Spatio-Temporal Variation of Polymetallic Mineralization in the Wooseok Deposit

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(1)pISSN 1225-7281 eISSN 2288-7962. 자원환경지질, 제51권, 제6호, 493-507, 2018 Econ. Environ. Geol., 51(6), 493-507, 2018 http://dx.doi.org/10.9719/EEG.2018.51.6.493. 우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화 임헌경 · 신동복* · 정준영 · 이문택 공주대학교 지질환경과학과. Spatio-Temporal Variation of Polymetallic Mineralization in the Wooseok Deposit Heonkyung Im, Dongbok Shin*, Junyeong Jeong, Moontaek Lee Department of Geoenvironmental Sciences, Kongju National University (Received: 5 November 2018 / Accepted: 15 December 2018) The Wooseok deposit in Jecheon belongs to the Hwanggangri Mineralized Distict of the northeastern Ogcheon Metamorphic Belt. Its geology consists mostly of limestone of the Choseon Supergroup and the Cretaceous Muamsa granite intruded at the eastern area of the deposit. The deposit shows vertical occurrence of skarn and hydrothermal vein ores with W-Mo-Fe and Cu-Pb-Zn mineralization and skarn is developed only at lower levels of the deposit. Skarn minerals are replaced or cut by ore minerals in paragenetic sequence of magnetite-hematite, molybdenite-scheelite-wollframite, and higher abundances of pyrrhotite-chalcopyrite-pyrite-sphalerite-galena. Garnet has chemical compositions of Ad65.9-97.8Gr0.3-32.0Pyr0.9-3.0, corresponding to andradite series, and pyroxene compositions are Hd4.5-49.7Di42.3-93.9Jo0.5-7.9, prevailing in diopside compositions, both of which suggest oxidized conditions of skarnization. On the FeS-MnS-CdS ternary diagram, FeS contents of sphalerite in vein ores decrease with increasing MnS contents from bottom to top levels, possibly relating to W mineralization in deep and Pb-Zn mineralization in shallow level. Sulfur isotope values of sulfide minerals range from 5.1 to 6.8‰, reflecting magmatic sulfur affected by host rocks. W-Mo skarn and Pb-Zn vein mineralization in the Wooseok deposit were established by spatio-temporal variation of decreasing temperature and oxygen fugacity with increasing sulfur fugacity from bottom to top levels. Key words : Wooseok deposit, polymetallic mineralization, skarn, sphalerite, sulfur isotope 제천시 청풍면에 위치한 우석광상은 옥천변성대 동북부 황강리광화대에 속한다. 지질은 조선누층군의 석회암이 넓 게 분포하며, 광상 동측에 백악기 무암사화강암이 관입하였다. 광상은 스카른 및 맥상광체가 W-Mo-Fe 및 Cu-Pb-Zn 광화작용을 수반하며, 스카른은 하부갱에서만 발달한다. 광석광물은 스카른광물을 교대 및 절단하며, 자철석-적철석, 휘수연석-회중석-철망간중석, 자류철석-황동석-황철석-섬아연석-방연석 순으로 정출되었고 전반적으로 황화광물이 우세 하다. 석류석의 조성은 Ad65.9-97.8Gr0.3-32.0Pyr0.9-3.0으로 Fe가 부화된 안드라다이트 계열을 보이며, 휘석은 Hd4.549.7Di42.3-93.9Jo0.5-7.9로서 투휘석 계열이 우세하여 스카른화 작용이 전체적으로 산화환경에서 진행되었음을 지시한다. 맥 상광체에 수반된 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하 는 경향을 보이는데 이는 심부의 W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다. 황화광물의 황안정 동위원소 조성은 5.1-6.8 ‰로 마그마에서 기원된 황이 모암이 영향을 받은 것으로 여겨진다. 우석광상의 W-Mo 스 카른 및 Pb-Zn 열수맥상 광화작용은 시공간적으로 심부에서 천부로 가면서 온도 및 산소분압의 감소와 함께 황분압 이 증가하면서 진행된 것으로 보인다. 주요어 : 우석광상, 다금속광화작용, 스카른, 섬아연석, 황안정동위원소 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited. *Corresponding author: [email protected]. 493.

(2) 494. 임헌경 · 신동복 · 정준영 · 이문택. Fig. 1. Regional geologic map of the Hwanggangri Mineralized District. J: Jecheon granite, M: Muamsa granite, S: Susan granite, W: Weolaksan granite, NM: Nangrim massif, PB: Pyeongnam basin, IB: Imjingang Belt, GM: Gyeonggi massif, OB: Okcheon belt, YM: Yeongnam massif, GB: Gyeongsang basin.. 1. 서. 론. 황강리광화대는 탄산염암이 넓게 분포하고 백악기 무암사화강암, 수산화강암, 그리고 월악산화강암이 관 입하여 이와 관련된 Cu-Pb-Zn, Au-Ag-Pb-Zn, W-Mo 등 다양한 광종의 스카른 및 맥상 광상들이 발달한다 (Fig. 1). 지역적으로 보면, 황강리광화대의 북쪽에는 대 표적인 스카른광상인 금성광상과 당두광상이 발달하는 데, 금성광상은 모암의 조성에 따라 Mg 또는 Ca 계열 의 스카른광물과 Mo 및 Fe 광화작용을 수반한다(Choi et al., 2007). 반면, 당두광상은 열극을 따라 교대한 스카른광상으로 Pb-Zn 광화작용이 발달한다(Lim et al., 2013). 광화대 중부에는 맥상광체로 구성된 금실, 대현 및 수복광상이 분포하며, 석영 및 방해석맥이 Au-Ag-Pb-Zn 및 일부 W 광화작용을 수반하였다. 우석 광상은 북쪽의 스카른광상과 중부의 맥상광상 사이에 발달하고, 스카른 W-Mo-Fe 광화작용과 맥상의 Pb-Zn 광화작용이 좁은 범위에 걸쳐 발달하였다(Park and Park, 1979). 반면, 남쪽지역에는 맥상의 W-Mo 광화작 용을 수반한 수산 및 월악광상이 분포한다. 일반적으로, 스카른광상의 Fe 및 W-Mo 광체는 관 계화성암과 인접하고 스카른분대 내에 발달하여 광체. 와 스카른의 발달이 직접적인 관련성을 보이는 반면, Zn 광체는 만토(manto), 침니(chimney), 그리고 맥상 의 형태로 원거리에 발달하여 관련성이 낮아 보인다 (Einaudi et al., 1981; Megaw et al., 1988; Meinert et al., 2005; Williams-Jones et al., 2010). 하지만, 석류석과 휘석의 조성은 유체의 특성 및 광화작용의 종류에 따라 다르게 보여, 스카른과 관련된 광화작용 을 확인할 수 있다(Meinert, 1992). 본 연구는 WMo-Fe 및 Pb-Zn 광화작용을 수반한 우석광상의 스카 른 및 맥상광체의 산출양상에 따른 시공간적인 진화과 정을 이해하고, 스카른광물 및 섬아연석의 화학조성과 황화광물의 황안정동위원소 분석을 통해 이들 광물의 생성환경을 해석하고, 나아가 황강리광화대 주요 광화 작용 특성과 비교하고자 한다.. 2. 지질 및 광상 2.1. 지질 우석광산은 제천시 청풍면에 위치하며, 지리좌표상 동경 128°10’33’’, 북위 36°59’52’’에 해당된다. 연구지 역이 위치한 황강리광화대의 기반암은 선캠브리아기 경 기육괴 편마암이며, 상부에 옥천누층군, 조선누층군, 그.

