충남 금산 진산금광산의 광맥 발달특성과 단층점토에 농집된 고품위 금함량에 대한 구조지질학적 해석

신동복,권세현,김영석,Shin, Dongbok,Gwon, Sehyeon,Kim, Young-Seog 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.2

충청남도 금산에 위치한 진산금광산은 옥천층군에 속하는 창리층 내에 발달한 열극대를 충진한 수개 조의 석영맥으로 구성된 열수맥상광상이다. 본 연구에서는 신갱, 본갱, 양하판, 특호맥 등 4개의 주요 갱도를 대상으로 지질광상 및 지질구조조사, 시추코어 분석, 그리고 주요 광맥의 발달상태와 품위를 파악하여 향후 효율적인 탐사 및 개발 방향을 제시하고자 하였다. 석영맥들은 주로 $N10^{\circ}-25^{\circ}W$, $N5^{\circ}-20^{\circ}E$ 방향으로 우세하게 발달하며, 맥폭은 대부분 0.1~0.5 m로 1 m가 넘는 경우도 있다. 이들은 괴상을 이루기도 하나 누대구조, 빗구조, 각력상구조가 잘 발달한다. 광석광물로는 황철석, 황동석이 주를 이루며 자류철석, 섬아연석, 방연석, 백철석, 에렉트럼 및 소량의 휘동석이 수반된다. 회색내지 유백색의 석영맥에는 형석이 수반되기도 하며, 후기 방해석맥에 의해 절단되기도 한다. 총 22개 광석시료에 대한 품위분석 결과 갱내 시료의 경우 대부분 1 g/t 미만의 저품위를 보이나 시추코어의 점토질 시료는 최대 141 g/t에 이르는 고품위를 나타낸다. 즉 신선한 석영맥보다는 단층점토 부분에 금함량이 높게 나타나는 것이다. 이는 1차적인 광화작용 이후에 이들이 단층의 재활성과 관련된 열수작용에 의해 금이 재이동되어 침전되었을 가능성을 나타낸다. 이로 보아 진산광상은 구조적으로 복잡하고 불규칙한 광체 발달양상을 지시하며, 이에 따라 보다 정밀하고 체계적인 탐사가 이루어져야 함을 시사한다. Jinsan gold deposit is a hydrothermal vein type deposit consisting of several fissure filling quartz veins developed within the Changri Formation of the Ogcheon Supergroup in Geumsan, Chungnam. This study is to provide an efficient exploration and development strategies based on the characteristics of the geology, geological structure, core logging, and ore vein occurrence and grade for the four pits (New pit, Main pit, Yanghapan pit and Teugho pit). Quartz veins are mostly developed with the strike of $N10^{\circ}-25^{\circ}W$ and $N5^{\circ}-20^{\circ}E$, and the thickness is in the range of 0.1~0.5 m, sometimes extending to over 1m. Although the quartz veins commonly form massive shape, they sometimes show zonal structure, comb structure as well as brecciated texture. Major ore minerals are pyrite and chalcopyrite, and pyrrhotite, sphalerite, galena, marcasite, electrum and chalcocite are also accompanied as minor phases. Gray and milky white quartz veins, which are occasionally crosscut by calcite vein, also include fluorite. Ore evaluations for the 22 samples revealed that the samples from the pits generally have very low Au contents, lower than 1 g/t, but some clay samples of drilled core show very high Au concentrations, up to 141 g/t, indicating that Au content is much higher within fault gouges rather than within fresh quartz veins. This may represent that gold might have been reworked and reprecipitated by hydrothermal fluids in association with reactivation of the faults, and thus suggest that ore occurrence in this deposit is very complex and irregular and therefore more precise and systematic exploration is required.

The fluid-rock interaction and its relation to the talc mineralization in the Dongyang talc deposit: A stable isotope study

신동복(Dongbok Shin),이인성(Insung Lee) 대한지질학회 2005 지질학회지 Vol.41 No.4

O-S-Sr isotope compositions and genetic consideration of anhydrite from the Dongyang talc deposit

신동복(Dongbok Shin),이광식(Kwang-Sik Lee) 대한지질학회 2008 지질학회지 Vol.44 No.4

옥천변성대 흑색점판암내 희유금속 분포 특성

신동복(Dongbok Shin) 대한지질학회 2022 대한지질학회 학술대회 Vol.2022 No.10

옥천변성대 우라늄광상의 부존 특성

신동복(Dongbok Shin) 대한지질학회 2019 대한지질학회 학술대회 Vol.2019 No.10

괴산 성도 연-아연 광상의 산출광물과 생성환경

안성열,신동복,Ahn, Seongyeol,Shin, Dongbok 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.5

