Skarn alteration and Fe-Zn-Pb mineralization at the Wondong deposit in the Taebaeksan Basin, South Korea

임헌경,김의준,신동복 한국지질과학협의회 2024 Geosciences Journal Vol.28 No.3

Skarn and Fe-Zn-Pb mineralization at the Wondong deposit located in the Taebaeksan Basin of the central-eastern region of Korean Peninsula occurs along the contact between the Upper Cretaceous quartz-feldspar porphyry (QFP) and carbonate rocks of the Ordovician Makgol Formation. The QFP is relatively fresh and has a sharp contact with the garnet skarn. Skarn is dominant in the carbonate rocks but is rare in the QFP. It consists almost of grandite throughout the skarn but has mineralogical zonation of proximal garnet, intermediate pyroxene, and distal wollastonite with increasing distance from the contact between the QFP and garnet skarn. Garnet becomes Fe-rich, and pyroxene tends to be enriched in Fe and Mn toward the marble front. Massive Fe mineralization, replacing garnet skarn, is restricted proximal to the QFP. In contrast, although the Zn-Pb mineralization is found in all areas it mostly occurs in the carbonate rocks beyond the skarn. Zinc-Pb mineralization occurred as stockwork and vein in the QFP and the garnet skarn consists of sphalerite, galena, Al-rich garnet, and calcite with a minor quantity of arsenopyrite. In contrast, the carbonate replacement of the Zn-Pb mineralization beyond skarn consists of sphalerite, pyrrhotite, galena, diopsidic pyroxene, and calcite with minor minerals such as arsenopyrite, löellingite, and chalcopyrite. Sphalerite, principal ore mineral, becomes darker and Fe- (up to 34.4 mol% FeS) and Mn-rich (up to 1.5 mol% MnS) with increasing distance from the QFP. Arsenopyrite is closely associated with sphalerite tends to be decreased in As away from the QFP. All sulfide minerals from Zn-Pb mineralization in the Wondong deposit have δ34S values ranging from 2.9 to 5.9‰, which are attributed to the magmatic source. In addition, the narrow range and subtle variation of the δ34S values for all sulfides throughout the Wondong deposits are not interpreted to be involved in the mixing of multiple sulfur sources. Geological, petrographic, mineralogical, and isotopic geochemical investigations show that the early skarn was formed in an environment of high fluid: rock ratios at the contact between the QFP and Makgol Formation and it was dominated by grandite, indicating the oxidizing nature of the skarnforming fluids. The ore deposition began after the formation of the main garnet dominated skarn. The ore-forming fluids responsible for Zn-Pb mineralization are characterized by a less oxidizing nature, as defined by comparatively Al-enriched garnet in vein type mineralization in and around the QFP. Farther, the fluids producing the carbonate replacement of the Zn-Pb mineralization are unlikely to be engaged in external effects such as mixing with multiple sulfur sources even though it travels over long distance.

우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화

임헌경,신동복,정준영,이문택 대한자원환경지질학회 2018 자원환경지질 Vol.51 No.6

제천시 청풍면에 위치한 우석광상은 옥천변성대 동북부 황강리광화대에 속한다. 지질은 조선누층군의 석회암이 넓게 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 우세하다. 석류석의 조성은 Ad65.9-97.8Gr0.3-32.0Pyr0.9-3.0으로 Fe가 부화된 안드라다이트 계열을 보이며, 휘석은 Hd4.5- 49.7Di42.3-93.9Jo0.5-7.9로서 투휘석 계열이 우세하여 스카른화 작용이 전체적으로 산화환경에서 진행되었음을 지시한다. 맥상광체에 수반된 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데 이는 심부의 W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다. 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.1-6.8 ‰로 마그마에서 기원된 황이 모암이 영향을 받은 것으로 여겨진다. 우석광상의 W-Mo 스카른 및 Pb-Zn 열수맥상 광화작용은 시공간적으로 심부에서 천부로 가면서 온도 및 산소분압의 감소와 함께 황분압이 증가하면서 진행된 것으로 보인다.

Evolution process of W-Pb-Zn mineralizing fluid: implication from the carbonate-hosted Subok deposit in the Hwanggangri mineralized district, South Korea

임헌경,신동복,유병용,임진아 한국지질과학협의회 2023 Geosciences Journal Vol.27 No.2

The evolutionary process and spatiotemporal variation of W and Pb-Zn mineralizing fluids was investigated for the Subok deposit, a representative W-Pb-Zn deposit in the Hwanggangri mineralized district (HMD) in South Korea. The deposit was emplaced in Paleozoic carbonate rocks, which were intruded by Cretaceous Muamsa granite. The paragenetic sequence is characterized by early pyrrhotite-scheelite-arsenopyrite and late arsenopyrite-sphalerite-galena assemblages. In terms of spatial distribution, pyrrhotite and scheelite were dominant in the lower part, whereas arsenopyrite mainly occurred in the upper part. The upward increasing δ34SH2S values of ore-bearing fluids range from 1.0 to 5.9‰, corresponding to a magmatic origin. In this deposit, according to As content of arsenopyrite, fluid inclusion, and sulfur stable isotope, the early W and late Pb-Zn mineralization was controlled by decreasing temperature (425–590 to 380–450℃), pressure (0.54–5.13 to 0.38–3.99 kbar), and sulfur fugacity of the uprising ore-bearing fluids. In the HMD, wolframite and molybdenite mainly occur in the granitic rock, whereas scheelite is precipitated in the carbonate host rock under decreasing oxygen fugacity, salinity, and pH, and the input of Ca from the host rock in the distal area. Late Pb-Zn mineralization was achieved by decreasing temperature and pressure of ore-bearing fluids and mixing with meteoric water in the distal area. The mineral zonation and physicochemical variation of W and Pb-Zn mineralizations can be applicable as indicators for the exploration of ore deposits.