(3) 우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화. 495. Fig. 3. Cross section of the Wooseok deposit(Modified from KORES, 1981). Fig. 2. Geologic map of the Wooseok deposit(Modified from Park and Park, 1979).. 리고 평안누층군이 부정합으로 발달한다(Fig. 1). 우석 광상 일대의 지질은 주로 조선누층군의 석회암과 이를 관입한 백악기 무암사화강암으로 구성된다. 옥천누층군 의 서창리층과 북노리층은 조선누층군의 하부에 위치 하며, 조선누층군은 영월층군에 부합한다(Chough et al., 2000). 연구지역의 조선누층군은 삼태산층에 속하 며, 하부부터 천매암, 백운암질 석회암, 천매암, 결정질 석회암, 점판암, 그리고 규질 석회암으로 구성된다(Park and Park, 1979). 전반적인 주향경사는 N25-60°E, 3040°NW이다. 무암사화강암은 백악기 흑운모화강암으로 우석광상의 동측에 북서-남동 방향으로 약 3×10 km2 노출되어 있다(Fig. 2). 암석은 주로 백색 또는 분홍색 을 띠며, 주구성광물은 석영, 알칼리장석, 사장석, 그리 고 흑운모이다. 암질은 대체로 중립질이지만 연변부에 서 세립질로 나타나고 부분적으로 반상구조가 관찰된 다. 무암사화강암의 관입시기는 88.2±1.7 Ma로 보고 되었다(Lee et al., 2010). 무암사화강암과 인접한 지 역에서 천매암과 점판암은 혼펠스, 석회암은 재결정 혹 은 스카른화 작용을 받았으며, 화성암의 연변부를 따 라 Cu-Pb-Zn(우석광상, 수복광상, 당두광상), Au-AgPb-Zn(금실광상, 대현광상) 그리고 Mo(금성광상) 광화 작용이 발달한다(Park and Park, 1979; So and Yun, 1992; Choi et al., 2007; Lim et al., 2013). 2.2. 광상 우석광상의 스카른 및 열수맥상광체는 관계화성암인 무암사화강암과 모암인 조선누층군의 석회암과 관련되 어 발달한다. 과거 하부에서 상부로 대절갱, 본갱, 3갱,. 북갱 그리고 남갱에서 주로 Cu-Pb-Zn을 대상으로 개 발하였고, 이 밖에 W-Mo-Fe 그리고 F 광화작용이 주 로 광상의 하부에서 추가로 확인된다. 대절갱은 광상 의 최하부에 개발되었으며, 북쪽 수평방향으로 굴진하 여 1호광체를 대상으로 개발하였다. 본갱은 개발 흔적 및 폐석의 규모로 보아 다른 갱들보다 개발 규모가 컸 던 것으로 생각되며, 3갱은 입구에서 절리를 따라 발 달한 광체를 대상으로 개발하였다. 남갱은 거의 수직 방향으로 발달한 광체를 따라 북갱의 광체까지 연결되 어 개발되었다. Park and Park(1979)의 연구 및 KORES(1981)에 따르면, 우석광상은 하부에서 상부로 1호광체, 2호광체 그리고 3호광체로 구분되며(Fig. 3), 초기에 층리를 따라 스카른 광화작용이 발달하고, 후기 에 절리를 따라 맥상광체를 형성한다. 1호광체는 괴상 의 광체와 이를 후기에 절단하는 맥상광체로 구성되어 있으며, 본갱과 대절갱에서 주로 확인된다. 2호광체는 N10-50°E 주향 및 40-50°NW 경사로 모암의 층리면과 비슷하며, 3호광체는 N10°E 주향 및 45°NW 경사로 2호광체와 유사하여 심부에서 연결된 것으로 보인다.. 3. 연구방법 시료는 심도별 변화를 확인하기 위하여 각 갱의 스 카른 및 광석시료를 채취하였고 육안 및 현미경관찰을 통한 암석기재학적 연구를 수행하였다. 석류석, 휘석, 그리고 섬아연석을 대상으로 화학조성을 파악하기 위 해 전자현미분석을 실시하였다. 분석은 한국기초과학지 원연구원 전주센터의 SHIMADZU사 EPMA1600 및 경상대학교 공동실습관의 JEOL사 JXA8100을 이용하 였으며, 분석조건은 가속전압 15KeV, 전류 20nA, 빔 직경 1µm로 하였다. 광상을 형성시킨 황의 기원을 파.

(4) 496. 임헌경 · 신동복 · 정준영 · 이문택. Fig. 4. Rock slabs and microscopic images of skarn in the Wooseok deposit. (a) Pyroxene skarn in the No.3 adit, (b) Recrystallized limestone in the No.3 adit, (c, d) Pyroxene skarn replaced by sulfide minerals in the Main adit, (e, f) Garnet and pyroxene skarn cut by quartz and calcite vein in the Deajeol adit. (g) Pyroxene coexisting with quartz in the No.3 adit, (h) Recrystallized and/or altered calcite in the No.3 adit, (i, j) Pyroxene cut by ore vein in the Main adit, (k, l) Euhedral and zoned garnet replaced or cut by pyroxene, quartz and calcite in the Daejeol adit. Abbreviations: Cc: calcite, Cp: chalcopyrite, Fl: fluorite, Gt: garnet, Mb: molybdenite, Po: pyrrhotite, Py: pyrite, Px: pyroxene, Qtz: quartz.. 악하기 위하여 각 갱에서 채취한 12개의 황화광물 시 료에 대한 황안정동위원소 분석을 실시하였다. 분석은 한국기초과학지원연구원 오창센터에서 원소분석기(vario Pyro cube)와 결합한 안정동위원소질량분석기(Isoprime Vision)를 이용하였고 분석정밀도는 약 ±0.2‰이다.. 4. 스카른 및 광석광물 4.1. 스카른 대상분포 우석광상의 스카른은 대절갱, 본갱, 3갱에서 관찰되 며, 최상부에 위치한 북갱 및 남갱에서는 확인되지 않 았다. 최하부에 위치한 대절갱의 스카른은 주로 갈색 을 띠며 석류석과 휘석으로 구성되며, 광석을 수반하 는 석영 및 방해석맥에 의해 교대되어 산출되기도 한 다(Fig. 4e, f). 반면, 본갱과 3갱의 암석은 녹색내지 노란색을 띠며, 상대적으로 먼저 정출된 휘석을 휘수 연석, 자류철석, 황동석, 황철석 등의 광석광물이 교대 하였다(Fig. 4a, c, d). 3갱에는 거정질의 재결정 석회 암이 발달하기도 한다(Fig. 4b). 대절갱에는 초기 스카. 른 형성기에 해당하는 자형의 석류석이 발달하였으며, 일부 석류석은 진동누대구조를 보이며(Fig. 4l), 휘석은 석류석을 교대하거나 절단하며 산출된다(Fig. 4k). 본 갱과 3갱에서 산출되는 휘석은 반자형 내지 타형의 비 교적 큰 결정을 이루나, 광석광물에 교대된 휘석은 세 립으로 산출된다(Fig. 4g, i, j). 전반적으로 심부에서 천부로 갈수록 휘석/석류석 비는 점차 증가하는 경향 을 보인다. 대절갱과 본갱에는 광석 및 형석을 수반한 석영맥과 방해석맥이 스카른광물을 교대 및 절단하며 발달하는데(Fig. 4i, j, k), 이는 광석광물의 정출이 스 카른시기 이후에 진행되었음을 시사한다(Fig. 6). 4.2. 광석광물 산출 우석광상은 전체적으로 자류철석, 황동석, 황철석, 섬 아연석, 그리고 방연석 등의 황화광물이 다량 산출되 고, 심부인 대절갱 및 본갱에서 자철석, 적철석, 휘수 연석, 회중석, 철망간중석 등이 추가적으로 관찰된다 (Fig. 5). 자철석 및 적철석은 산점상으로 발달하며, 황 철석 및 황동석에 교대되거나 포획되어 상대적으로 먼.