성도 연-아연광상은 옥천층군 화전리층의 석회암을 교대한 스카른광체와 모암내 열극을 충진한 열수맥상광체로 구분된다. 스카른광물은 헤덴버자이트(hedenbergite) 계열의 휘석이 대부분이며, 그로슐라(grossular)와 안드라다이트(andradite)가 진동누대구조를 보이는 석류석, 그리고 소량의 규회석, 투각섬석, 녹염석 등이 산출되어 환원환경에서 정출된 것으로 보인다. 스카른광체에서는 섬아연석 및 방연석이 우세하고 황철석, 자류철석, 황동석이 소량 수반되며, 열수맥상광체에서는 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 황철석과 더불어 방연석, 자연비스무스 및 황석석(stannite)이 소량 수반된다. 스카른광체에서 암회색 섬아연석의 FeS 함량은 평균 17.4 mole%, 적갈색 섬아연석은 3.6 mole%이고, 열수맥상광체에서는 10.3 mole%를 나타낸다. 이들을 국내 주요 금속광상의 FeS-MnS-CdS 함량비와 비교한 결과 스카른광체는 연-아연, 열수맥상광체는 금-은 광상 영역에 도시된다. 열수맥상광체에서 산출되는 유비철석의 As 함량은 초기 31.93~33.00 at.%에서 중기 29.58~30.21 at.%로 가면서 점차 감소하며, 이에 따른 광화온도와 황분압은 초기 $441{\sim}490^{\circ}C$, $10^{-6}{\sim}10^{-4.5}atm.$와 중기 $330{\sim}364^{\circ}C$, <$10^{-8}atm.$에 해당한다. 섬아연석과 공생하는 황석석의 Fe와 Zn 조성비를 이용한 광물상 평형온도는 $236{\sim}254^{\circ}C$의 범위를 보인다. 스카른광체 황화광물의 황동위원소 조성은 5.4~7.2‰, 열수맥상광체는 5.4~8.4‰로서 화성기원과 유사하거나 다소 높은 값을 나타내어 광상을 형성시킨 황이 대체로 마그마에서 유래되었으나 일부 모암의 영향을 받았음을 시사한다. 그러나, 스카른광체와 열수맥상광체에서의 황동위원소평형온도가 각각 $549^{\circ}C$와 $487^{\circ}C$로서 상평형온도 보다 현저히 높게 나타나고 있어서 이들이 동위원소적으로 충분한 평형을 이루지 못한 것으로 추정된다. The Seongdo Pb-Zn deposit, located in the northwestern part of the Ogcheon Metamorphic Belt, consists of skarn ore replacing limestone within the Hwajeonri Formation of Ogcheon Group and hydrothermal vein ore filling the fracture of host rock. Skarn minerals comprise mostly hedenbergitic pyroxene, garnet displaying oscillatory zonal texture composed of grossular and andradite, and a small amount of wollastonite, tremolite, and epidote, indicating reducing condition of formation. Ore minerals of skarn ore include sphalerite and galena with a small amount of pyrite, pyrrhotite, and chalcopyrite. In hydrothermal vein ore, arsenopyrite, sphalerite, chalcopyrite, and pyrite occur with a small amount of galena, native Bi, and stannite. Chemical compositions of sphalerite vary from 17.4 mole% FeS in average for dark grey sphalerite, 3.6 mole% for reddish brown sphalerite in skarn ore, and to 10.3 mole% FeS in hydrothermal vein ore. In comparison with representative metallic deposits in South Korea on the FeS-MnS-CdS diagram, skarn and hydrothermal vein ore plot close to the field of Pb-Zn deposits and Au-Ag deposits, respectively. Arsenic contents of arsenopyrite in hydrothermal vein ore decrease from 31.93~33.00 at.% in early stage to 29.58~30.21 at.% in middle stage, and their corresponding mineralizing temperature and sulfur fugacity are $441{\sim}490^{\circ}C$, $10^{-6}{\sim}10^{-4.5}atm$. and $330{\sim}364^{\circ}C$, <$10^{-8}atm$. respectively. Phase equilibrium temperatures calculated from Fe and Zn contents for coexisting sphalerite and stannite in hydrothermal vein are $236{\sim}254^{\circ}C$. Sulfur isotope compositions are 5.4~7.2‰ for skarn ore and 5.4~8.4‰ for hydrothermal vein ore, being similar or slightly higher to magmatic sulfur, suggesting that ore sulfur was mostly of magmatic origin with partial derivation from host rocks. However, much higher sulfur isotope equilibrium temperatures of $549^{\circ}C$와 $487^{\circ}C$, respectively for skarn ore and hydrothermal ore, than those estimated from phase equilibria imply that isotopic equilibrium has not been fully established.

