Geochemistry of Precambrian Mafic Dikes in Northern Michigan, U.S.A.: Implications for the Paleo-Tectonic Environment

위수민,Wee, Soo Meen The Korean Society of Economic and Environmental G 1991 자원환경지질 Vol.24 No.4

본 논문은 슈피리어호 남부에 분포하는 선캠브리아기의 염기성 암맥들에 대하여 마그마의 기원과 그들이 생성될 당시의 지구조적인 환경을 알기 위하여 암석 및 지화학적인 연구가 행하여 졌다. 46개의 시료에 대한 주성분, 미량원소 및 희토류 원소들에 대한 화학분석이 이루어졌다. 이들의 화학성분은 전형적인 콘티넨탈 쏠레아이트 (contiental tholeiite)의 성격을 띄우며, 다소 철성분이 부화된 분화경향을 나타낸다. 부동원소 (immobile element)들을 이용한 tectonic discrimination diagram 에 의하면 모 마그마는 현재의 T-type MORB와 유사한 Ti의 함량이 많은 쏠레아이틱(tholeiitic)현무암으로 사료된다. 분화가 진행될수록 암석의 화학적 성질은 지각과의 동화작용(crustral asimilation)에 의해 많은 영향을 받는 것으로 나타난다. 분화가 많이 진행된 암석들은 Rb, K, Ba, Th 과 같은 LIL원소의 증가를 보인 반면에 Nb, P, Ti과 같은 HFS 원소들은 그들과 물리, 화학적 성질이 비슷한 이웃한 원소들보다 현저한 감소를 나타내었다. 이러한 특징은 마그마의 기원에서 유래된 것 뿐만 아니라 지각과의 동화작용이 병행함으로 기인되었다고 사료된다. 이 암석들의 지화학적 특성을 살펴보면 지각의 섭입과 관련되어(subduction related)생성된 암석의 화학성분과는 현저한 차이를 나타내며, 판(板)내에서 생성된 현무암(Within plate basalt)과 해양지각에서 형성된 현무암 (MORB)에서 보이는 특성을 나타낸다. 이러한 지화학적인 특성을 살펴볼 때 이 암석들은 rifting과 같은 extensional tectonic 환경에서 생성된 것으로 사료된다. Petrological and chemical studies of Precambrian dikes in the southern Lake Superior region were conducted with the objects of evaluating magma source and constraining models for the paleo-tectonic environment. Forty-six samples were analyzed for major, trace, and rare earth elements. Chemical data of the studied dikes are typical of continental tholeiites and showing iron-enrichment fractionation trend. With wallrock contamination carefully evaluated, a series of tectonic discriminating methods utilizing immobile trace elements indicate that the source magma was a high-Ti tholeiitic basalt similar to present-day T-type MORB. Effect of chemical contamination from wallrock assimilation accmulates with increasing differentiation. Evolved rocks show LREE enriched patterns and have enhanced levels of LIL elements (e.g., Rb, K, Ba, Th), but low levels of high field strength elements (e.g., Nb, P, Ti) with respect to their neighboring elements. It is suggested from this study that this enrichment possibly due to a combination of a feature inherited from the subcontinental lithosphere and crustal contamination. Geochemical signatures of these rocks are distinctively different from those of arc-related volcanics. Comparisons with chemistries of modern magmas show a pattern of overlap between Within-plate and ocean-floor characteristics, and chemical signatures of these rocks favor a model of intrusion into a crustal environment undergoing lithospheric attenuation.

Recent Gold Exploration in Japan

Nakayama, Ken The Korean Society of Economic and Environmental G 1996 자원환경지질 Vol.29 No.6