(5) 우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화. 497. Fig. 5. Representative images of polished sections from the South(a-c), No.3(d-f), Main(g-i) and Daejeol(j-l) adit in the Wooseok deposit. (a-c) Pyrrhotite coexisting with pyrite and replaced by sphalerite and chalcopyrite, (d) Galena and sphalerite in contact with subhedral pyrite, (e) Chalcopyrite disease showing dusting texture in sphalerite, (f) Molybdenite coexisting with pyrrhotite and chalcopyrite, (g) Pyrite and pyrrhotite replaced by galena, sphalerite and chalcopyrite, (h) Arsenopyrite replaced by pyrrhotite, chalcopryte and sphalerite, (i) Chalcopyrite, pyrrhotite and galena cut by late pyrite, (j) magnetite and hematite replaced by pyrite and chalcopyrite, (k) Molybdenite coexisting with scheelite and wolframite, (l) Pyrite and pyrrhotite replaced by sphalerite and galena. Abbreviations: Asp: arsenopyrite, Gn: galena, Ht: hematite, Mt: magnetie, Sch: scheelite, Sph: sphalerite, Wf: wolframite, Refer to Fig. 4 others.. 저 정출된 것으로 보인다(Fig. 5j). 회중석, 철망간중석, 그리고 휘수연석은 공생관계를 보이며 주로 스카른을 교대하여 발달하지만, 소량의 회중석 및 휘수연석은 자 류철석과 함께 산출되기도 한다(Fig. 4f, 5f,k). 본갱에 서 유비철석은 자류철석 및 황동석에 교대되어 상대적 으로 먼저 정출된 것으로 보인다(Fig. 5h). 섬아연석과 방연석은 공생관계를 이루며 자류철석을 절단 및 포획 하거나 자형의 황철석 연변부를 따라 형성되어 상대적 으로 후기에 정출된 것으로 여겨진다(Fig. 5c, d). 황동. 기에 정출된 것으로 보인다(Fig. 5i). 전체적인 공생관 계는 석류석과 휘석이 발달한 스카른시기, 자철석-적철 석, 휘수연석-회중석-철망간중석, 그리고 황화광물 순으 로 광석광물이 정출된 주광화시기, 스카른 및 광석을 교대하는 석영, 방해석, 그리고 황철석이 발달한 비광 화시기로 구분된다(Fig. 6).. 석은 자류철석 및 황철석과 함께 산출되지만, 주로 섬 아연석내에 용리조직으로 관찰된다(Fig. 5e). 맥상의 황 철석은 기존의 황화광물들을 절단하여 상대적으로 후. 5.1. 스카른광물 스카른광물의 전자현미분석은 각 갱에서 산출되는 석류석과 휘석을 대상으로 실시하였으며, 석류석은 대. 5. 광물화학.

(6) 498. 임헌경 · 신동복 · 정준영 · 이문택. 0.50-0.73 CdS mole%(avg. 0.66 mole%)와 <0.25 MnS mole%(avg. 0.08 mole%), 천부에서 0.54-0.66 CdS mole%(avg. 0.61 mole%)와 0.18-0.84 MnS mole%(avg. 0.54 mole%)를 보인다. 전체적으로 CdS 는 현저히 낮은 값을 갖는 한 개 시료를 제외하면 심 부에 있는 대절갱 및 본갱이 높은 함량을 보이며, MnS는 천부에 위치한 3갱 및 남갱에서 높게 나타난다. 전체적으로 심부에서 천부로 갈수록 MnS의 함량은 증 가하고 CdS는 감소하는 경향을 이룬다(Fig. 8).. 6. 황안정동위원소. Fig. 6. Paragenetic sequence of minerals in the Wooseok deposit.. 절갱, 휘석은 대절갱, 본갱, 그리고 3갱 시료를 대상으 로 하였다(Fig. 4). 분석결과 석류석은 Ad65.9-97.8Gr0.33+ 32.0Pyr0.9-3.0 조성을 보여 Fe 가 부화된 안드라다이트 계열이 우세하다(Table 1). 일부 석류석은 진동누대구 조가 관찰되지만, 조성은 대부분 안드라다이트계열로 차이를 거의 보이지 않는다. 휘석의 조성은 대절갱에 서 Hd8.0-21.9Di71.7-89.8Jo1.0-7.0, 본갱에서 Hd4.5-49.7Di42.3그리고 3갱에서 Hd17.5-21.1Di78.3-81.8Jo0.5-0.7로 각각 분석되었다(Table 2). 본갱의 일부 휘석에서 헤덴 버자이트(Hd29.8-49.7Di42.3-68.19Jo2.2-7.9)의 조성이 높게 나 타나지만, 전체적으로 투휘석 조성(Hd4.5-14.9Di84.193.9Jo0.8-3.2)이 우세하다. 결과적으로, 우석광상의 석류석과 휘석은 안드라다이트-투휘석 계열의 조합이 두드러진다. 93.9Jo0.8-7.9,. 5.2. 섬아연석 깊이에 따른 섬아연석의 조성변화 및 생성환경을 파 악하기 위하여 대절갱, 본갱, 3갱, 그리고 남갱 시료를 각각 분석하였다(Table 3). 섬아연석의 FeS 함량은 대 절갱에서 16.62-17.36 mole%(avg. 16.99 mole%), 본 갱에서 15.12-16.24 mole%(avg. 15.66 mole%), 3갱 에서 12.89-15.10 mole%(avg. 14.27 mole%), 그리고 남갱에서 16.01-18.22 mole%(avg. 16.72 mole%)를 나타낸다. CdS와 MnS의 함량을 심부(대절갱, 본갱)와 천부(3갱, 남갱)로 구분하여 비교하면, 각각 심부에서. 황동위원소조성은 대절갱에서 휘수연석, 황철석, 본 갱에서 황동석, 자류철석, 3갱에서 방연석, 섬아연석, 황철석, 그리고 남갱에서 섬아연석, 황동석, 자류철석 을 대상으로 분석하였다(Table 4). 분석결과 대절갱은 5.7-6.7‰(avg. 6.2‰), 본갱은 5.1-5.6‰(avg. 5.4‰), 3갱은 5.3-6.8‰(avg. 5.9‰), 그리고 남갱은 5.4-6.7‰ (avg. 6.2‰)이다.. 7. 토. 의. 7.1. 스카른화작용 스카른광상은 일반적으로 발달한 광종에 따라 서로 다른 스카른분대 및 광체의 분포를 보인다. Fe 및 WMo 스카른광상의 광체는 관계화성암 및 스카른분대와 인접지역에 발달하며, 특히 W 스카른 광체는 심부에 발달한다(Meinert et al., 2005). 반면, Zn 스카른 광 체는 관계화성암에서 원거리에 위치하며, 만토, 침니, 그리고 맥상의 형태로 스카른분대의 외곽부에 발달한 다(Einaudi et al., 1981; Megaw et al., 1988; WilliamsJones et al., 2010). 우석광상은 Fe 및 W-Mo 광체가 스카른 분대 내에 위치하며, Pb-Zn 광체는 상대적으로 원거리에 발달한다. 이러한 광체의 발달은 앞서 언급한 Fe, W-Mo 및 Pb-Zn 스카른광상의 분포와 유사하다. 대표적인 스카른광물인 석류석과 휘석은 정출시 유 체의 조성 및 모암과의 반응을 반영하여 석류석은 안 드라다이트(Fe3+)-그로슐라(Al)-파이랄스파이트(Mn, Fe2+, Mg), 휘석은 투휘석(Mg)-헤덴버자이트(Fe2+)-요 한세나이트(Mn)의 고용체 관계를 보이며, 발달한 광상 의 광종에 따라 다른 조성 및 조합을 보인다(Meinert et al., 2005; Zuo et al., 2015). 특히, 안드라다이트투휘석 조합과 그로슐라-헤덴버자이트 조합은 각각 Fe3+와 Fe2+를 포함하고 있어 산화 및 환원환경을 지.

