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상동 중석 광상의 광화작용에 관한 연구

Title
상동 중석 광상의 광화작용에 관한 연구
Other Titles
(A) Study on mineralization of the Sangdong tungsten ore deposits, South Korea
Authors
申有僖
Issue Date
1994
Department/Major
교육대학원 과학교육전공지구과학교육분야
Keywords
상동중석 광상광화작용
Publisher
이화여자대학교 교육대학원
Degree
Master
Abstract
상동중석광상은 스카른형의 텅스텐 광상으로 고생대 캠브로-오르도비스기의 풍촌 석회암층과 묘봉 슬레이트층에 협재된 석회암층내에 발달하고 있다. 상동중석광상 주변의 태백산 광화대에는 상동광상외에도 거도, 신예미, 이목, 연화광상등의 연·아연, 동등을 산출하는 금속광상들이 많이 분포하고 있다. 상동광상의 관련 화강암이 광체 하부 약 500m 선캠브리아지층에 관입하고 있다. 상동중석광상의 광화환경, 광화용액의 성분연구를 위하여 상동화강암과 주위 화강암의 암석화학분석, Nd·Sr 동위원소분석, 유체포유물의 균일화 온도 및 염농도 측정, 스카른 광물의 광물화학분석 등을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 상동화강암과 광상부근에 분포하는 농거리, 내덕, 어평화강암의 주성분 분석결과 상동화강암과 그 외의 화강암들은 모두 perlauminous한 특징을 가지며 특히 어평화강암은 시대적으로는 백악기 화강암이지만 지화학적으로 상동화강암과 많은 차이가 있다. 각 화강암들에 대한 미량원소와 희토류 원소의 분석결과 상동화강암과 어평 화강암은 LREE가 부화되고 HREE가 중간정도인 백악기 화강암들과 유사한 변화패턴을 보여주고 석석을 산출하는 선캠브리아기의 내덕 화강암과 농거리 화강암들과는 지화학적으로 차이를 보여주어 기원이 서로 다름을 알 수 있다. 상동화강암의 Nd·Sr 동위원소분석결과 ^(87)Sr/^(86)Sr의 초생치는 0.714∼0.716이며 ^(143)Nd/^(144)Nd 초생치는 0.512이다. ε_(Sr), ε_(Nd)값의 특징에서 이들 화강암의 기원이 하부지각기원의 물질에서 유래된 것으로 해석할 수 있다. 2 stage model 연령(T^(Nd)_(2DM))은 농거리가 2858Ma, 어평이 1363∼1375Ma, 상동은 1687∼1764Ma로 농거리 화강암의 지각형성연대는 한반도의 선캠브리아기 기반암의 값과 유사하고 상동화강암은 대보화강암류와 기원이 유사하며 어평화강암은 대보와 불국사 사이의 값에 해당한다. 상동과 어평화강암은 백악기 화강암으로 모델연령은 유사하지만 화강암의 관입시기와 지화학적 특징에는 차이가 있다. 상동광상에서 산출되는 대표적인 스카른 광물인 석류석, 휘석 및 각섬석의 화학분석결과 주로 석류석은 andradite, 휘석은 hedenbergite, 각섬석은 hastingsitic hornblende와 ferroedenitic hornblende에 속한다. 유체포유물 측정결과 균일화 온도가 휘석-석류석대는 341-526℃(평균 407℃), 석영-각섬석대는 179.4∼376℃(평균 248℃), 석영-운모대는 183.8∼280.5℃(평균 236℃)로서 스카른화 후기로감에 따라 의 온도로 감소한다. 석영맥은 161.6∼365.4℃(평균 255℃)이며 상동화강암은 203.2∼295.5℃(평균 245.1℃)의 균일화 온도범위를 보인다. 상동화강암의은 비교적 낮은 균일화 온도는 열수변질온도로 추정된다. 균일화 온도와 염농도와의 관계에서 대체적으로 균일화 온도가 감소함에 따라 염농도도 감소하는데 석영-운모대의 경우 상관성이 낮다. 이는 스카른 광체 생성시 광화후기에 순환수 유입에 의한 것으로 해석된다.;Tungsten mineralization with skarns of the Sangdong mine which is one of the largest tungsten ore deposits in the world, is localized in the interbedded limestone layers of the Myobong Slate Formation and in the limestone of the Pungchon Limestone Formation of Cambrian in the southern limb of the Baegunsan syncline. Mineral chemistry, fluid inclusion and Nd-Sr isotopes for skarns and granites has been investigated. Granitic rocks hidden in the Precambrian meta-sedimentary rocks, which are closely related to tungsten mineralization, show peraluminous character. The initial ^(87)Sr/^(86)Sr and ^(143)Nd/^(144)Nd ratios of the Sangdong granites are 0.714-0.716(ε_(Sr)=138~162) and 0.512(ε_(Nd)= -14.4~15.5), respectively. And their 2 stage model ages range from 1687 to 1764 Ma. The granite characterized by high strontium initial ratios and negative εNd value could have originated from old continental crustal source. Tungsten skarn orebodies are divided into three regrograde mineral zones; outer garnet-pyroxene zone, intermediate quartz-amphibole zone and inner quartz-mica zone. Homogenization temperatures of fluid inclusions decreases toward later stage from 341~527℃(pyroxene-garnet zone), through 179.4~376℃(quartz-amphibole zone) to 183.8~280.5℃ (quartz-mica zone). And the temperature of hydrothermal vein quartzs are in between 161.6~365.4℃. Low homogenization temperature of the Sangdong granite having 203.2~295.5℃ with 1.9~9.2 NaCl equiv. wt% indicates the temperature of the post-magmatic hydrothermal alteration. Skarn ore fluids responsible for tungsten mineralization has been evolved retrogradedly toward later skarn stage.
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