안정적인 천연자원의 공급을 통해 오랫동안 국가산업화에 이바지해온 일본의 광산산업은 산업구조의 개편에 따라 하향추세를 맞아 현재는 세 곳의 주요 광산만이 가행중이다. 최근 경제사정의 변화로 새로운 비금속광상의 개발이 어려워짐에 따라 매장량과 품위에 있어 경제적 가치를 갖는 천열수금광상으로 관심이 옮겨가고 있는 추세이다. 1970년대 후반의 급격한 금가격 상승은 환태평양 지역의 천열수금광상에 대한 지질학적 정보와 이해를 증가시키는 역할을 했으며, 특히 판구조론의 확립과 더불어 지열수계와 화석천열수계의 대비라는 가장 중요한 발전이 이루어졌다. 1988년에는 광산협회에서 천열수금광상의 개발을 목표로 일본내 19개 지역의 탐사를 인가했으며, 1989년부터는 준정부기관인 금속광업국에서 이 지역들의 금탐사를 수행해왔다. 광상성인에 관한 신개념과 새로운 탐사기술로 유망한 금광화대가 발견되어 왔으며 개발이 진척된 곳은 홋카이도 북부의 세타지역과 큐슈 중부의 노야지역이다. Domestic metal mines have contributed to the national industrialization of Japan for over a century through their stable supply of raw materials. However, due to the changes which have taken place in the industries structure, mining industry has been shifted to downstream industries. At present, only three major mines are in production. In recent times, changing economic conditions have made it increasingly difficult to develop new base metal mines. Subsequently, the deposit type targeted has shifted from base metals to epithermal associated gold deposits which, if of sufficient grade and tonnage, can be economical. Accompanying the dramatic rise in the price of gold during the late 1970's, has been an increase in the geological information and our understanding of epithermal gold deposits around the Pacific rim region. In particular, the common acceptance of the plate tectonic theory and the correlation's between modem geothermal systems and fossil epithermal systems were most important developments. In 1988, the Mining Council authorized the domestic exploration of 19 districts, targeting epithermal gold mineralization. Since 1989 the Metal Mining Agency of Japan, semi-government organization, has been conducted gold exploration in such area. With new genetic concepts and new technologies, promising gold mineralization has been discovered. Two such areas which are at an advanced stage of exploration are Seta, in northern Hokkaido, and Noya, in central Kyushu.

Transgressive Geochemical Records in the East China Sea: A Perspective with Holocene Paleoceanography

Hyun Sangmin,Lim Dhong-il,Yoo Hai-Soo The Korean Society of Economic and Environmental G 2006 자원환경지질 Vol.39 No.1

Geochemical and sedimentological analyses of sediment piston core were used to trace paleoceanographic environmental changes in the East China Sea. The analytical results revealed three lithostratigraphic units (I, II, and III) corresponding to a highstand stage, a transgressive stage, and a lowstand stage, respectively. Accelerator mass spectrometry (AMS) $^{14}C$ dated the boundaries between the units as 7 ka and II ka. That is, Unit I extended from the present to 7 ka, Unit II occupied a transitional episode from 7 to 11 ka, and Unit III was older than 11 ka. The transitional episode was characterized by sudden fluctuations in various geochemical proxies. Most strikingly, there was a gradual upward increase in both carbonate and total organic carbon (TOe) contents post-7 ka, during which time the ${\delta}^{l3}C$ values of organic material increased to a constant value. The gradual upward increase in the TOC and $CaCO_3$ contents in Unit I were accompanied by slight variations in grain size that probably reflect a stable modern oceanographic environment. Within Unit II (7 to 11 ka), the geochemical signals were characterized by abrupt and steep fluctuations, typical of a transgressive stage. Vertical mixing may have provoked an increase in productivity during this interval, with large amounts of terrigenous organic matter and/or freshwater being supplied by neighboring rivers. The geochemical signals remained stable throughout Unit III but exhibited different patterns than signals in Unit I. The high terrigenous organic matter content of Unit III suggests correspondence to a lowstand stage.

Occurrence and Mineral Characteristics of Au-Ag-Cu-Bi Bearing Quartz Veins in the Estancia de la Virgen area, Guatemala

신의철,김수영,홍세선,김인준,Shin, Eui-Cheol,Kim, Soo-Young,Hong, Sei-Sun,Kim, In-Joon The Korean Society of Economic and Environmental G 1998 자원환경지질 Vol.31 No.6