(7) 3.01. 0.00. 0.14. 0.00. 0.00. 1.75. 0.00. 0.04. 0.00. 0.00. 1.92. 0.03. 0.01. 2.99. 1.55. 97.32 90.56 95.00. 1.13. Mn. Mg. Ca. Gro. And. Sp+Al+Pyr. Fe. Fe. Cr. Al. Ti. 0.91. 8.53. 3.04. 0.01. 0.02. 0.87. 4.13. 2.99. 0.01. 0.02. 1.88. 0.00. 0.00. 0.08. 0.01. 3.01. 0.05. 0.63. 0.00. 3.04. 0.13. 0.58. 0.00. 3.01. Si. 0.04. 0.77. 0.00. 99.52 99.71 99.67 99.86 99.97 99.19 100.06. 0.02. 1.04. 0.00. 4.39. 3.00. 0.01. 0.05. 1.82. 0.00. 0.00. 0.11. 0.00. 6.47. 3.00. 0.01. 0.04. 1.80. 0.00. 0.00. 0.14. 0.00. 3.01. 2.99. 0.00. 0.05. 1.54. 0.00. 0.00. 0.42. 0.00. 2.99. 21.15 19.30. 2.96. 0.00. 0.07. 1.50. 0.00. 0.00. 0.46. 0.00. 3.01. 0.31. 3.00. 0.02. 0.04. 1.90. 0.00. 0.00. 0.02. 0.00. 3.02. 15.73. 2.99. 0.01. 0.04. 1.62. 0.00. 0.00. 0.34. 0.00. 3.00. 1.85. 1.99. 1.51. 2.49. 1.93. 1.91. 1.64. 95.35 93.61 92.03 76.36 78.77 97.77 82.64. 2.79. 2.99. 0.01. 0.05. 1.87. 0.00. 0.00. 0.08. 0.00. 3.01. 33.00 33.24 33.32 33.45 33.84 33.00 33.69. 0.04. 0.57. 0.00. 99.91 99.09 100.30. 0.08. 0.72. 0.00. 33.14 33.70 33.32. 0.08. 0.65. Total. 0.08. 0.24. 0.00. CaO. 0.10. 0.22. 0.00. 0.07. 0.00. MgO. 0.00. 0.00. 0.01. 3.51. 0.02. 0.36. 0.00. 0.22. 0.02. 0.00. 0.00. 4.35. 0.02. MnO. 0.01. 4.70. 0.02. FeO. 0.01. 1.46. 0.02. 29.34 28.72 28.44 24.19 24.72 29.67 25.99. 0.01. 1.13. 0.04. 0.00. 0.84. 0.01. 0.83. 0.12. 30.21 27.55 29.82. Fe O. 32. 0.03. 31. 1.43. 30. 0.07. 29. 0.41. 28. 0.02. 27. 35.57 35.77 35.82 36.44 36.23 35.57 36.18. 26. 40. 41. WS30-2-7 42. 43. 0.05. 7.13. 0.00. 0.00. 1.40. 0.31. 0.00. 4.66. 0.00. 0.01. 2.14. 0.04. 0.04. 0.87. 0.00. 0.05. 0.52. 0.07. 0.01. 0.71. 0.00. 0.01. 0.62. 0.31. 63. 0.01. 3.39. 0.02. 0.12. 0.53. 0.00. 33.65 34.01. 0.16. 0.49. 0.00. 25.71 25.62. 0.00. 3.56. 0.13. 36.41 36.50. 61. WS32-1-8. 32.01. 2.96. 0.00. 0.06. 1.30. 0.00. 0.00. 0.68. 0.00. 2.99. 6.55. 2.97. 0.01. 0.04. 1.82. 0.01. 0.00. 0.14. 0.02. 3.00. 22.62. 2.99. 0.00. 0.05. 1.49. 0.00. 0.00. 0.45. 0.00. 3.02. 8.88. 2.94. 0.00. 0.04. 1.77. 0.02. 0.00. 0.21. 0.00. 3.01. 2.99. 2.14. 1.57. 1.66. 2.22. 90.96 65.85 91.88 75.72 88.90. 6.05. 2.94. 0.00. 0.04. 1.79. 0.05. 0.00. 0.15. 0.00. 3.02. 3.01. 0.02. 0.04. 1.59. 0.00. 0.00. 0.33. 0.00. 3.01. 1.76. 1.69. 81.42 82.16. 16.82 16.15. 2.98. 0.02. 0.03. 1.60. 0.00. 0.00. 0.35. 0.01. 3.01. 99.45 100.16 100.23 99.67 100.24 100.11 100.21. 32.50 34.06 33.17 33.77 32.92. 0.03. 0.51. 0.71. 28.27 21.20 28.84 23.91 28.16. 0.01. 1.53. 0.03. 35.87 36.81 35.87 36.61 36.04. 39. Daejeol. 35.70 36.03 35.90. 25. WS30-1-5. +3. 3 2. +2. 3 2. Cr O. 3 2. Al O. TiO. 2. 2. SiO. wt %. 24. Analysis No.. 23. WS30-1-3. Sample No.. Adit. Table 1. Representative EPMA analyses of garnet from the Wooseok deposit. 55. 56. 0.00. 1.54. 0.01. 0.00. 1.41. 0.00. 0.05. 0.83. 0.00. 0.04. 0.67. 0.00. 5.72. 2.98. 0.01. 0.06. 1.80. 0.00. 0.00. 0.15. 0.00. 3.00. 5.80. 2.98. 0.01. 0.05. 1.82. 0.00. 0.00. 0.14. 0.00. 3.01. 2.07. 2.12. 1.76. 97.01 92.16 92.44. 0.92. 2.98. 0.03. 0.04. 1.89. 0.00. 0.00. 0.02. 0.00. 3.03. 99.01 99.73 99.32. 32.76 33.13 32.94. 0.21. 0.50. 0.00. 29.59 28.47 28.62. 0.02. 0.25. 0.00. 35.68 35.71 35.63. 54. WS32-1-9. 우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화 499.

