=-39{\sim}-21$‰ (stage III) ${\delta}^{18}O_{H2O}=+0.7{\sim}+12.6$‰, ${\delta}D_{H_2O}=-49{\sim}-42$‰. The pH in ore-forming fluid was about 4.7 during late stage I and is thought to have been gradually decreased from late stage I to stage II mineralization.

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장군광산(將軍鑛山)의 자철석광상(磁鐵石鑛床)에서 산출(産出)되는 광석광물(鑛石鑛物)과 생성조건(生成條件) (Ore Minerals and Mineralization Conditions of Magnetite Deposits in the Janggun Mine, Korea)

  • 이현구;이찬희;송석환
    • 자원환경지질
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    • 제29권1호
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    • pp.1-11
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    • 1996
  • Magnetite ores of the Janggun mine are embedded in dolomitic limestone of the Janggun Limestone Formation contacting with Chunyang granite, and are closely associated with skarn minerals. Mineralization of magnetite deposits can be divided into two stages as deep-seated skarn stage and shallow hydrothermal replacement stage. Mineralogies of skarn stage consist of magnetite, pyrrhotite and base-metal sulfides, and those of hydrothermal stage is base-metal sulfides, native bismuth, bismuthinite, tetrahedrite, boulangerite, bournonite and stannite. The FeS mole % in sphalerite and As atom % in arsenopyrite range from 22.47 to 26.30 and from 31.39 to 31.66 in skarn stage, and are from 17.54 to 32.54 and 28.87 to 30.70 in hydrothermal stage, respectively. Based on mineralization characteristics, mineral assemblages, chemical compositions and thermodynamic considerations, formation temperatures, sulfur fugacities ($-logf_2$), pH and oxygen fugacity ($-logfo_2$) estimated to be from 345 to $382^{\circ}C$, from 8.1 to 9.7atm, from 6.5 to 7.2 and from 30.5 to 31.2atm in the skarn stage, respectively, and temperature and $-logfs_2$ are from 245 to $315^{\circ}C$ and from 10.4 to 13.2atm in the hydrothermal stage.

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