이 연구는 과테말라 에스탄시아 데 라 비르겐 (Estancia de la Virgen) 지역에 분포하는 광화대의 산상과 광물특성을 밝혀내기 위해 수행되었다. 이 연구를 위해 1:2,000 축척의 정밀광상 지질조사가 이루어졌다. 금-은 광화작용은 산 아구스틴 (San Agustin) 단층과 카바나스 (Cabanas) 단층사이의 단층 블럭내에 발달하며 단층구조에 의한 규제를 받았다. 금은 미량에서 부터 최고 72 g/t, 은은 미량에서 초고 180 g/t까지의 품위를 보인다. 정밀광상 지질조사에 의하면 석영맥은 북동방향으로 연장 500 m 이상 추적되며 연속성은 불량하지만 1,000 m 이상 연장되는 양상을 보인다. 석영맥에서의 광물생성순서는 3개 단계를 나눌 수 있다. 1단계에는 황철석, 방연석, 섬아연석, 황동석이 일차 금-은 광물과 수반되며 2단계에는 휘동석, 코벨라이트, 리나라이트와 같은 Cu-Bi-Au-Ag 황화광물이 형성되었으며 이들은 대체로 방연석이나 황동석의 미세구조에 침착-부화되었다. 3단계에는 방연석, 섬아연석의 탄산염화작용, 방연석의 표성부화작용이 지표환경에서 일어났다. 이 과정에서 용탈된 일부 은이 지하수면 근처에서 산화작용이 일어나는 동안 동광석이나 방연석에 침착되었다. 섬아연석과 황동석에서 각기 Fe와 Zn의 함량이 적은 것은 이들 광물이 비교적 저온에서 형성되었음을 의미하며 이는 이전에 연구된 유체포유물의 균일화온도와도 일치한다. The survey was carried out in order to delineate the occurrence of ore deposits and the mineralized characteristics in the Estancia de la Virgen area through the 1:2,000 scaled geological mapping and topographic measuring surveys. Gold-silver mineralization is in the fault block developed between the San Agustin Fault and Cabanas Fault. It is associated with ore bearing quartz veins controlled by the fault structure. The contents of Au and Ag range from traces up to 72 g/t and 180 g/t respectively. According to traversing the outcrops, the quartz veins are traced by 0.5 Km trended to north and south. In those extended part, they continue for 1,000 m intermittently. Gold-silver mineralization could be divided into three stages. In the first stage, pyrite, galena, sphalerite, and chalcopyrite were formed with the primary silver and gold associated with galena and copper sulfides respectively. In the second stage, Cu-Bi-Au-Ag bearing sulfides such as chalcocite, covellite, and linarite are formed and usually deposited on the cataclastic fractures of galena and/or chalcopyrite. In the third stage, both the carbonation of galena and sphalerite and the sulphatization of galena, took place in the surface environment. And then primary silver was carried away off and was deposited on galena and/or copper sulfides during oxidation near the water table. Low partitionings of Fe in sphalerite assist that the minerals were formed at the relatively low temperature, which is coincided with previously reported homogenization temperature of fluid inclusions.

Mineralogy and Genesis of Manganese Ores from the Eosangcheon Mine, Korea

김수진,김성훈,Kim, Soo Jin,Kim, Seong Hoon The Korean Society of Economic and Environmental G 1982 자원환경지질 Vol.15 No.4

어성천 망간광상은 고생대 오르도비스기의 흥월리 돌로마이트층과 삼태산 석회암층에 관입한 석영반암맥을 따라 산출되는 표성광상이다. 망간광석은 산화망간광물들과 이에 수반되는 맥석광물들로 구성되어 있다. 산화망간광물들 중 란시아이트와 토도로카이트는 다량으로 산출되며, 버어네사이트, 엔소타이트, 연망간석, 캘코파나이트는 소량으로 산출된다. 맥석광물로는 방해석, 석고, 침철석, 레피도크로사이트, 석영, 견운모등이 산출된다. 산화망간광물들과 맥석광물들의 연구에는 현미경 관찰, 화학분석, 엑스선회절분석, 적회선흡수분광분석, 시차열분석 방법등이 이용되었다. 버어네사이트와 란시아이트의 관계가 엑스선회절분석과 적외선흡수분광분석법에 의하여 연구되었다. 이 두 광물들은 구조적으로 상당히 밀접한 관계가 있으나 서로 다른 광물종임이 적외선 흡수 스펙트럼연구에 의하여 확실시된다. 산화망간광물들은 표성환경하에서 교대작용, 용액으로부터의 침전, 재결정작용등에 의하여 생성되었다. 산화망간광물들의 생성순서는 다음과 같은 경향을 보여준다 : (능망간석)-(토도로카이트)-(버어네사이트, 란시아이트)-(엔소타이트, 연망간석, 캘코파나이트). The Eosangcheon manganese ore deposits occur as supergene weathering deposits along quartz porphyry dikes developed in the Ordovician Heungweolri dolomite and Samtaesan limestone formations. The manganese ores are composed of manganese oxide minerals and associated other minerals. Rancieite and todorokite are abundantly found, and birnessite, nsutite, pyrolusite and chalcophanite are found in minor quantities. Associated other minerals are calcite, gypsum, goethite, lepidocrosite, quartz, and sericite. Microscopic, chemical, X-ray powder diffraction, infrared absorption spectroscopic and differential thermal analyses have been made for manganese oxide minerals and associated other minerals. The relationship of birnessite and rancieite was studied by means of X-ray powder diffraction and infrared absorption spectroscopic analyses. It is assumed that these minerals are closely related to each other in crystal structure, but separate species. The manganese oxide minerals were formed mainly by replacement, precipitation from solution, and recrystallization in the supergene weathering environment. The trend of formation of manganese oxide minerals is: (Rhodochrosite)-(todorokite)-(birnessite, rancieite)-(nsutite, pyrolusite, chalcophanite).