(8) 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 0.03. 0.02. 0.00. 0.17. 0.02. 0.00. 0.08. 0.01. 0.87. 1.02. 0.00. Mn. Mg. Ca. Na. 9.81 18.46. Hd. 3.77. 1.04. 89.15 77.78. Di. 0.00. 1.00. 0.77. 0.04. Jo. Fe. Cr. Fe. 1.76. 0.00. 1.00. 0.75. 0.02. 0.17. 0.00. 0.03. 0.02. 0.00. 5.86 20.24. 93.45 78.00. 0.69. 0.00. 1.01. 0.92. 0.01. 0.03. 0.00. 0.03. 0.02. 0.00. 6.35. 0.00. 1.01. 0.72. 0.06. 0.22. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 6.96. 0.00. 1.01. 0.76. 0.07. 0.15. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 14.86 21.91 15.36. 78.70 71.73 77.67. 6.44. 0.00. 1.01. 0.78. 0.06. 0.15. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 5.95. 0.00. 1.01. 0.82. 0.06. 0.09. 0.00. 0.01. 0.00. 0.00. 2.02. 12.83 9.90. 84.41 84.14. 2.75. 0.00. 1.01. 0.83. 0.03. 0.13. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 2.01. 0.00. 2.81. 0.01. 1.01. 0.63. 0.03. 0.30. 0.00. 0.02. 0.01. 0.00. 1.99. 0.14. 29.78 32.71. 68.07 64.47. 2.15. 0.00. 0.99. 0.67. 0.02. 0.28. 0.00. 0.02. 0.02. 0.00. 2.00. 0.06. 1.70. 0.00. 1.01. 0.91. 0.02. 0.04. 0.00. 0.01. 0.02. 0.00. 2.00. 0.00. 0.80. 0.00. 1.00. 0.89. 0.01. 0.08. 0.00. 0.01. 0.01. 0.00. 1.99. 0.05. 7.90. 4.45. 8.93. 91.27 93.86 90.27. 0.82. 0.00. 1.01. 0.90. 0.01. 0.07. 0.00. 0.01. 0.01. 0.00. 1.99. 0.05. 7.94. 0.00. 1.01. 0.42. 0.08. 0.49. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 2.00. 0.05. 6.31. 0.01. 1.01. 0.44. 0.06. 0.49. 0.00. 0.00. 0.00. 0.00. 1.99. 0.10. 14.85 49.73 49.32. 84.13 42.33 44.36. 1.02. 0.00. 0.99. 0.83. 0.01. 0.15. 0.00. 0.00. 0.04. 0.00. 1.99. 0.01. 0.23. 0.00. 2.01. 0.00. 0.18. 5.59. 0.00. 0.02. 0.17. 0.02. 0.05. 2.00. 0.00. 0.20. 6.55. 0.00. 0.00. 0.13. 0.00. 0.65. 0.01. 1.01. 0.77. 0.01. 0.17. 0.00. 0.02. 0.02. 0.00. 1.99. 0.19. 0.58. 0.00. 1.03. 0.76. 0.01. 0.19. 0.00. 0.02. 0.01. 0.00. 2.00. 0.07. 0.72. 0.00. 1.02. 0.80. 0.01. 0.16. 0.00. 0.02. 0.01. 0.00. 1.99. 0.06. 18.08 19.25 21.08 17.50. 81.39 80.10 78.34 81.78. 0.53. 0.00. 1.03. 0.79. 0.01. 0.16. 0.00. 0.02. 0.01. 0.00. 1.98. 0.04. 26.04 25.39 25.80 25.76. 14.44 14.02 13.65 14.66. 0.17. 6.01. 0.00. 0.03. 0.43. 0.03. 0.00. Al. Ti. 2.00. 0.00. 7.58. 1.90. 25.07 24.07 24.29. 14.98 7.17. 2.37. 5.72. 0.00. 0.02. 0.17. 0.02. 2.00. 1.98. 0.02. 25.75 25.85 25.70. 0.32. 4.71 15.00 15.03. 0.00. 0.00. 0.01. 0.05. 1.98. 0.01. 0.26. 2.90. 0.00. 0.00. 0.06. 0.00. 1.95. Si. 0.00. 0.53. 16.49 16.77 16.44. 0.26. 1.42. 0.00. 0.00. 0.82. 0.12. 99.87 100.07 99.80 100.99 100.31 100.59 100.99 99.90 99.64 100.18 99.79 99.94 100.42 100.37 100.06 100.15 100.54. 0.00. 24.74 25.09. 12.07 11.22. 0.86. 2.55. 0.00. 0.00. 0.33. 0.06. 0.04. 25.69 25.50. 0.67. 9.41 10.15. 0.00. 0.01. 0.43. 0.00. 99.51 100.40 99.49 99.67. 1.86. 15.27 14.96. 0.88. 3.14. 0.00. 0.00. 0.25. 0.00. 5. Total. 25.36 25.03 25.22. 13.97 12.81 13.73. 2.17. 4.14. 0.00. 0.00. 0.34. 0.00. 4. WS 19 3. 53.76 53.76 53.79 54.04. 2. Na O. 25.86 25.11. 16.96 13.56. 2.00. 4.84. 0.00. 0.00. 0.36. 0.03. 20. 25.94 25.19. 2.01. 6.98. 0.00. 0.00. 0.02. 0.00. 18. WS 23-2. 53.76 51.23 51.47. 16. 15.86 13.89. 0.54. 4.70. 0.00. 0.02. 0.01. 0.05. 8. CaO. 0.22. 6.27. 0.00. 0.04. 0.01. 0.00. 6. WS 23-1. 54.54 54.64 54.44. 4. MgO. 1.18. 1.90. 0.00. 0.00. 0.01. 0.00. 53.26 53.20. 10. WS-23 7. 3.11. 0.00. 0.00. 0.01. 0.00. 54.93 54.83. 72. WS 32 47. 0.33. 0.00. 0.03. 35. No. 3. MnO. 0.00. 0.00. 0.56. 34. WS 30-2-6. 53.80 53.25 53.79. 33. Main. FeO. 5.87. 0.80. 1.08. 0.00. 0.00. 0.04. 0.05. 0.43. 54.13 53.58. 11. 53.11 53.43. 9. WS 30-1-4. Daejeol. +2. 2. +3. 2. +3. 3. Fe O. 3 2. Cr O. 3 2. Al O. TiO. 2. 2. SiO. wt %. Analysis No.. 13. WS 30. 11. Sample No.. Adit. Table 2. Representative EPMA analyses of pyroxene from the Wooseok deposit. 500 임헌경 · 신동복 · 정준영 · 이문택.

