A Geochemical Indicator in Exploration for the Kalaymyo Chromitite Deposit, Myanmar
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(2) 424. 박정우 · 박규승 · 허철호 · 김지혁. 분석을 실시하고 첨정석의 조성과 크롬철석암의 공간적 상관관계를 테스트하였다. 결과는 광체의 주변부에서 하즈버 가이트의 첨정석 Cr#(molar Cr/(Cr+Al)×100)가 높은 반면에 광체에서 멀어질수록 Cr#가 낮아지는 경향을 보인다. 첨정석의 산출 양상도 Cr#에 따라서 명확히 구분된다. 높은 Cr#(>30)을 보이는 첨정석은 대부분 자형 또는 반자형 이며 감람석에 둘러싸여 산출되는 반면 Cr#가 낮은 첨정석(<25)은 열편상 또는 타형으로 휘석의 경계부에 산출된다. 이 같은 암석학적, 지구화학적 분석결과는 모암인 하즈버가이트와 이를 침투한 용융체의 상호반응의 결과로 해석된다. 깔레이미요 지역의 크롬광체가 렌즈상 더나이트에 포획되어 산출하기 때문에 지금까지는 탐사의 지시 암석으로 더나 이트를 활용하였으나 지표에 노출된 더나이트의 분포는 제한적이기 때문에 하즈버가이트 첨정석의 Cr#를 지화학적 지시자로 활용하여 향후 신규 탐사지역의 광화대 탐사 및 3D 지질 모델링에 적용할 수 있을 것이다. 주요어 : 크롬철석암, 지구화학 인자, 첨정석, 광물자원 탐사, 미얀마. 1. 서. 론. 고치형 크롬철석암(podiform chromitite)은 크롬철석 및 감람석으로 구성된 암석으로 암석권 맨틀 상부에서 용융체와 맨틀 암석의 반응 및 서로 다른 용융체의 혼합 으로 형성되는 것으로 알려져 있다(Arai and Yurimoto, 1994; Zhou et al., 1994). 크롬철석암은 국제 금속시 장에 거래되는 대부분의 크롬을 공급하고 있어서 자원 적인 측면에서 중요할 뿐만 아니라 주 구성광물인 크 롬철석 및 감람석이 심부에서 마그마 분화 시 모용융 체(parental melt)의 초기 물리-화학적 정보를 제공하고, 나아가 암석이 생성된 지구조 환경(tectonic environment)에 대한 정보를 제공하기 때문에 지질학적으로도 매우 중요한 연구 대상이다(Ahmed et al., 2013; Bhatta et al., 2014; Pal et al., 2014; Moghadam et al., 2015; Arai and Miura, 2016; Malitch et al., 2017). 2013년부터 지난 4년 동안 한국지질자원연구원 (KIGAM)과 미얀마 지질조사광물탐사국(DGSE)이 공 동으로 미얀마 깔레이미요 크롬광화대(면적 약 12 km2) 에 대한 정밀 지표지질 및 광상조사, 토양지구화학탐 사, 자력탐사, 트렌치탐사 및 시추조사를 실시하였다. 2017년부터는 기존의 탐사지역을 기준으로 북쪽의 약 12 km2에 대한 추가 탐사를 수행 중이다. 한국지질자 원연구원은 지난 4년간 획득된 정보를 활용하여 깔레 이미요 지역의 크롬광화대 탐사 및 개발을 위한 3D 지질 모델을 개발할 계획이다. 향후 효율적인 광물자 원 분포에 대한 예측 및 완성도 높은 3D 지질 모델을 구축하기 위해서 크롬의 이동 및 농집 과정에 대한 정 확한 이해가 선행되어야 하며 미얀마 깔레이미요 크롬 철석광상 고유의 형성모델을 구축할 필요가 있다. 미얀마 깔레이미요 지역 크롬광체의 대표적인 암상 은 맨틀 고치형 크롬철석암이다. 이 암석은 상부 해양 암석권맨틀에 관입한 용융체와 주변 맨틀의 상호반응. 으로 형성되기 때문에 크롬철석암의 분포는 맨틀-용융 체 상호반응대(reaction zone)와 공간적으로 밀접한 관 계를 보일 것으로 예상된다. 이 연구에서는 깔레이미 요 크롬광화대에서 산출하는 첨정석의 주원소 함량을 측정하여 광물의 조성과 광체의 분포 간의 상관관계를 확인하고 광체 탐사 및 3D 지질 모델에 활용할 수 있 는 지구화학적 인자를 도출하는 것이다.. 2. 지질 및 지구조 환경 미얀마의 오피올라이트 벨트는 크게 두 지역으로 나 뉜다. 