Fossil Diatoms in the upper part of the Eoil Formation, Eoil area, Gyeongsangbuk-do, Korea

이영길,Lee, Young Gil The Korean Society of Economic and Environmental G 1976 자원환경지질 Vol.9 No.2

본 연구는 경상북도 양북면 어일(魚日)일대에 분포(分布)하는 신제삼기(新弟三紀) 어일층상부(魚日層上部)에서 산출(産出)되는 화석규조에 대한 연구결과이다. 산출되는 화석규조종들의 체계적인 기재와 생태(生態)조사를 통해 어일층상부(魚日層上部)의 함규조퇴적층의 퇴적환경은 담수(淡水) 호소환경하(湖沼環境下)이였던 것으로 추정(推定)된다. 그러나 본층에서 지층대비(地層對比)와 지질시대(地質時代)규명을 위한 유용한 화석규조종은 산출되지 않으므로 본 연구에서는 본층의 지질시대(地質時代)를 확실히 추정할 수가 없었다. Diatoms collected from the upper part of the Eoil Formation of the study area are identified as comprising 5 species/2 genera, whose known ecologic properties imply that the stratigraphic interval concerned was deposited under freshwater, eutrophic, and stagnant lake environment.

Heavy Metal Contamination around the Abandoned Au-Ag and Base Metal Mine Sites in Korea

전효택,안주성,정명채,Chon Hyo-Taek,Ahn Joo Sung,Jung Myung Chae The Korean Society of Economic and Environmental G 2005 자원환경지질 Vol.38 No.2