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.

[시] 晩秋<SUB>만추</SUB>의 장미

임헌경(林憲慶) 문예운동사 2016 수필시대 Vol.11 No.5·6

이목광상의 광석광물과 생성환경

임헌경(Heonkyung Im),신동복(Dongbok Shin) 대한지질학회 2015 대한지질학회 학술대회 Vol.2015 No.10

이목화강암과 관련된 스카른 석류석의 미량원소 특성

임헌경(Heonkyung Im),신동복(Dongbok Shin) 대한지질학회 2019 대한지질학회 학술대회 Vol.2019 No.10

중국 다스챠오벨트 팰로우 마그네사이트 광상의 생성환경 및 북한 대흥 광상과의 비교

임헌경(Heonkyung Im),신동복(Dongbok Shin),유봉철(Bong-chul Yoo) 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.6

중국 쟈오랴오지(Jiao-Liao-Ji) 벨트에 속한 다스챠오(Dashiqiao) 광화대에는 세계적 규모의 마그네사이트 광상들이 발달하며, 한반도 북측으로 연장되어 북한 단천지역 주요 마그네사이트 광상도 이에 속한다. 중국 다스챠오 광화대 팰로우(Pailou) 광상의 마그네사이트 광석은 구성광물에 따라 순수한 마그네사이트, 녹니석-마그네사이트, 녹니석-활석-마그네사이트, 그리고 돌로마이트 그룹으로 구분된다. 암석기재 연구결과 마그네사이트는 돌로마이트가 변질작용을 받아 형성되었음을 보여주며, 이를 다시 교대하는 후기 변질광물로 활석, 녹니석, 인회석 등이 산출된다. 마그네사이트내에 관찰되는 유체포유물은 액상포유물로서 균일화온도는 121~250 ℃, 염농도는 1.7~22.4 wt% NaCl equiv.의 범위를 보여준다. 열수변질작용의 온도를 지시하는 녹니석 지온계는 137~293 ℃로서 유체포유물의 균일화온도에 비해 약간 높으며, 이들의 생성압력은 3.2 kb 이하로 나타난다. 연구지역 마그네사이트 광화작용은 초기 형성된 돌로마이트가 Mg가 부화된 유체에 의한 교대작용을 받아 마그네사이트 광체를 형성하고, 이후 광역변성작용과 열수변질작용을 거치며 부화되였으며, Si 및 Al이 부화된 후기 열수에 의해 활석 등의 변질광물이 정출된 것으로 보인다. 이러한 결과는 북한의 대표적인 대흥 마그네사이트 광상의 정출환경과 유사하며 두 광상이 상호 유사한 지질광상학적 생성과정을 거치며 광화작용이 진행된 것으로 여겨진다. World-class magnesite deposits are developed in the Dashiqiao mineralized district of the Jiao-Liao-Ji Belt in China. This belt extends to the northern side of the Korean Peninsula and hosts major magnesite deposits in the Dancheon region of North Korea. Magnesite ores from the Pailou deposits in the Dashiqiao district is classified into pure magnetite, chlorite-magnetite, chlorite-talc-magnetite, and dolomite groups depending on the constituent minerals. According to the result of petrographic study, magnesite was formed by the alteration of dolomite, and, talc, chlorite, and apatite were produced as late-stage alteration minerals that replaced the magnesite. Fluid inclusions observed in magnesite are a liquid-type inclusion, with a homogenization temperature of 121-250 oC and a salinity of 1.7-22.4 wt% NaCl equiv. The chlorite geothermometer, indicating the temperature of hydrothermal alteration, is 137~293 oC, slightly higher than the homogenization temperature of fluid inclusions, and the pressure is calculated to be less than 3.2 kb. For magnesite mineralization in the study area, the initially formed-dolomite was subjected to replacement by Mg-rich fluid to form a magnesite ore body, and then it was enriched through regional metamorphism and hydrothermal alteration. It seems that altered minerals such as talc were crystallized by Si and Al-rich late-stage hydrothermal fluids. These results are similar to the genetic environments of the Daeheung deposit, a representative magnesite deposit in North Korea, and it is believed that the two deposits went through a similar geological and ore genetic process of magnesite mineralization.

Emily Dickinson와 Isaac Watts

임헌경(Lim, Heon Kyung) 새한영어영문학회 1995 새한영어영문학 Vol.32 No.-

Emily Dickinson時에 비친 基督敎 意識

林憲京(Heon-kyung Lim) 새한영어영문학회 1993 새한영어영문학 Vol.28 No.-