서 오피올라이트 벨트는 인도와 접경지역에 위 치하며 동 오피올라이트는 미얀마를 남-북 방향으로 관 통하는 사가잉(Sagaing) 주향이동단층대의 동북부에 위 치한다(Fig. 1B). 서 오피올라이트 벨트는 인도-버마 레 인지(Indo-Burnma Range)를 따라서 북으로는 나가 힐(Naga Hill)에서 남쪽으로는 안다만 섬(Andaman Island)까지 연장되어 있고 동 오피올라이트 벨트는 남 쪽으로 미찌나(Myitkyina)에서 북쪽으로 티벳의 얄룽창포 봉합대(Yarlung-Tsangpo Suture)까지 연결되어 있다(Fig. 1B). 과거에는 이 두 오피올라이트가 하나의 벨트였던 것이 우수향 주향이동단층인 사가잉 단층대 로 인하여 분리된 것으로 추정되었으나 최근 보고된 연대측정 결과에 의하면 동 오피올라이트 벨트의 암석 들은 중기 쥬라기 약 166~176 Ma에 형성되었고 서 오피올라이트의 암석들은 초기 백악기 약 125 Ma에 형성된 것으로 보고된다(Yang et al., 2012; Liu et al., 2016a). 따라서 동 오피올라이트에서 북쪽으로 연 장되는 티벳의 얄룽-창포 봉합대의 오피올라트는 과거 메소-테티스 해(Meso-Tethys Ocean)의 해양암석권이 드러난 것이며, 서 오피올라이트의 암석들은 네오-테티 스 해(Neo-Tethys Ocean)의 해양암석권이 지표에 노 출된 것이다(Liu et al., 2016a)..
(3) 미얀마 깔레이미요 크롬철석광상 탐사의 지구화학적 인자. 425. Fig. 1. (A) Distribution of the major suture and fault zones around the Eastern Himalaya and Myanmar (modified from Liu et al., 2016b). (B) Simplified geological map of Myanmar and eastern India (modified from Liu et al., 2016b). (C) A local geological map of the study area (Heo et al., 2014). Red circles represent the locations of selected cores used in this study.. 서 오피올라이트 벨트에서 가장 북부에 위치한 나가 힐과 최남단의 안다만 섬 오피올라이트 암석에 대한 기존의 연구들은 서로 상충하는 결과를 보인다. 북부의 나가 힐 오피올라이트는 대부분 러졸라이트(lherzolite) 와 단사휘석을 함유한 하즈버가이트(harzburgite)로 구 성되며 낮은 정도의 부분용융을 거쳤을 것으로 생각되 는 해양저 페리도타이트(peridotite)와 유사한 지화학적 성분을 보여 과거 메소-테티스 해의 중앙해령에서 형성 된 해양암석권이 노출된 것으로 생각된다(Ningthoujam et al., 2012; Singh, 2013). 반면에 안다만 섬을 구성 하는 오피올라이트는 대부분 부분용융을 많이 경험한 하즈버가이트로 구성되며 섭입대 환경에서 형성된 것으 로 추정된다(Ghosh et al., 2009; Ghosh et al., 2014).. 서 오피올라이트 벨트의 중부에 위치한 깔레이미요 오 피올라이트는 섭입대형과 중앙해령형의 맨틀 페리도타 이트가 동시에 관찰되며 북부의 나가 힐과 남부의 안 다만 섬의 오피올라이트에 비하여 복잡한 지구조 환경 이었을 것이다(Liu et al., 2016b). 깔레이미요 지역의 오피올라이트는 쓰러스트(thrust) 의 형태로 서쪽의 인도-버마 레인지(Indo-Burma range) 를 덮고 있다. 인도-버마 레인지의 서부는 백악기에서 에오세의 퇴적암으로 구성되고 동부는 트라이아스기 편 암과 저탁암(turbidite)으로 구성된다(Mitchell, 1981). 이 편암과 저탁암은 대부분 석영질이며 화산암 기원의 물질은 거의 관찰되지 않는다(Mitchell, 1981). 기존의 연구 결과에 의하면 깔레이미요 지역의 오피올라이트.