이 연구의 목적은 국내 폐광산지역의 주변 환경오염 양상을 평가하고 독성 중금속 원소들의 거동에 대한 일반적인 결론을 도출하고자 함이다. 이를 위해 국내의 전형적인 비(base)금속 광산과 금은 광산 4개 지역을 각각 선정하여 환경오염 조사결과를 상호 비교, 검토하였다. 비금속광산으로서 삼보 Pb-Zn-중정석, 신예미 Pb-Zn-Fe, 거도 Cu-Fe 및 시흥 Cu-Pb-Zn광산지역의 광미 및 슬래그 등 폐기물에서 유래된 토양에서 상당한 수준의 Cd, Cu, Pb 및 Zn의 함량이 나타났다. 또한 광산 하부지역 주변 농경지. 하상퇴적물 및 하천수에서도 지속적인 분산의 영향으로 심각한 오염양상이 나타났으며 이는 광산으로부터의 거리, 풍향, 지형 등에 의해 영향을 받고 있었다. 구봉, 삼광, 금왕 및 길곡 금은광산지역에서도 광미 및 광산 폐기토양에서 As, Cd, Cu, Pb 및 Zn의 높은 함량이 나타났으며 직접적인 하부유출로 하상퇴적물 및 하천수의 오염을 유발하고 있었다. 금은광산지역에서 비소가 특징적인 환경오염 원소로 나타났으며 중금속원소와 함께 황화광물에서 비롯되어 산화영향에 따라 그 이동도가 증진될 수 있다. 토양시료의 연속추출 분석결과 대부분의 중금속은 비 잔류성 형태로 존재하며 주변 환경조건의 변화에 취약한 것으로 나타났다. 오염지수의 적용견과 폐광산 토양에서 1.0 이상으로 중금속원소들의 복합적 오염양상을 나타내었다. The objectives of this study we to assess the extent and degree of environmental contamination and to draw general conclusions on the fate of toxic elements derived from mining activities in Korea. 인t abandoned mines with four base-metal mines and four Au-Ag mines were selected and the results of environmental surveys in those areas were discussed. In the base-metal mining areas, the Sambo Pb-Zn-barite, the Shinyemi Pb-Zn-Fe, the Geodo Cu-Fe and the Shiheung Cu-Pb-Zn mine, significant levels of Cd, Cu, Pb and Zn were found in mine dump soils developed over mine waste materials, tailings and slag. Furthermore, agricultural soils, stream sediments and stream water near the mines were severely contaminated by the metals mainly due to the continuing dispersion downstream and downslope from the sites, which was controlled by the feature of geography, prevailing wind directions and the distance from the mine. In e Au-Ag mining areas, the Kubong, the Samkwang, the Keumwang and the Kilkok mines, elevated levels of As, Cd, Cu, Pb and Zn were found in tailings and mine dump soils. These levels may have caused increased concentrations of those elements in stream sediments and waters due to direct dis-charge downstream from tailings and mine dumps. In the Au-Ag mines, As would be the most characteristic contaminant in the nearby environment. Arsenic and heavy metals were found to be mainly associated with sulfide gangue minerals, and mobility of these metals would be enhanced by the effect of oxidation. According to sequential extraction of metals in soils, most heavy metals were identified as non-residual chemical forms, and those are very susceptible to the change of ambient conditions of a nearby environment. As application of pollution index (PI), giving data on multi-element contamination in soils, over 1.0 value of the PI was found in soils sampled at and around the mining areas.

Recent Tectonism in the Korean Peninsula and Sea Floor Spreading

박병권,김서운,Park, Byong Kwon,Kim, Suh Woon The Korean Society of Economic and Environmental G 1971 자원환경지질 Vol.4 No.1

한반도(韓半島)는 지형운동(地穀運動)이 없이 안정(安定)한 상태(狀態)에 있는 아시아대륙(大陸)과, 지형운동(地鼓運勤)이 활발(活廢)한 일본열도(日本列鳥)의 사이에 위치(位置)하고 있다. 한반도(韓半島)는 비재적(比載的) 좁은 동서폭(東西幅)을 가지고 있는데도 불구(不拘)하고, 동해안(東海岸)은 융기(隆起), 서해안(西海岸)은 침강현상(沈降現象)을 보여 주고 있다. 그러나 서해안(西海岸)의 침강율(沈降率)을, 지형운동(地鼓運勤)이 거의 없이 안정(安定)한 상태(狀態)의 북미(北美) 동해안(東海岸)의 침강율(沈降率)과 비교(比較)해 보면 한반도(韓半島)의 서해안(西海岸)은 동해안(東海岸)과 함께 서서(徐徐)히, 융기(隆起) 하되, 다만 시차적(示差的) 융기현상(陸起現象)을 보이는 듯 하다. 이러한 융기현상(陸起現象)은 동해안(東海岸)(일본해(日本海))을 따라 전개(展開)하는 현상(現象)이다. 태평양(太平洋) mantle convection이 일본해구(日本海溝)를 따라 아세아대륙(大陸)으로 plunge 하는 데서 발생(發生)하는 압축응력(壓縮應力)에 기인(基因)하고 있을 것 같다. 또한 이러한 strain은 동해(東海) 일대(一帶)의 높은 heat flow에 의(依)해서 가속(加速)될 것 같다. 이와 같이 근세(近世) 한반도(韓半島)의 지형운동(地穀運動)을 해저확장설(海底擴張說) (Sea Floor Spreading Theory)로서 설명(說明)할 수가 있으며, 휴화산(休火山)인 백두산(白頭山)과 한라산(漢筆山)을 한반도(韓半島)가 서진(西進)한 증거(證據)로 간주(看做)할 수도 있다. The Korean Peninsula is located between the tectonically stable Asian Continent and the tectonically active Japanese islands. The east coast of Korea shows evidence of uplift whereas the west coast shows evidence of submergence. However, radiocarbon dates indicate that the rate of submergence of the west coast of Korea is slower than the tectonically stable east coast of North America. Therefore, both east and west coasts of Korea might have been uplifted during the last post-glacial period. This uplift may result the spreading line of the from compressional strain produced along East Sea of Korea (Japan Sea) and/or the conversion hinge line of the Pacific mantle convection current plunging beneath the Asian continent. This downturn is supposed to be located in the Japan Trench. High heat flow near the east coast of Korea produces the differential strain. This strain accelerates the compressional strain of the peninsula. The Sea Floor Spreading Theory can explain the tectonism of the Korean Peninsula in Recent time. Baek-Doo Mt. and Han-Ra Mt., dormant volcanoes, may be an evidence of westward movement of the Korean Peninsula.