무주 승륭 아연광상의 광석광물과 생성환경

염태선,신동복,Yeom, Taesun,Shin, Dongbok 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.1

무주분지에 발달하는 승륭 아연광상 주변 지질은 선캠브리아기의 우백질 화강편마암, 백악기 쇄설암, 화산쇄설암과 관입암체로 구성되며, 광상은 편마암내 편리를 따라 협재하는 석회암을 교대한 열수교대광상으로 스카른화작용을 미약하게 받았다. 광화작용은 석류석, 휘석과 같은 스카른 광물이 형성되는 초기와 자철석, 섬아연석, 황동석, 자류철석, Pb-Ag-Bi-S계 등의 금속 광물이 정출되는 중기, 그리고 녹니석과 백철석 등의 변질 광물 및 저온 광물이 형성되는 후기로 구분된다. 섬아연석의 경우 염주(bead chains)와 분말(dusting)조직 등의 황동석 병변조직이 특징적으로 나타나며, Pb-Ag-Bi-S계 광물로는 헤이로브스카이트-에스키모아이트 고용체, 릴리아나이트-구스터바이트 고용체, 그리고 비킨자이트 등이 산출된다. 황화광물의 ${\delta}^{34}S$ 값은 황철석 3.4~4.1‰, 섬아연석 3.3~4.3‰, 황동석 4.0~4.3‰, 그리고 방연석 2.8‰로서 비교적 좁은 범위를 나타내며 광상을 형성시킨 황이 마그마에서 유래되었음을 시사한다. 또한 동위원소 지질온도계를 적용한 생성온도는 $346{\sim}431^{\circ}C$로서 비교적 고온에서 광화작용이 진행된 것으로 보인다. 섬아연석의 FeS 함량은 6.58~20.16 mole%(평균 16.58 mole%)로 비교적 높은 편이며, 국내 주요 스카른 연-아연 광상들과 유사하게 Mn이 Cd에 비해 부화되어 나타난다. 반면, 주변 설천광화대 금-은 광상은 Cd가 부화되어 천열수 금-은 광상과 유사한 특징을 나타내는데 이는 관계화성암을 중심으로 고온에서 승륭광상의 자철석, 섬아연석이 정출되고 이후 온도가 감소하고 광화유체의 조성이 변하면서 주변 지역의 금-은 광화작용이 진행된 것으로 여겨진다. The geology of the Seungryung Zn deposit, located in the Muzu basin, consists of Precambrian leucocratic granitic gneiss, Cretaceous clastic rocks, pyroclastic rocks, and intrusive rocks. The deposit shows a weakly skarnized hydrothermal replacement ore developed along limestone bed in the gneiss. The mineralization can be divided into three stages: the early skarnization producing garnet and pyroxene, the main mineralization in the middle stage precipitating most metallic minerals such as magnetite, sphalerite, chalcopyrite, pyrrhotite, Pb-Ag-Bi-S system minerals, and the late stage for altered or low temperature minerals such as chlorite and marcasite. Pb-Ag-Bi-S system minerals include heyrovskite-eskimoite solid solution, lillianite-gustavite solid solution, and vikingite. Chalcopyrite diseases are quite common in sphalerite showing bead chains and dusting textures. The ${\delta}^{34}S$ values of sulfides minerals are concentrated within the narrow range of 3.4~4.1‰ for pyrite, 3.3~4.3‰ for sphalerite, 4.0~4.3‰ for chalcopyrite, and 2.8‰ for galena, suggesting that most sulfur is of igneous origin. Sulfur isotope geothermometry is calculated to be $346{\sim}431^{\circ}C$, implying that the mineralization occurred at relatively high temperature. FeS contents of sphalerite are relatively high in the range of 6.58~20.16 mole% (avg. 16.58 mole%) with the enrichment of Mn compared to Cd, similarly to representative skarn Pb-Zn deposits in South Korea. On the contrary, sphalerite from Au-Ag deposits in the Seolcheon mineralized zone around the Seungryung deposit is enriched in Cd, showing similar feature like representative epithermal Au-Ag deposits. This suggests that around the related igneous rocks, magnetite and sphalerite were produced at high temperature in the Seungryung deposit, and with decreasing temperature and compositional change of mineralizing fluids, Au-Ag mineralization proceeded in the Seolcheon mineralized zone.