(4) 426. 박정우 · 박규승 · 허철호 · 김지혁. 는 주로 러졸라이트와 하즈버가이트로 구성되는 것으 로 보고된다(Liu et al. 2016b, Niu et al., 2017). 본 연구에서는 크롬철석암이 산출되는 중부 깔레이미요 오 피올라이트를 대상으로 시료채취를 실시했다. 이 지역 의 오피올라이트는 대부분 하즈버가이트로 구성되어 있 고 국부적으로 더나이트(dunite)와 고치형 크롬철석암 이 하즈버가이트에 둘러싸인 형태로 산출된다(Fig. 1C). 대부분의 하즈버가이트와 더나이트는 사문석화가 심하 게 진행되어 원래 맨틀 조건의 암석 조직을 관찰하기 어렵지만 일부 신선한 시료에서는 전형적인 맨틀 페리 도타이트의 조직이 관찰된다. 일부 하즈버가이트에서는 구성 광물 결정이 일정한 방향으로 늘어나며 배열되는 선구조가 관찰된다.. 많다(González-Jiménez et al., 2014 and references therein). 크롬철석암은 대부분의 경우 더나이트로 둘러싸인 형태로 산출하며 더나이트는 하즈버가이트 내에 분포 한다. 크롬철석암과 더나이트의 경계부는 대부분 급격 하지만 일부 경계부에서는 크롬철석암의 첨정석이 더 나이트에 포획되어 있어 두 암체가 완전히 고화되기 전에 경계가 형성되었음을 지시한다(Fig. 2). 하즈버가 이트와 더나이트의 경계부는 야외조사에서 확인할 수 없었지만 하즈버가이트 내 감람석의 함량이 더나이트. 3. 연구 방법 3.1. 시료 깔레이미요의 탐사지역(12 km2)에 대한 한국지질자 원연구원 및 미얀마 지질조사자원탐사국의 사전조사를 기반으로 야외조사를 실시하였다. 크롬철석암을 중심으 로 분포하는 더나이트 및 하즈버가이트의 야외 노두 시료를 채취하였으며 조사지역에 수행된 18개 시추공 중에서 공간적으로 대표성이 있는 4개의 시추 코어를 선정하여 각 암상에 따른 시료를 채취하였다(Fig. 1C). 3.2. 첨정석 주원소 분석 암석 중 대표성이 있는 시료는 박편으로 제작하여 광학현미경을 통한 암석기재를 수행하였다. 관찰된 결 과를 기반으로 선택된 시료에 대하여 전주 기초과학지 원연구원 및 전북테크노파크의 전자주사현미분석기 (EPMA)을 이용하여 첨정석의 주원소를 정량분석하였 다. 분석에 사용된 기기는 SHIMADZU 1600 이며 분석 조건은 전압 15 kV, 전류 20 nA, 빔 크기 1 µm이다. 대표적인 첨정석의 분석 결과는 Table 1에 제시되었다.. 4. 야외산상 및 암석기재 깔레이미요 지역에서 산출하는 암석은 크게 하즈버 가이트, 더나이트, 크롬철석암으로 구성되며 반려암 또 는 현무암은 발견되지 않았다. 이는 이 지역에 노출된 오피올라이트가 지각-맨틀 경계보다 상당히 하부에 위 치한다는 사실을 지시한다. 일반적으로 지각-맨틀 경계 부에서 산출하는 크롬철석암은 반려암과 함께 산출되며 주변의 맨틀 암석도 반려암맥 의하여 관입되는 경우가. Fig. 2. Outcrop photographs of chromitites and dunite from the Kalaymyo ophiolite. (A) Contact between the podiform chromitite (middle) and dunite (right). Note the sizes of chromite ‘pods’ increase toward dunite. (B) Disseminated chromitite with various sizes of spinel nodules. (C) Contact between the massive chromitite and dunite..
(5) 3. 2. 2. 205-4. 52.1. 15.6. 12.5. 52.2. 15.6. 12.9. 202-1. Sample No.. 3. 2. 2. 509-5. BDH13 (12.8-.9)-1. BDH13 (12.8-.9)-2 502-1. 26. 72. 99.0. 0.01. 17.3. 0.17. 13.9. 23.3. 44.3. 0.05. 0.07. 21. 73. 99.8. <0.01. 18.2. 0.15. 14.1. 18.9. 48.4. 0.07. 0.06. 31.4. 32.2. 21.7. 28.6. 35.2. 22.0. 11.7. 0.02. 98.1. 54. 45. CaO. Total. Mg#. Cr#. 41. 55. 98.0. 0.02. 12.2. 0.31. 0.16. 0.23. 0.28. 0.02. 0.02. 40. 70. 98.7. 0.02. 16.0. 0.18. 14.4. 34.1. 33.7. 