Revised Geology of the Deokjeok and Soya Islands in the Central-western Korean Peninsula

Park, Jeong-Yeong,Park, Seung-Ik The Korean Society of Economic and Environmental G 2020 자원환경지질 Vol.53 No.5

The central-western Korean Peninsula contains records of an Early Mesozoic collisional event related to the final amalgamation of the East Asian continent. Here, we present a renewed geologic map of the Deokjeok and Soya islands in the central-western Korean Peninsula and its explanatory note. Our geologic map was based on a detailed investigation of the northeastern area of both islands, which is characterized by a complex fault and shear zone system that accommodated the crustal deformation related to the Mesozoic post-collisional orogenic collapse and the subsequent structural inversion. We suggest future directions of study aiming at addressing issues regarding the deformational responses of crust to the Mesozoic tectonic transition and orogenic cycles.

Sea Water Intrusion in the Coastal Area of Cheju Volcanic Island, Korea

최순학,김영기,이동영,Choi, Soon Hak,Kim, Young Ki,Lee, Dong Young The Korean Society of Economic and Environmental G 1991 자원환경지질 Vol.24 No.3

제주도(濟州島)는 화산암(火山岩)과 화산쇄설오퇴적층으로 형성(形成)된 한반도(韓半島)에서 가장 큰 섬이다. 지형(地形)은 저지대(低地帶)로 현무암(玄武岩)이 넓게 분포(分布)하며 섬 중앙(中央)에는 1950m의 화산(火山)이 우뚝 솟아 있으며 정상에는 화산분출(火山噴出)에 의(依)해 형성(形成)된 화구(火口)가 존재(存在)한다. 지표수(地表水)의 유출(流出)은 대단히 빈약하여 용수이용(用水利用)은 지하수(地下水)와 용출수(湧出水)에 거의 의존(依存)한다. 본(本) 도(島)에는 약(約) 1650여개소의 지하수개발공(地下水開發孔)이 있는데 대부분 $1,000{\sim}2,000m^3/day$의 산출(産出)이 가능(可能)하다. 근래에 와서 지하수이용증대(地下水利用增大)에 따라 해안(海岸) 인접지역 특(特)히 동부지역중(東部地域中) 일부(一部)에서는 해수침입현상(海水侵入現象)이 일어나고 있다. 이 지역(地域)의 지형(地形)은 아주 평저하고 지하수위(地下水位)도 해수면(海水面)가까이에 위치(位置)하여 지하수의 과잉 양수(揚水)는 결국 해안(海岸)으로부터 최고(最高) 6km 내륙까지 해수침입(海水侵入)을 초래하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위(爲)하여서는 장기(長期) 수리화학적(水理化學的)인 감시체계망 설치가 무엇보다도 필요(必要)하다. Cheju is the biggest island in Korean peninsula, consisted entirely of volcanic rocks and pyroclastic sediments. The topography is characterized by wide basalt plain in the low altitude but at the center of island, basalt volcano rises 1,950m above sea-level. Surface drainage is very poor, therefore water supply has been dependent on ground water and natural springs. There are about 1,650 production wells and most of them yield $1,000{\sim}2,000mm^3/day$. According to increase of ground water use, saline water is intruded in the low altitude of coastal area. Specially in the eastern coastal area, the topography is extensively flat and the level of ground water is very close to sea-level, at which overuse of ground water has brought saline intrusion up to maximum 6km far from the coast. Hydrochemical monitoring on this salt water intrusion is now undertaken on long term base.