(9) 100.28. Total. 0.25. 0.50. MnS. CdS. 0.73. 0.00. 16.62. 98.54. 33.22. 0.83. 0.04. 0.00. 9.46. 54.99. 0.67. 0.09. 15.49. 99.74. 32.59. 0.79. 0.04. 0.05. 9.05. 57.22. 5-001. 0.65. 0.06. 16.24. 99.31. 32.61. 0.76. 0.01. 0.04. 9.44. 56.46. 5-002. Main. 33.67. 0.84. 0.00. 0.04. 9.30. 57.35. 5-005. 33.12. 0.84. 0.01. 0.02. 8.82. 57.41. 5-006. 0.64. 0.10. 15.62 0.71. 0.06. 15.83 0.71. 0.03. 15.12. 100.71 101.20 100.22. 33.41. 0.76. 0.01. 0.06. 9.15. 57.31. 5-004. WS 24. 0.60. 0.68. 14.45. 101.08. 32.99. 0.72. 0.00. 0.40. 8.56. 58.42. 3-001. WS 12. No. 3. Deajeol. Main. WS 8. South. Molybdenite. WS 29. 5.1. Pyrrhotite. 5.7. 6.7. 5.5. 5.3. Pyrite. 5.6 Chalcopyrite. 5.3. Sphalerite Pyrrhotite. 6.8. 5.7 Pyrite. 6.7 Galena. 5.4. (‰). 0.61. δ S. 0.64. 0.43. 16.52. Sphalerite. 0.60. 0.29. 16.01. 6.4. 0.66. 0.39. 16.05. 0.76 33.42. 0.64. 100.61 100.90 101.43 100.69 101.34. 0.72 33.21. 0.00. 0.58. 0.72 33.49. 0.76 33.36. 0.78 33.47. 0.00. 16.90. 99.36. 0.07. 0.01. 0.01. 0.84. 0.74 32.73. 0.34. 18.22. 0.01. 10.01. 0.25. 9.80. 0.63. 0.43. 16.62. 0.25. 9.66. 55.98. 0.49. 0.17. 9.44. 57.20 10.73. 0.23. 9.39. 57.37. 56.72. 2-003. 55.34. 56.75. 1-004. 2-002. 1-003. 2-001. 1-001. South WS 8. Pyrrhotite. 0.64. 0.18. 12.89. 100.21. 32.70. 0.75. 0.00. 0.11. 7.55. 59.11. 4-003. Chalcopyrite. Mineral. 0.57. 0.82. 15.10. 99.88. 32.52. 0.67. 0.00. 0.47. 8.86. 57.36. 4-002. WS 27. 0.54. 0.68. 14.66. 100.37. 32.83. 0.64. 0.02. 0.39. 8.62. 57.88. 4-001. Chalcopyrite. 0.59. 0.65. 14.27. 99.99. 32.53. 0.70. 0.00. 0.38. 8.37. 58.02. 3-003. No. 3 WS 12. WS 26. WS 24. WS 22. Sample No.. Adit. Table 4. Sulfur isotope compositions of sulfide minerals from the Wooseok deposit. 17.36. FeS. mole %. 0.59. 0.03. Co. 33.52. 0.14. Mn. S. 10.13. Fe. Cd. 55.86. Zn. 25. 24. wt %. Analysis No.. Daejeol. WS 32-2-3. Sample No.. 43. Adit. TDC. Table 3. Representative EPMA analyses of sphalerite from the Wooseok deposit. 우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화 501.

(10) 502. 임헌경 · 신동복 · 정준영 · 이문택. Fig. 7. Ternary diagrams of chemical composition of garnet and pyroxene from the Wooseok deposit and representative ore deposits in the Hwangganri and Taebaeksan mineralized district (data from Chang and Park, 1988; Choi and Kim, 1989; Choi et al., 2007; Kim et al., 2012; Lim et al., 2013; Moon, 1983; Yun, 1979, 1983).. 시하는 광물로 유체의 특성을 확인할 수 있다(Choi and Kim, 1991). 전자현미분석결과 우석광상은 안드라 다이트계열의 석류석과 투휘석계열의 휘석이 우세하다 (Fig. 7). 이러한 광물조합의 스카른을 형성시킨 유체는 높은 Fe3+와 상대적으로 낮은 Fe2+를 포함하였을 것 으로 보이며, 환원환경보다는 산화환경에서 스카른광물 이 정출된 것으로 판단된다. 우석광상의 석류석 및 휘 석의 조성을 Meinert(1992)가 제시한 Fe, W-Mo, Cu, 그리고 Pb-Zn 스카른광상 조성범위와 각각 비교한 결 과 우석광상의 석류석 및 휘석의 조성은 Cu 및 MoFe 스카른광상의 조성과 비교적 유사한 분포를 보인다. (Fig. 7). 이러한 스카른광물의 조성은 광화작용 초기 적 철석, 자철석, 휘수연석과 다량의 황동석의 산출과 관 련된 것으로 보인다. 일반적으로, W-Mo 및 Pb-Zn 스 카른광상은 다양한 생성환경(산화-환원환경)에서 발달 하며, 석류석과 휘석의 조성도 넓은 범위를 보인다. W 스카른광상은 헤덴버자이트가 우세한 환원환경 그리고 안드라다이트가 우세한 산화환경과 모두 관련되어 발 달하지만, 산화환경의 스카른과 관련된 광체는 상대적 으로 작은 규모로 발달한다(Meinert et al., 2005). 이 와 관련하여, 초기 산화환경의 스카른 발달양상을 보 이는 우석광상은 W 광화작용이 미약한 것으로 여겨진.

(11) 우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화. 503. Fig. 8. Chemical compositions of sphalerite from the Wooseok deposit.. 다. 일반적으로, Pb-Zn 스카른광상에서 석류석과 휘석 은 Mn 및 Fe가 부화되는 특징을 보이지만(Meinert et al., 2005), 우석광상에서는 이러한 특징이 나타나지 않는다. 이는 초기 스카른작용과 Pb-Zn 광화작용이 시 기적으로 차이를 보인 결과로 생각된다. 따라서, 우석 광상에서 스카른광물의 조성은 초기 자철석 및 적철석 의 광화특성을 지시하며, 시기적 차이를 보이는 맥상 의 Pb-Zn 광화작용과는 거리가 있어 보인다. 우석광상의 스카른광물 조성을 당두광상, 금성광상, 그리고 태백산광화대의 주요 광상들과 비교하였다 (Fig. 7). 당두광상은 Pb-Zn 스카른광상으로 석류석은 안드라다이트 조성이 우세하고 광체의 중심부에서 외 곽부로 갈수록 그로슐라 조성이 증가하는 경향을 보인 다(Lim et al., 2013). 휘석은 주로 투휘석과 헤덴버자 이트 중간조성을 보이고 일부시료에서 Mn 및 Fe가 부 화된 특징을 보여, Meinert(1992)가 제시한 Pb-Zn 스 카른광물 특성 및 조성 범위와 부합한다(Fig. 7). 금성 광상은 다량의 휘수연석이 산출되지만, 소량의 자철석 및 적철석이 수반된다(Choi et al., 2007). 금성광상의 스카른은 상부 Ca 스카른(석류석, 휘석)과 하부 Mg 스카른(감람석, 투휘석, 투각섬석)으로 구분되며, 후기 스카른작용이 진행됨에 따라 Fe3+이 증가하는 산화환 경으로 추정하였다. 금성광상의 석류석 및 휘석의 조 성을 Meinert(1992)가 제시한 Mo 스카른광물 조성과 비교하면, 상대적으로 휘수연석의 산출이 두드러진 상 부 스카른과 유사하고 Fe 스카른의 범위에도 포함된다. 우석광상 스카른광물의 조성은 당두광상(Pb-Zn)보다 Fe 및 Mo 광화작용을 수반한 금성광상과 유사하여 화성 암과 인접한 심부에서 스카른과 관련된 Fe 또는 Mo. 광체발달이 기대된다. 태백산광화대의 광상과 비교하면, 연화광상(Pb-Zn) 및 상동광상(W)보다는 거도광상(Fe, Cu, Au) 및 동남광상(Fe, Mo)과 유사한 분포를 보여 Fe-Mo-Cu 광화작용과 관련된 특징을 보인다(Fig. 7). 특히, 대표적인 W 광상인 상동광상과 비교하면, 초기 안드라다이트의 산출은 유사하지만, 초기 헤덴버자이트 및 후기 그로슐라-헤덴버자이트의 산출은 우석광상과 다른 특징을 보여, 환원환경이 우세하였음을 지시한다. 따라서, 환원환경의 스카른과 관련된 상동광상의 대규 모의 W 광화작용과 달리 산화환경의 특징을 보이는 우석광상에서 W 광화작용은 미미한 것으로 해석된다. 7.2. 섬아연석 조성변화 우석광상의 광화작용은 자철석-적철석, 휘수연석-회 중석-철망간중석, 그리고 황화광물 순으로 발달하며, 섬 아연석은 Fe 및 W-Mo 광화작용과 공생하지 않고 후 기 황화광물 정출기에 Pb-Zn 광체를 형성한다. 섬아연 석의 미량원소는 광물 정출시 생성온도, 유황분압 등 에 따라 각각 다른 함량을 보여 생성환경을 지시하는 것으로 알려져 있으며, 생성 이후에 물리화학적 변화 가 거의 일어나지 않아 광상성인 연구에 많이 활용되 었다(Scott and Barnes, 1971; Chon and Shimazaki, 1986; Martin and Gil, 2005; Cook et al., 2009). 우석광상에서 3갱의 섬아연석이 대절갱, 본갱, 그리고 남갱에 비하여 낮은 FeS 함량을 보이는 것은 자류철 석이 아닌 다량의 방연석과 함께 산출되는 특징과 관 련된 것으로 생각된다(Fig. 5d, e). 일반적으로, CdS와 MnS의 조성변화는 마그마에서 유래된 열수의 진화에 따른 분배정도의 차이에 기인되는데(Choi, 1993), 대절.