0.13. 0.11. 41. 69. 99.4. 0.01. 15.9. 0.22. 14.4. 34.7. 33.9. 0.14. 0.07. 40. 67. 99.4. <0.01. 15.5. 0.27. 16.1. 33.6. 33.8. 0.06. 0.05. 40. 69. 98.8. 0.01. 15.7. 0.23. 14.7. 34.2. 33.8. 0.06. 0.06. 66. 56. 96.9. 0.01. 11.4. 0.30. 20.7. 47.6. 16.7. 0.24. 0.05. Dunite. BDH13-4. 25. 71. 98.5. 0.01. 17.1. 0.19. 14.1. 22.5. 44.6. 0.03. 0.03. Group 3 Group 3 Group 3 Group 3 Group 3 Group 3 Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite. BDH5 (15.6-.7)-4. 21. 76. 100.0. 0.01. 18.9. 0.14. 13.1. 19.5. 48.3. 0.09. 0.03. 505-1. BDH5 (15.6-.7)-3. 18. 72. 99.6. 0.01. 17.7. 0.16. 16.7. 16.4. 48.5. 0.04. 0.02. BDH13-5. MgO. MnO. tot. FeO. Cr O. 3. Al O. 2. TiO. 2. SiO. Lithology. 17. 17. 202-2. 75. 74. 99.4. 99.5. Total. Cr#. <0.01. <0.01. CaO. 0.15. 0.03. 0.04. 0.11. 0.07. 0.05. 18.9. Mg#. 509-4. 502-2. 502-3. 504-2. 504-3. 504-4. 69. 44. 96.6. 0.01. 8.7. 0.39. 28.6. 44.8. 13.7. 0.19. 0.01. Dunite. 507-1. 46. 57. 97.5. 0.03. 12.4. 0.28. 20.5. 35.8. 28.2. 0.29. 0.07. 58. 47. 97.4. <0.01. 9.6. 0.36. 24.8. 42.0. 20.2. 0.13. 0.09. Dunite. 1309-8. 40. 65. 98.4. 0.11. 14.7. 0.21. 17.9. 32.4. 32.8. 0.27. 0.06. 67. 70. 98.5. 0.01. 15.0. 0.24. 14.6. 51.6. 16.9. 0.25. 0.01. Chromitite. 501-3. 27. 70. 97.9. 0.01. 16.7. 0.15. 15.1. 23.1. 42.7. 0.11. 0.02. 65. 69. 98.9. 0.02. 14.8. 0.21. 13.3. 51.6. 18.5. 0.28. 0.04. Chromitite. 508-1. 41. 56. 97.7. <0.01. 12.4. 0.24. 21.0. 32.3. 31.5. 0.23. 0.02. 68. 62. 99.3. <0.01. 13.2. 0.21. 16.7. 52.2. 16.7. 0.22. 0.02. Chromitite. BDH13 (6-7)-1. 22. 74. 98.4. 0.15. 18.0. 0.15. 13.7. 20.0. 46.3. 0.05. 0.02. Group 1 Group 1 Group 1 Group 1 Group 1 Group 1 Group 2 Group 2 Group 2 Group 2 Group 2 Group 2 Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite Harzburgite. 205-3. 18.5. MgO. MnO. tot. FeO. Cr O. 3. Al O. 2. TiO. 2. SiO. Lithology. Sample No.. Table 1. Representative major element composition of spinels from the Kalaymyo harzburgite, dunite, and chromitite.. 미얀마 깔레이미요 크롬철석광상 탐사의 지구화학적 인자 427.
