충북 괴산군 연풍면 만장광산의 광물수반관계와 유체포유물 연구

Abstract

본 연구는 충북 괴산군 연풍면 유상리에 소재한 만장광산에 대하여 야외조사와 채취한 시료의 현미경적관찰 및 유체포유물에 대한 연구와 광물의 수반관계를 상율에 의하여 해석한 것이다. 광상은 옥천층군의 화전리층의 석회질암을 모암으로 한 스카른광상으로서 이를 관입한 화강반암의 서북측에 위치한다. 스카른광물로는 석류석, 단사휘석, 규회석, 녹렴석을 주로하며 이들 스카른에 광석광물이 밀접히 수반되는데 서부광체는 산화물인 자철석으로, 중앙 및 본항광체는 유화물인 황동석, 황철석, 자류철석등으로 특징지워 진다. 광화과정에서 스카른 단계를 뒤따른 석영맥(형석포함)에서 채취한 석영의 충진온도와 염농도는 240℃~>350℃, 6.3~12.9 wt. % 이고 형석의 충진온도와 염농도는 220℃~350℃, 8.5~9.9 wt.%로서 석영의 충진온도와 염농도가 형석에 비해 비교적 높았으며 균일화온도가 낮아질수록 염농도도 낮아지는 경향을 보인다. 스카른광물과 자철석의 수반관계는 P=1kb, XCO_(2)=0.02로 전제한 logfo_(2)-T diagram상에서, 고온에서 저온으로 향하여 회철석류석-회철휘석-방해석, 회철휘석-회철석류석-석영, 자철석-회철석류석-석영, 자철석-석영-방해석의 순으로 안정하며 대부분 자철석을 스카른단계 말기에 집중적으로 정출되었고, 자철석과 유화광물의 안전조건은 350℃하의 logfo_(2)-logfs_(2) diagram에서, 자철석은 logfo_(2)가 -40 이상에서 안정하였으며, 유화광물은 logfs_(2)가 -24~-4 이상의 범위에서 안정하였고 logfs_(2)가 낮아짐에 따라 처음에는 황동석이, 다음에는 황철석이, 그리고 자류철석이 안정함을 알 수 있다.;The Manjang mine is located in Yusang-Ri, Yeonpung-Myon, Koesan-Gun, Chungcheung Puk-Do. This study includes fluid inclusion geothermometry and salinity analysis, and application of phase rule to mineral associations in skarn orebodies based on the field data and microscopic examinations of the samples collected. Three skarns orebodies, the magnetite skarn of West orebodies, the Cu-sulfide skarns of Central and Main orebodies, occur in the Ordovician Hwajen Ni limestone near the Crecaceous granite porphyry. The skarn, silicates are garnet, clinopyroxene, wollastonite and epidote, with which ore minerals are closely associated; magnetite (oxide) at the West orebody whereas chalcopyrite (sulfide) at the Central and Main orebodies where pyrite and Pyrrohtite(sulfide gangue) are also associated. A number of primary two phase fluid inclusions are available in quartz and fluorite collected from quartz vein (fluorite-bearing) which followed the skarn stage during the mineralization sequence. Filling temperatures and salinity of inclusions are measured to be 240℃-350℃ or more, 6.3-12.9wt.% in quartz and 220℃-350℃, 8.5-9.9wt.% in fluorite, respectively. This indicates that the filling temperatures and salinity are higher in quartz than in fluorite with a tendency of both to be line-arly decreased. T-fo_(2), diagram in the system Ca-Fe-Si at 1kb and XCO_(2)=0.02 shows that the three phase stable assemblages with decreasing temperature are andradite-hedenbergite-calcite, hedenbergite-andradite-quartz, magnetite-andradite-quartz, and magnetite-quartz-calcite, indicating that magnetite crystallizes mostly in lower temperature late skarn stage. In isothermal log fo_(2)-log fs_(2) diagram at 350℃, it is indicated that magnetite is stable in log fo_(2)= -40 and sulfide minerals are stable between range from log fs_(2)=-24 to log fs_(2)=- 4, in which with decreasing log fs_(2), chalcopyrite is firstly stable, then pyrite, and lastly pyrrohotite.