(12) 504. 임헌경 · 신동복 · 정준영 · 이문택. Fig. 9. Ternary diagram showing chemical compostions of sphalerite from the Wooseok deposit and representative Pb-Zn and W deposits in other areas: Dangdu(Lim et al., 2013), Subok(Shin et al., 2017), Eunch(Park et al., 1988), Samgwang(Yoo et al., 2002), Sangdong(Moon, 1983), Tungsten deposits in Japan(Shibue, 1988).. 갱과 본갱에서 3갱 및 남갱보다 높은 CdS와 낮은 MnS 함량을 보이는 것은 유체의 진화에 따른 결과로 해석된다(Fig. 8). 또한, Pb-Zn 광화작용과 관련된 스 카른광상의 휘석 또는 섬아연석에서 Mn이 부화된 특징 을 보이는데(Meinert, 1992; Meinert et al., 2005), 우석광상에서도 방연석과 함께 산출되는 3갱의 섬아연 석에서 Mn 함량이 높게 나타난다. 섬아연석의 FeS-MnS-CdS 3성분계에서 Pb-Zn, AuAg, 그리고 W 광상이 각각 다른 조성 범위를 보인다 (Fig. 9). Pb-Zn 광상(당두, 수복)은 대체로 CdS가 낮게 나타나며, W 광상(상동, 일본의 텅스텐광상)은 FeS의 함량이 높은 경향을 보인다. 또한 Au-Ag 광상(은치, 삼광)은 MnS 함량이 적은 것이 특징이다(Fig. 9). 우 석광상의 섬아연석은 대절갱과 본갱에서 3갱과 남갱으 로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 상대적으로 증가하 는 특징을 보이는데(Fig. 9), 이는 Pb-Zn 및 W 광화 작용이 발달한 수복광상과 유사하다. 우석광상의 이러 한 섬아연석 조성변화는 시공간적으로 심부에서 초기 Fe, W-Mo 광화작용이 진행된 이후에 분화된 유체에 의하여 천부에서 Pb-Zn 광화작용이 진행된 특성을 반 영한 것으로 여겨진다. 7.3. 생성환경 광석광물의 정출은 온도, 압력, 산소분압, 황분압, 그 리고 pH 등 다양한 요인에 의해 발생할 수 있다. Fig. 10. Oxygen fugacity vs sulfur fugacity diagram showing depositional condition of oxide and sulfide phases at 1kb and 300oC(Modified from Pandit, 2015).. (Parat et al., 2011; Pandit, 2015). Park and Park (1979)의 유체포유물 연구에 따르면 우석광상의 W-Mo 광화작용 온도는 279-360oC, Pb-Zn 광화작용은 267311oC로써 광화작용이 진행됨에 따라 온도가 감소한 것으로 나타났다. 또한 산출되는 광석광물이 자철석+ 적철석에서 자류철석+황철석으로 바뀌는 것은 온도감.

(13) 우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화. 소 외에도 광화유체의 산소분압 감소와 더불어 황분압 이 증가한 결과로 해석할 수 있다(Fig. 10)(Jugo et al., 1999; Simon and Ripley, 2011; Pandit, 2015). 우석광상 광석광물의 황안정동위원소 조성은 5.16.8‰로서 마그마에서 유래된 황이 모암의 영향을 받 은 것으로 보인다. 일반적으로, 동위원소적으로 평형을 이룬 광석광물의 황안정동위원소는 황철석 > 섬아연 석 > 황동석 > 방연석 순으로 34S가 농축된다(Faure, 1986). 우석광상 3갱의 방연석은 섬아연석보다 높은 황 안정동위원소 값을 보이고, Ohmoto and Rye (1979) 가 제시한 동위원소지질온도계를 적용한 결과 황철석방연석과 황철석-섬아연석 광물쌍은 각각 715.8oC와 183.8oC를 나타내고, 남갱에서 산출되는 황동석-자류철 석과 황동석-섬아연석 광물쌍은 각각 127.0oC와 72.6oC 로 계산되었다. 이처럼, 공존하는 황화광물의 황안정동 위원소 조성이 역전되거나, 지온계를 적용한 광화온도 가 너무 높거나 낮게 계산된 것은 정출시 이들 광물이 동위원소적으로 평형을 이루지 못하였음을 반영한다. 이러한 황동위원소 특징은 유체포유물의 온도변화와 달 리 심도에 따라 조성변화가 체계적으로 나타나지 않는 점과 관련된 것으로 보인다. 7.4. 황강리광화대 광화작용 황강리광화대 광상들은 대부분 스카른 및 맥상광상 으로 구분되며, W-Mo, Pb-Zn 및 Au-Ag 광체를 수반. 505. 한다(Table 5). 광상의 모암은 대부분 탄산염암으로 조 선누층군 삼태산층과 일부 흥월리층에 해당하며, 관계 화성암은 반화강암(금성광상), 무암사화강암(당두광상, 금실광상, 대현광상, 우석광상), 수산화강암(중보광상, 수리광상, 덕만광상), 월악산화강암(월악광상)이다 (Fig. 1). 월악산화강암과 무암사화강암은 암석학적으로 매우 유사한 특징을 나타내며, 수산화강암은 앞선 두 화강암보다 상대적으로 덜 분화된 특징을 보이고, W과 F이 부화된 특징은 월악산화강암과 유사하다(So and Yun, 1992; So and Yun, 1994; Choi et al., 2007; Lee et al, 2010). 관입시기는 모두 후기 백악기 화성활동과 관련되어 있으나, 반화강암은 96.5±2.1 Ma로써 무암 사화강암(88.2±1.7 Ma), 월악산화강암(89.6±2.2 Ma), 그리고 수산화강암(89.04±1.95 Ma)에 비해 앞선다 (Chon, 1983; So and Yun, 1994; Choi, et al., 2007; Lee et al., 2010). 따라서, 황강리광화대의 대부분의 광상들은 유사한 특성을 보이는 화강암과 모암에서 서로 다른 유형 및 광종의 광상을 형성시킨 것으로 보인다. 스카른광상에서 W-Mo 광화작용은 Pb-Zn 광화작용 보다 화성암체와 인접하고 심부에서 발달하여 상대적 으로 고온, 고압환경에 해당한다(Meinert, 1992). 공존 하는 광물의 안정영역을 바탕으로 금성 Mo 광상의 스카 른 형성시 온도는 전진 스카른 단계가 약 400-500oC, 후퇴 스카른 단계가 약 300-400oC로 추정되었으며, 휘 수연석의 광화작용은 스카른시기와 유사하거나 낮은 온. Table 5. Features of various metallic ore deposits in the Hwanggangri mineralized district Deposit. Type. Geumseong. Mo(Fe) skarn. Dangdu. Pb-Zn skarn. Subok Geumsil, Daehyun Jungbo, Suri, Deogman. Cu-Pb-Zn-W vein Pb-Zn-Au-Ag vein. Related igneous rock Apilite Muamsa granite Muamsa granite Muamsa granite. Host rock Dolomite and limestone Dolomite and limestone Limestone Limestone. Mineralized temperature 300–400 oC (Mineral phase) <400 oC (Mineral phase) 237–347 oC (Fluid inclusion) 255–313 oC (Fluid inclusion). Ore minerals. Reference. Mb, Mt, Ht. Choi et al., 2007. Gn, Sph, Mt, Po, Py. Lim et al., 2013. Gn, Sph, Po, Py. Yun et al., 1986. Gn, Sph, Po, Py, Asp. So and Yun, 1992. W-Mo vein. Susan granite. Limestone. 285–370 oC (Fluid inclusion). Mb, Wf, Sch, Py. So and Yun, 1994. Weolak. W-Mo vein. Weolaksan granite. Limestone. 220–380 oC (Fluid inclusion). Mb, Wf, Py. Lee and Park, 1982; So et al., 1983. Wooseok. Fe-W-Mo skarn Pb-Zn vein. Muamsa granite. Limestone. 235–360 oC (Fluid inclusion). skarn: Mb, Wf, Sch, Mt, Ht vein: Gn, Sph, Po, Py, Asp. Park and Park, 1979; this study. Refer to Fig. 4 & 5 for abbreviations..