(6) 428. 박정우 · 박규승 · 허철호 · 김지혁. 에 인접할수록 많아지는 것에 근거할 때 더나이트를 생성한 용융체가 화학적 확산 또는 결정 경계부를 통 한 침투의 방식으로 하즈버가이트에 영향을 미친 것으 로 생각된다(e.g. González-Jiménez et al., 2014). 4.1. 크롬철석암 깔레이미요 지역에서 관찰되는 고치형 크롬철석암은 산점상(disseminated) 또는 괴상(massive)으로 산출하 며 더나이트에 둘러싸인 형태로 하즈버가이트 암체 안 에서 발견된다. 산점상 크롬철석암은 구상의 검은 금 속광택의 첨정석 집합체가 산점상으로 산출하며 그 사 이를 연녹색의 감람석이 충진한다(Fig. 2A, B). 대부분 의 크롬철석암은 사문석화 작용으로 감람석이 사문석 으로 변질되었다. 일부 산점상 크롬철석암은 첨정석의 사이를 단사휘석이 충진한다. 고치형 크롬철석암을 덮 고 있는 더나이트 층에는 규산염질 맥이 특징적으로 관찰된다. 첨정석 집합체의 크기는 수 mm에서 수 cm 까지 변화가 있고 일부는 더나이트에 근접할수록 크기 가 증가하는 양상을 보인다(Fig. 2A). 야외 노두에서 고치형 크롬철석암에서 더나이트, 감람석이 부화된 하 즈버가이트, 하즈버가이트 순으로 변화하는 암상 변화 가 잘 발달되어 있다. 일부 지역에서는 크롬철석암이 더나이트를 맥상으로 관입한 형태를 보이기도 한다 (Fig. 2C). 전체적인 산출 양상을 고려할 때 산점상 크롬 철석암 광석은 지각-맨틀 경계 하부에서 크롬철석암이 형성될 당시의 형태를 보존하고 있는 것으로 생각된다. 괴상의 크롬철석암은 주로 전단대와 접하거나 전단 대의 주변부에 분포하며 더나이트 덮개가 매우 얇거나 관찰되지 않는다. 전형적인 고치형 크롬철석암에서 관 찰되는 구형의 첨정석 집합체와 이를 둘러싸는 감람석 조직이 거의 관찰되지 않고 순수하게 첨정석으로만 구 성되어 있다(Fig. 2D). 괴상 크롬철석암은 고치형 크롬 철석암이 생성된 이후에 발생한 전단대의 형성과 관련 되어 이차적으로 형성된 광석으로 사료된다. 박편상에서 고치형 크롬철석암은 첨정석과 고치형 첨정석 사이를 채운 감람석으로 구성되며(Fig. 3A) 두 광물의 부피 비의 변화가 매우 크다. 감람석은 시료에 따라 50~100% 의 사문화 정도를 보인다. 4.2. 더나이트 더나이트는 연녹색의 감람석으로 구성되어 있으며 사문석화가 상대적으로 많이 진행된 더나이트의 경우 갈색을 띤다(Fig. 2A). 대부분 더나이트는 크롬철석암 과 하즈버가이트의 경계부에 산출하지만 일부 더나이. 트에서는 연계된 크롬철석암이 관찰되지 않는다. 야외 노두에서 더나이트와 하즈버가이트의 경계부는 사문석 화가 심하게 진행되어 뚜렷하게 관찰되지 않는다. 박 편상에서 더나이트는 조립질(~5 mm) 감람석과 자형 의 중립질 첨정석(~1 mm)으로 구성되며 (Fig. 3B) 일 부 시료에서는 감람석이 킹크대(kink band) 및 파동소 광을 보인다. 4.3. 하즈버가이트 하즈버가이트는 다양한 정도의 사문화 작용 및 풍화 를 받았다. 신선한 하즈버가이트는 야외시료에서 약 수 mm 크기의 밝은 색의 반상쇄정 휘석과 흑색의 사문화 를 받은 감람석이 특징적으로 관찰된다. 일부 하즈버 가이트는 광물들이 일정한 방향으로 배열 및 신장된 조직을 보인다. 편광 현미경을 이용한 암석의 구성광물 모드(mode) 분석 결과에 따르면 하즈버가이트는 감람석(67~85%), 사방휘석(11~28%), 단사휘석(1.4~5.9%)과 첨정석 (~1%)으로 구성된다. 대부분의 하즈버가이트는 쌍봉형 결정 크기 분포를 갖는 반상쇄설형 조직을 보이며 시료 에 따라 5-100%의 사문화 정도를 보인다. 사방휘석 반 상쇄정(5~7 mm)의 주변부에는 네오블라스트(neoblast) 감람석(최대 1 mm)과 함께 간극을 충진하는 단사휘석 이 관찰되며(Fig. 3C) 때때로 열편상(lobate)의 첨정석을 수반한다. 대부분의 사방휘석은 벽개와 평행한 선형의 단사휘석 용리구조를 지니나 일부는 두터운(50 µm) 수 포형 용리구조를 보인다. 반상쇄정의 사방휘석은 자형 -반자형의 감람석을 포유물로 지닌다. 단사휘석은 대부분 간극조직을 보이지만 드물게 반상쇄정(최대 3 mm)으로 관찰되는 경우도 있다(Fig. 3C). 단사휘석 내에는 얇은 선형 또는 수포형으로 관찰되는 용리구조가 발달해 있 다. 감람석(최대 3 mm)은 파동소광 및 킹크대가 관찰 되며 때로 사방휘석 내에서 포유물로 관찰되기도 한다. 첨정석은 산출 양상에 따라서 크게 두 유형으로 나 뉜다. Type 1은 휘석과 인접하여 산출하며 타형의 열 편상 또는 심플렉타이트 조직을 보이는데 비하여 (Fig. 3D) Type 2는 반자형 또는 자형으로 주로 감람 석에 둘러싸여 산출한다(Fig. 3E, H).. 5. 첨정석 주원소 분석 결과 첨정석의 주원소는 하즈버가이트에서 더나이트, 크 롬철석암까지 연속적인 성분 변화를 보인다(Fig. 4). Cr#(molar Cr/(Cr+Al)×100)는 하즈버가이트에서 15-.