해남 연-아연 스카른광상의 산상과 지화학적 특성

임헌경,신동복,허선희,Im, Heonkyung,Shin, Dongbok,Heo, Seonhee 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.4

옥천변성대 서남쪽 화원반도에 위치한 해남광상은 옥천층군의 석회암을 모암으로 이를 포획한 형태로 관입한 백악기 석영반암과의 접촉부를 따라 발달한 연-아연 스카른광상이다. 광석시료의 암석기재학적 특징, 스카른 및 광석광물의 조성, 그리고 관계화성암의 지화학적 연구를 통해 스카른광화작용의 특성을 파악하였다. 스카른은 석류석${\pm}$휘석${\pm}$방해석${\pm}$석영대, 휘석+석류석+석영${\pm}$방해석대, 방해석+휘석${\pm}$석류석대, 석영+방해석${\pm}$휘석대 그리고 방해석${\pm}$녹니석대 등으로 구분된다. 석류석은 안드라다이트가 주를 이루며 그로슐라와 더불어 누대구조가 발달하기도 하고, 휘석은 관계화성암에서 멀어지면서 Mn-헤덴버자이트에서 투휘석으로 순차적으로 조성이 변한다. 광석광물은 화성암체 가까이에서 황동석이 주를 이루며, 원거리로 갈수록 섬아연석과 방연석이 증가하는 경향을 보인다. 전자현미분석결과 섬아연석은 석류석${\pm}$휘석${\pm}$방해석${\pm}$석영대에서 멀어질수록 FeS가 평균 5.17 mole %, 2.93 mole %, 그리고 0.40 mole %로 점차 감소하는 경향을 보이고, 방연석의 Ag와 Bi의 함량도 석류석${\pm}$휘석${\pm}$방해석${\pm}$석영대에서 평균 0.72 wt.%, 1.62 wt.% 이던 것이 방해석+휘석${\pm}$석류석대에서는 <0.01 wt.%, 0.11 wt.%로서 감소한다. 이와 같이 해남광상은 스카른 대상분포와 더불어 광석광물의 종류 및 조성변화가 체계적으로 발달하는 특징을 나타낸다. 관계화성암인 석영반암은 Meinert(1995)가 제시한 Zn-스카른 광상보다 다소 분화된 특성을 보이는데, $SiO_2$ 함량은 72.76~75.38 wt.%로서 높은 편에 속하며, 칼크-알칼리 계열로서 과알루미나형에 해당하고, 화산호 환경의 지화학적 특징을 나타낸다. The Haenam Pb-Zn skarn deposit is located at the Hwawon peninsula in the southwestern part of the Ogcheon Metamorphic Belt. The deposit is developed along the contact between limestone of the Ogcheon group and Cretaceous quartz porphyry. Petrography of ore samples, chemical composition of skarn and ore minerals, and geochemistry of the related igneous rocks were investigated to understand the characteristics of the skarn mineralization. Skarn zonation consists of garnet${\pm}$pyroxene${\pm}$calcite${\pm}$quartz zone, pyroxene+garnet+quartz${\pm}$calcite zone, calcite+pyroxene${\pm}$garnet zone, quartz+calcite${\pm}$pyroxene zone, and calcite${\pm}$chlorite zone in succession toward carbonate rock. Garnet commonly shows zonal texture comprised of andradite and grossular. Pyroxene varies from Mn-hedenbergite to diopside as away from the intrusive rock. Chalcopyrite occurs as major ore mineral near the intrusive rock, and sphalerite and galena tend to increase as going away. Electron probe microanalyses revealed that FeS contents of sphalerite become decreased from 5.17 mole % for garnet${\pm}$pyroxene${\pm}$calcite${\pm}$quartz zone to 2.93 mole %, and to 0.40 mole % for calcite+pyroxene${\pm}$garnet zone, gradually. Ag and Bi contents also decreased from 0.72 wt.% and 1.62 wt.% to <0.01 wt.% and 0.11 wt.%, respectively. Thus, the Haenam deposit shows systematic variation of species and chemical compositions of ore minerals with skarn zoned texture. The related intrusive rock, quartz porphyry, expresses more differentiated characteristics than Zn-skarn deposit of Meinert(1995), and has relatively high$SiO_2$ concentration of 72.76~75.38 wt.% and shows geochemical features classified as calc-alkaline, peraluminous igneous rock and volcanic arc tectonic setting.

가곡 스카른 광상 암석시료의 광대역 유도분극 반응 특성

신승욱(Seungwook Shin),박삼규(Samgyu Park),신동복(Dongbok Shin) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10

영월 녹전리 일대 지질 및 스카른 광화작용 특성

정준영(Junyeong Jeong),신동복(Dongbok Shin),임헌경(Heonkyung Im),서광수(Kwangsoo Seo) 대한지질학회 2017 대한지질학회 학술대회 Vol.2017 No.10