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논문

무안-목포지역에 분포하는 석회암의 열수변질에 관한 연구

Hydrothermal Alteration of Limestone in the Muan-Mokpo Area, Korea

윤정한
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2006.08|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제43권 제4호|pp. 320-330

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AlterationLimestoneIndicator변질석회암열수용액산소.탄소동위원소원소함량지시원소Hydrothermal fluid18O and 13CElemental composition
주제분류자원공학

초록

전남 무안읍에 분포하는 석회암은 운모편암내에 렌즈상이나 엷은 층상으로 분포하며 회색 또는 백색을 띤다. 석회암체는 대체로 북동-남서방향으로 신장되어 있으며 화산암과 화강암질암의 관입에 의해 접촉부에서는 변질되어있다. 산소동위원소 조성에 의해서 group-A(>15‰), group-B(10-15‰), group-C(5-10‰)으로 분류 할 수 있고 산소 및 탄소동위원소비는 석회암체의 중앙부로 갈수록 부화되는 경향을 보이나 화성암과의 접촉부에서는 감소되는 경향을 보여주는 것으로 보아 산소동위원소 조성에 의해서 이 지역 석회암의 변질정도를 구분할 수 있음을 지시해 주고 있다. Al, Fe와 Mn함량은 18O가 감소함에 따라 증가하는 경향을 보여주며, 이들 원소함량은 변질을 받지 않은 group-A 석회암보다는 변질을 가장 많이 받은 group-C 석회암에 부화되어 있다. 이들과는 달리 S, Sr 및 Zn 원소함량은 18O값과는 관련성을 보이지 않는다. 따라서 Al, Fe과 Mn의 부화는 Al, Fe 및 Mn등을 포함하는 녹니석 또는 녹염석과 같은 열수성광물이 생성되면서 열수용액과 석회암사이에 산소 및 탄소동위원소 교환의 결과로 보이지만 S, Sr 및 Zn등은 열수용액과 충분한 교환이 없었던 것으로 사료된다. 석회암중의 Al, Fe, Mn의 함량, Mg/(Mg+Fe+Mn) 및 Al/Mg 등의 원소함량비, 원소함량과 산소동위원소비의 관계는 무안석회암의 변질과 비변질을 구분하는 지시자로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract

Limestones of Muan-eup in the province of Jeollanamdo, located in the southwestern part of Korea, occur as lenticular or thin bedded, partially silicified, and white or grey in color and crystalline. Lenticular limestones which are elongated to NE-SW trend were deposited in the mica schists. 18O and 13C are enriched toward the center of the limestone formation but depleted at the contact part of limestone and igneous rocks due to hydrothermal activity in Cretaceous period. The limestones in the study area were divided into three groups based on the δ18O values ; A(>15‰), B(15-10‰) and C(<10-5‰). Group-A is the least altered and group-C is the most altered limestone. The concentrations of Al, Fe and Mn tend to increase with decreasing δ18O values, while those of S, Sr and Zn are independent of δ18O values. This indicates that the enrichment of Al, Fe and Mn in the altered group-C limestone may be a consequence of the formation of hydrothermal minerals containing Al, Fe and Mn, while S, Sr and Zn did not exchange significantly with the hydrothermal fluid. The elemental compositions and relationships between elemental composition and δ18O of limestone may serve as potential tools for distinguishing altered from unaltered limestone in the Muan area. Al, Fe, Mn, Mg/(Mg+Fe+Mn) and Al/Mg can be also used as useful indicators for determining altered limestone in the Muan area.

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