(7) 미얀마 깔레이미요 크롬철석광상 탐사의 지구화학적 인자. 429. Fig. 3. Photomicrographs of chromitite, dunite and harzburgite. (A) Partially serpentinized chromitite showing interstitial olivine surrounded by spinel grains. (B) Euhedral spinel and rare occurrence (1-2 grains per thin section) of clinopyroxene in dunite. (C) Group 1 harzburgite with neoblastic olivine and clinopyroxene enclosing porphyroblastic olivine, clinopyroxene and orthopyroxene. (D) Spinel-orthopyroxene symplectite in the Group 1 harzburgite. (E) Discrete spinel grains surrounded by olivine in the Group 3 harzburgite. (F) Group 2 harzburgite containing both type 1 and 2 spinels in orthopyroxene and associated with olivine, respectively. (G, H) Group 2 harzburgite containing type 1 spinel grains with low Cr# (G) and type 2 spinel with high Cr# (H). The numbers in brackets denote Cr# of spinels. Spl= spinel; Ol=olivine; Opx=orthopyroxene; Cpx=clinopyroxene; Srp=serpentine..
(8) 430. 박정우 · 박규승 · 허철호 · 김지혁. Fig. 4. Binary plots of (A) Mg# versus Cr# and (B) TiO2 versus Cr# in spinel from the Kalaymyo ophiolite. Also shown are the fields for abyssal peridotite (Dick and Bullen, 1984) and the fore-arc peridotite (Ishii, 1992; Parkinson and Pearce, 1998) for comparison. Red arrow indicates the compositional variation of spinel during equilibrium melting process of the fertile mantle source (Hirose and Kawamoto, 1995). Three blue arrows in (B) represent the expected ranges of compositional variations of spinel from boninite, island arc tholeiite and mid-ocean ridge basalt (MORB), respectively (Pearce et al., 2000). Black dotted arrow represents a trend of interaction between Group 1 harzburgite and island arc tholeiitic melt. Gray line in (B) represents compositional variation during non-modal fractional melting process of the fertile mantle source (Jaques and Green, 1980) modified from Pearce et al. (2000).. 50로 낮고 변화가 큰 반면 더나이트 및 크롬철석암에 서는 각각 50-75 및 60-70으로 높고 비교적 변화폭이 작다. Mg#(molar Mg2+/(Mg2++Fe2+)×100)는 하즈 버가이트에서 80-50로 비교적 높고 크롬철석암(70-65) 및 더나이트(65-37)에서 대체로 더 낮은 경향을 보인다 (Fig. 4A). TiO2 함량은 하즈버가이트에서 0.01-0.3 wt.% 로 비교적 낮고 더나이트(0.06-0.3 wt.%), 크롬철석암 (0.24-0.28 wt.%) 순으로 높아지는 경향을 보인다 (Fig. 4B). 첨정석의 조성은 박편에서 관찰되는 산출 양상과 밀접 한 관계를 보인다. Type 1 첨정석은 낮은 Cr#(24~30) 과 TiO2(<0.1 wt.%)함량을 보이는 반면 Type 2 첨정 석은 높은 Cr#(39~45) 및 TiO2(>0.1 wt.%)이 특징 적이다. 산출하는 첨정석의 유형에 따라서 깔레이미요 하즈버가이트를 세 그룹으로 분류할 수 있다. Group 1 은 Type 1 첨정석이 산출하며, Group 3는 Type 2 첨 정석이 산출하는 하즈버가이트이다. Group 2 하즈버가 이트는 두 유형의 첨정석이 하나의 박편에서 함께 산 출한다(Fig. 3F, G, H).. 6. 토. 의. 6.1. 깔레이미요 크롬철석암의 생성 과정과 첨정석의 조성 변화 미얀마 깔레이미요 지역의 야외 노두에서 크롬철석 암은 대부분 더나이트에 둘러싸여 하즈버가이트 내부 에 산출하는데 이는 오피올라이트에서 관찰되는 전형 적인 맨틀 고치형 크롬철석암의 산출 형태이다. 이 지 역에서 반려암이 맨틀암석과 함께 산출하지 않는 것은 깔레이미요 크롬철석암이 지각-맨틀 경계 하부에서 형 성되었음을 지시한다. 주로 하즈버가이트로 구성된 맨 틀에 서로 다른 성분의 규산염질 용융체가 침투하며 더나이트와 크롬철석암을 형성한 것으로 생각된다. 침 투한 용융체와 하즈버가이트의 반응 과정에서 하즈버 가이트의 휘석이 선별적으로 용해되고 감람석을 침전 하는 교대작용으로 더나이트가 형성된다(Zhou and Robinson, 1997). 이 같은 용융체와 맨틀 암석의 반응 과정이 박편의 관찰 결과에 잘 나타난다. 깔레이미요 지역의 하즈버가이트에서는 사방휘석 결정 내의 반자.
