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경기육괴 철원지역 페그마타이트 내 망간-철 인산염광물의 광물-지화학적 특징 및 진화과정
김규보,최선규,서지은,김창성,김지원,구민호,Kim, Gyoo Bo,Choi, Seon Gyu,Seo, Jieun,Kim, Chang Seong,Kim, Jiwon,Koo, Minho 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.3
철원 갈말-김화 지역의 쥐라기 복운모 화강암체 내 페그마타이트에서는 다양한 망간-철 인산염광물의 집합체가 산출되고 있으며, 후기 마그마 단계로부터 열수단계 및 지표 풍화 단계에서 다양한 광물상의 변화가 유도되었다. 철원 복운모 화강암은 낮은 대자율 값을 갖는 전형적인 S-형 화강암으로 중알루미나질~고알루미나질, 후-충돌대 환경을 나타내고 있다. 페그마타이트는 K-Ar 연대가 약 153 Ma로서 복운모 화강암의 K-Ar 연대($151{\pm}4Ma$)와 전반적으로 일치하고 있어 동일 기원의 마그마로 추정된다. 한편 갈말-김화 페그마타이트는 광물조성에 의한 분류기준에 의하면 백운모-희유원소 종, 리튬 세부종, 녹주석 유형에 속하는 녹주석-콜롬바이트-인산염광물으로 구분되며, LCT(Li-Cs-Ta) 계열에 해당한다. 망간 인산염광물 중 트리플라이트는 주로 후기 마그마 단계에 정출되었으며, 열수 단계에서는 망간 인산염광물의 변질광물인 루코포스파이트와 잔사이트로 정출되었다. 풍화 단계에서 트리플라이트는 포스퍼시더라이트와 망간 산화물로 교대되어 산출된다. Mn-Fe phosphate mineral complexes included within the pegmatite are observed at Jurassic Cheolwon two-mica granite in Gyeonggi Massif, South Korea. The genetic evolution between the Cheolwon two-mica granite and pegmatite, and various trend of Mn-Fe phosphate minerals is made by later magmatic, hydrothermal, and weathering process based on mineralogical, geochemical analysis. The Cheolwon two-mica granite is identified as S-type granite, considering its chemical composition (metaluminous ~ peraluminous), post-collisional environment, low magnetic susceptibility, and existence of biotite and muscovite. The K-Ar age (ca. 153 Ma) of pegmatite is well coincident with age of the Cheolwon two-mica granite ($151{\pm}4Ma$). It indicates that these two rocks are originated from the same magma. Pegmatite indicates the LCT geochemical signature, and was classified as muscovite-rare element class / Li subclass / beryl type / beryl-columbite-phosphate subtype pegmatite. The triplite $\{(Fe^{2+}{_{0.4}},Mn_{1.6})(PO_4)(F_{0.9})\}$ is dominant phosphates in later magmatic stage which partly altered to leucophosphite $\{KFe^{3+}{_2}(PO_4)_2OH{\cdot}2H_2O\}$ and jahnsite $\{(Fe^{3+}{_{0.7}},Mn_{2.3})(PO_4)_2OH{\cdot}4H_2O\}$ by hydrothermal alteration. In particular, near fractures, the triplite has been separatelty replaced by the phosphosiderite ($Fe^{3+}PO_4{\cdot}2H_2O$) and Mn-oxide minerals during weathering stage.
풍촌층 상부 층준의 고품위 석회석 동정을 위한 SWIR 적용
김용휘,김규보,최선규,김창성,Kim, Yong-Hwi,Kim, Gyoo Bo,Choi, Seon-Gyu,Kim, Chang Seong 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.5
정선 지역 고품위 석회석 광산인 강원, 충무 및 백운 광산을 대상으로 풍촌층 상부 층준의 대표적 탄산염암을 구분하고 각 유형의 전암 분석 및 VNIR-SWIR(visible near infrared-short wavelength infrared) 분광분석을 실시하여, 현장에서 고품위 석회석의 CaO 함량, 이질 불순물 및 백색도를 평가할 수 있는 분석법을 제시하였다. 동일 시료에서 분말 시료의 분광 반사도는 절단 시편에 비하여 매우 높은 분광 반사도를 보였고, 탄산염암의 분말 시료는 백색도와 분광 반사도가 0.99의 매우 높은 상관관계를 보이고 있다. 전암 분석에서 확인된 충무광산의 방해석과 백운석 분말 시료를 75:25, 50:50, 25:75 질량비로 혼합하여 각각 스펙트럼의 변화를 확인하고, 탄산염암의 CaO 함량과 흡수파장을 비교한 결과 0.98~0.99로 매우 높은 상관도를 보이고 있다. 탄산염암의 흡수파장과 화학조성은 2340 nm(55.86 wt.%)에서 2320 nm(29.71 wt.%)로 이는 $CO{_3}^{-2}$ 성분과 결합하고 있는 Ca 함량과 이를 치환하는 Mg 성분 함량의 차이에 따라 흡수 위치가 변화되는 것을 의미하며, 현장에서 분광분석을 통한 탄산염광물의 CaO 함량을 정량적으로 적용할 수 있다. The mineralogical and geochemical characteristics of diverse carbonate rocks can be investigated by using VNIRSWIR(visible near infrared-short wavelength infrared) spectroscopic analysis as a rapid, nondestructive, and inexpensive tool. Comparing whole rock analysis to VNIR-SWIR spectroscopic analysis, the analytical method was investigated to estimate CaO contents, mud impurity, and whiteness of carbonate rocks involved in high-grade limestones in the field. We classify typical carbonate rocks in the upper Pungchon Formation in high-grade limestone mine area such as the Gangweon, Chungmu and Baegun mine in the Jeongseon area. The results show that powdered specimen has much higher reflectance than cutted specimen between the same sample. Whiteness is highly correlated with reflectance(0.99) for powdered specimen. The absorption of mineral mixtures shifts in position as a result of the mass ratio of calcite and dolomite in the Chungmu mine by changing to 75:25, 50:50, and 25:75. The absorption peak position in carbonate mixtures is highly correlated with CaO contents(0.98~0.99). Based on color system, the carbonate rocks are grouped into (milky) white, light grey, light brown, grey, and dark grey. The absorption peak position shifts from 2340 nm to 2320 nm as CaO contents decrease from 55.86 wt.% to 29.71 wt.%. We confirmed that absorption peak position shifts depending on the amount of Ca, which is bonded to $CO{_3}^{-2}$, Mg, and Fe contents replacing Ca. This result suggests that CaO contents in carbonate rocks can be considered to quantitative analysis in the field by spectroscopic analysis.