(14) 506. 임헌경 · 신동복 · 정준영 · 이문택. 도에서 형성되었을 것으로 보고되었다(Choi et al., 2007). 당두 Pb-Zn 스카른광상의 광화온도는 광물조합 및 코살라이트(cosalite)의 화학조성을 고려할 때 약 300oC 이하로 추정되었다(Lim et al., 2013). 이와 같 이, 금성광상의 Mo 광화작용은 당두광상의 Pb-Zn 광 화작용보다 상대적으로 고온에서 형성된 것으로 보인다. 맥상광상의 경우, 금실 및 대현광상은 초기 Fe 황화 물에서 중기의 Au-Ag-Pb-Zn 광화작용으로 갈수록 모 암 및 천수와의 반응에 의해 온도, 압력, 황분압은 감 소하고 pH는 증가하는 경향을 보인다(So and Yun, 1992). 수산화강암과 관련된 광상(중보, 수리, 덕만)도 전기 W-Mo(휘수연석, 철망간중석)광화작용에서 후기 W-Pb-Zn(회중석, 방연석, 섬아연석 등)광화작용으로 변 화를 보이는데, 유체포유물 분석결과 285-370oC에서 200-320oC로 감소하는 경향을 보인다(So and Yun, 1994). 균열대를 충진한 W-Mo 맥상광체가 발달한 월 악광상의 유체포유물을 이용한 균일화온도는 W-Mo(휘 수연석, 철망간중석)광화작용이 300-350oC 이상이며, W-Pb-Zn(회중석, 방연석, 섬아연석) 광화작용은 200310oC로 점차 감소하는 경향을 보인다(Lee and Park, 1982; So et al., 1983). 이와 같이 황강리광화대의 스카른 및 맥상광상의 전 체적인 광화온도는 W-Mo 광화작용이 Pb-Zn 광화작용 보다 높았으며, 온도 감소에 따른 광종의 변화를 보인 다. 또한, 산출되는 광물조합을 살펴보면, 초기 W-Mo 광화작용과 관련되어 자철석과 적철석(금성광상, 우석 광상) 및 철망간중석(중보광상, 수리광상, 덕만광상, 월 악광상)이 수반되어 산화환경과 관련된 것으로 보이는 반면, Pb-Zn 광화작용은 황철석, 자류철석, 그리고 유 비철석과 관련되어 점차 환원환경으로 변화된 것으로 보인다. 우석광상의 광화작용도 황광리광화대의 전체적 인 광화작용 특성과 유사하게 온도 감소와 더불어 산 소분압의 감소와 황분압이 증가하는 유체의 특성변화 에 따라 심부에서 천부로 가면서 W-Mo 광화작용에서 Pb-Zn 광화작용으로 진행된 것으로 보인다.. 8. 결. 론. 우석광상은 심부에서 W-Mo-Fe 광체가 스카른에 배 태되어 산출되며, Cu-Pb-Zn 광화작용은 주로 상부에서 맥상광체로 발달한다. 스카른광물 중 석류석은 Ad65.997.8Gr0.3-32.0Pyr0.9-3.0, 휘석은 Hd4.5-49.7Di42.3-93.9Jo0.5-7.9 로서 안드라다이트-투휘석 계열의 산화환경을 지시한 다. 맥상광체에 수반되는 섬아연석에 대한 FeS-MnS-. CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소 하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데, 이는 심부의 W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으 로 보인다. 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.16.8‰로서 좁은 범위를 나타내는데, 마그마에서 유래 된 황이 모암의 영향을 받은 것으로 보인다. 우석광상 의 W-Mo-Fe 스카른광화작용과 Pb-Zn 열수맥상 광화 작용은 온도 감소와 함께, 시공간적으로 심부에서 천 부로 가면서 산소분압의 감소와 황분압의 증가와 더불 어 광화작용이 진행된 것으로 보인다.. 사. 사. 이 논문은 한국광물자원공사의 2017년도 황강리광화 대 조사연구와 관련된 저자들의 보고서를 바탕으로 2017년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재 단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업임(NRF2017R1A2B4004747). 논문의 미비점을 지적하고 유익 한 비평을 주신 심사위원께 감사드립니다.. References Chang, H.W. and Park, H.I. (1988) Metallogenesis and geochemistry of Dongnam Fe-Mo bearing skarn deposit. Report of Korea Science and Engineering Foundation, 63p. Choi, J.B. and Kim, S.J. (1989) Mineralogy of clinopyroxene from the Geodo mine. Jour. Miner. Soc. Korea, v.2, p.26-36. Choi, J.B. and Kim, S.J. (1991) Mineralogy and iron chemistry of garnets and clinopyroxenes in the skarn deposits, the Hambaek geosyncline belt, Korea. Jour. Miner. Soc. Korea, v.4, p.119-128. Choi, S.G. (1993) Compositional variations of sphalerites and their genetic characteristics from gold and/or silver deposits in central Korea. Jour. Korean Inst. Mining Geol., v.26, p.135-144. Choi, S.G., Park, J.W., Seo, J.U., Kim, C.S., Shin, J.K., Kim, N.H., Yoo, I.K., Lee, J.Y. and Ahn, Y.H. (2007) Hidden porphyry-related ore potential of the Geumseong Mo deposit and its genetic environment. Econ. Environ. Geol., v.40, p.1-14. Chon, H.T. (1983) Lithochemical features of Weolacsan granite mass and their relation to mineralization. Jour. Korean Inst. Mining Geol., v.20, p.199-208. Chon, H.T. and Shimazaki, H. (1986) Iron, manganese and cadmium contents of sphalerites and their genetical implications to hydrothermal metallic ore deposits in Korea. Jour. Korean Inst. Mining Geol., v.19, p.139149. Chough, S.K., Kwon, S.T., Ree, J.H. and Choi, D.K. (2000) Tectonic and sedimentary evolution of the Korean.

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