(9) 미얀마 깔레이미요 크롬철석광상 탐사의 지구화학적 인자. 형 또는 타형의 감람석 포유물이 관찰되고 사방휘석과 감람석이 열편상(lobate)의 결정면을 이룬다(Fig. 3G). 감람석과 함께 생성된 첨정석은 용융체-암석의 상호반 응 과정에서 휘석의 부조화반응(incongruent reaction) 으로 형성된다(Fig. 3E, F, H; Dijkstra et al., 2003). 용융체-암석 상호반응은 광물의 조직뿐만 아니라 첨 정석의 화학 조성에서도 관찰된다. 특히 첨정석의 Cr# 와 TiO2에서 이러한 암석-용융체 상호반응의 결과가 잘 관찰된다(Fig. 4B). 첨정석의 Cr#는 부분용융 과정 과 암석-용융체 상호반응 과정 모두에서 증가하는 것 으로 알려져 있으나, TiO2는 용융체와의 상호반응에서 는 증가하지만 반대로 부분용융 과정에서 결핍되며 비 호정성 원소의 거동을 보인다(Fig. 4B, Pearce et al., 2000). 따라서 깔레이미요 하즈버가이트의 첨정석에서 나타나는 Cr#와 TiO2의 양의 상관관계는 부분용융의 정도에 차이에서 기인하는 것이 아니라 하즈버가이트 와 용융체 상호반응의 결과임을 지시한다(Fig. 4B). Fig. 4에 제시된 부화된 중앙해령 맨틀(FMM, Fertile MORB Mantle)의 부분 용융의 정도에 따른 첨정석의 성분 변화(Pearce et al., 2000)에 근거할 때, Cr#와 TiO2 조성이 모두 가장 낮은 Group 1 하즈버가이트의 첨정석은 FMM이 약 8%의 부분 용융을 거친 후에 남은 하즈버가이트의 첨정석 성분과 유사하다. 반면에 Group 2와 Group 3 하즈버가이트 및 더나이트, 크롬 철석암의 첨정석은 호상솔레아이트질 또는 보니나이트 (boninite)질 용융체와 반응 과정에서 형성된 것으로 생 각된다. 결과를 종합해보면 깔레이미요 하즈버가이트 첨정석의 조성 중 특히 Cr# 및 TiO2 함량은 맨틀-용 융체 상호반응의 정도를 지시하며 그 정도가 클수록 높은 값을 갖는다. 6.2. 첨정석의 Cr# - 깔레이미요 크롬광화대 탐사 의 지구화학 인자 깔레이미요 하즈버가이트의 첨정석 Cr#은 맨틀-용 융체의 상호반응의 정도에 따라서 변화한다. 따라서 맨 틀-용융체 상호반응이 가장 집중적으로 발생한 크롬철 석암 및 더나이트에 근접할수록 높은 값을 보일 것으 로 예상된다. 크롬철석암 또는 더나이트로부터 거리에 따른 하즈버가이트의 첨정석 Cr# 성분 변화를 조사하 기 위하여 깔레이미요의 시추공 중에서 가장 크롬철석 암이 두껍게 산출하는 두 호공(5, 13호공)과 크롬철석 암 및 더나이트의 산출이 제한적인 두 호공(2, 6호공) 을 선별하여 크롬철석암으로부터 거리에 따라서 시료 를 선정하고 박편을 제작한 후에 첨정석의 지구화학. 431. 조성을 측정하였다. 5호공에서는 약 7 m 및 15 m 깊이에 각각 약 1 m 두께의 고치형 크롬철석암이 산출하는데 광체에서 약 5 m 이내에 존재하는 하즈버가이트의 첨정석은 최고 35이상의 Cr#를 보이며 높은 반면에 크롬철석암 및 더나이트에서 멀어질수록 하즈버가이트 첨정석의 최대 Cr#가 25 이하로 낮아진다(Fig. 5A). 13호공에서는 지 표에서 약 6 m까지 두꺼운 크롬철석암층이 약 5 m 두 께의 더나이트에 의해 둘러싸여 있으며 31-33 m 및 36-40 m 구간에서 더나이트에 고치형 크롬철석암이 산 재되어 있는 층이 관찰된다. 이 호공에서는 하즈버가 이트 첨정석의 Cr#가 전반적으로 높은 값(>30)을 보 이는데 이는 이 지역에서 넓은 범위에 걸쳐 맨틀-용융 체 상호반응대가 형성되었음을 지시한다(Fig. 5B). 반면 에 2 및 6호공에서는 크롬철석암이 관찰되지 않고 최대 약 6 m 두께의 더나이트 층만 존재하는데 50-100 m의 전 구간에 걸쳐서 하즈버가이트 첨정석의 Cr#가 전반 적으로 25 이하의 낮은 값을 보이는 것이 특징적이다. 이 호공에서도 국소적으로 더나이트의 주변부에서 높 은 Cr#를 갖는 첨정석이 산출한다(Fig. 5C, D). 2호 공의 8-10 m 구간에서 급격하게 높아진 하즈버가이트 첨정석 Cr#는 이 지역이 수직적으로는 크롬철석암광 체와 무관하지만 수평적으로 광체에 인접해있음을 지 시한다(Fig. 5C).. 7. 결론 및 탐사의 제언 깔레이미요 지역의 맨틀 하즈버가이트 첨정석은 넓 은 범위의 Cr# 변화를 보인다. 이 같은 첨정석의 조 성 변화는 맨틀-용융체 상호반응의 결과이다. 시추공을 이용한 하즈버가이트 첨정석의 조성 연구결과에 의하 면 하즈버가이트의 첨정석 Cr#와 크롬철석암의 분포 간에는 밀접한 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 이 지역의 하즈버가이트는 크롬철석암에 공간적으로 인접 할수록 맨틀-용융체 상호반응을 더 많이 겪어 Cr#가 높은(>30) 첨정석이 형성된다. 따라서 깔레이미요 지 역의 크롬철석암 광체탐사에 필요한 지구화학 지시자 로 하즈버가이트의 첨정석 Cr#를 활용할 것을 제안한 다. 또한 향후 3D 지질 모델을 구축할 때 광체의 위 치를 지시하는 하나의 인자로 사용해야 할 것이다. 구 체적인 적용 방법은 지난 4년간의 탐사로 채취된 지표 토양시료에서 대표적인 첨정석을 분별한 후 전자현미 분석기를 이용하여 첨정석의 조성을 분석하고 이를 지 도화하는 순서로 진행시켜야 할 것이다. 기존의 지구.
(10) 432. 박정우 · 박규승 · 허철호 · 김지혁. Fig. 5. (A-D) Vertical profiles of lithology and spinel Cr# for the boreholes BDH-02, BDH-05, BDH-06 and BDH-13. Numbers represent the maximum spinel Cr# of each sample.. 화학 탐사에서 활용한 토양시료의 습식분석은 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라 풍화과정에서 발생할 수 있 는 화학적 조성변화에 의한 영향 때문에 자료해석에 어려움이 있다. 하지만 첨정석을 지구화학적 인자로 사 용할 때 장점은 다음과 같다. 1) 첨정석은 풍화에 매 우 강하기 때문에 상당한 풍화를 거친 토양 및 암석시 료에도 원래의 조성을 잃지 않은 첨정석을 쉽게 찾을 수 있다. 2) 일반적으로 깔레이미요 지역에서 크롬철석 암 탐사의 지시자로 더나이트의 분포를 활용하는데 하 즈버가이트의 첨정석 Cr#가 지시하는 맨틀-용융체 상 호반응대는 더나이트보다 넓은 지역에 분포하므로 광 역적 지시자이다. 3) 기존에 활용된 자력 탐사는 깔레 이미요 지역의 기반암에 작용한 사문석화 작용으로 생 성된 자철석 때문에 해석에 제한이 있다. 첨정석의 Cr#는 이를 보완할 수 있다.. 사. 사. 본 연구는 한국지질자원연구원에서 수행하는 주요사 업 ‘3D 지질모델링 플랫폼 기반 광물자원 예측 및 채 광효율 향상기술 개발’(17-3211-1) 및 미래창조과학부 의 신진연구자지원사업(NRF-2015R1C1A1A01054101) 의 지원을 받아 수행했습니다.. References Ahmed, A.H. (2013) Highly depleted harzburgite–dunite– chromitite complexes from the Neoproterozoic ophiolite, south Eastern Desert, Egypt: A possible recycled upper mantle lithosphere. Precambrian Research, v.233, p.173-192. Arai, S. (1994) Characterization of spinel peridotites by.
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(12)
수치
관련 문서
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L006-38 Trade/ Food Commission Implementing Regulation (EU) 2017/45 of 10 January 2017 establishing the standard import values for determining the entry price o f certain
[r]
“With the MySQL Query Analyzer, we were able to identify and analyze problematic SQL code, and triple our database performance. More importantly, we were able to accomplish
그림에서 왼쪽은 현재의 상태를 표현한 것으로 물 -에너지-식량 연관관계가 명확하게 분석되지 않아 (Unknown and unbalanced) 가용 수자원으로부터 생산을 위한 물로
여러 종류의 식당을 , 일반식당, 패밀리레스토랑, 고급식당, 계약급식업체로 나누어 보면 일반식당에서는 고객이 남기고 간 음식물쓰레기
[14] OECD International Energy Agency, World Energy Outlook 2017, OECD Publishing, Paris (2017). [15] OECD International Energy Agency, World Energy Outlook 2014, OECD
