The Chemistry and Origin of Amphibolitic Rocks in the Sobaegsan Metamorphic Belt and the Ogbang and Sangdong Tungsten Mine Areas, Korea

소백산변성대(小白山變成帶)와 옥방(玉房) 및 상동중석광상내(上東重石鑛床內)의 각섬석질암(角閃石質岩)의 지화학(地化學) 및 성인(成因)에 관(關)한 연구(硏究)

19 amphibolite samples from the Precambrian Sobaegsan metamorphic belt including the Ogbang mine amphibolites were analyzed for 24 elements each, by wet chemical and emission spectroscopic methods. All the chemical data were evaluated by the methods outlined by Evans and Leake(1960) and Leake(1964) and by Shaw and Kudo(1965). The chemical similarity of all the studied rocks analyzed to basic igneous rocks is consistently indicated particularly by trace element abundance and variation trends. Petrography and oxidation ratios were also considered in attempting to determine the nature of the parent rocks. 3 analyses of W-bearing mafic metamorphic rocks from Sangdong area of the Ogcheon geosynclinal zone are also presented and discussed. Geochemical data for these latter rocks have been possibly derived from mafic tuffs deposited in an area of carbonate deposition.

소백산(小白山) 변성대내(變成帶內)의 옥방(玉房), 선산(善山), 지례(知禮) 및 단성(丹城)일대에 분포하는 각섬석질암(角閃石質岩) 중 옥방지역(玉房地域)의 것은 주변 변성암류(變成岩類)에 상합적(相合的)이며 엽이(葉理)가 잘 발달되어 있고 그외 지역의 것은 심한 화강암화작용(花岡岩化作用)의 영향을 받아 편마암(片磨岩)및 화강암질암내(岡岩質岩內)에 lense 상(狀)의 잔류체(殘留體)로 산출(産出)된다. 본 연구에서는 주로 소백산(小白山) 변성대내(變成帶內)의 각섬석질암(角閃石質岩)옥방중석광상((玉房重石鑛床) 포함)과 그의 경계부에 위치한 옥천지향사대내(沃川地向斜帶內)의 상동광상(上東鑛床)의 염기성변성암(鹽基性變成岩)의 시료를 대상으로 습식(濕式) 및 방출분광분석(方出分光分析)을 수행하여, 24개 주성분(主成分) 및 희유원소(稀有元素)의 정성(定性) 정량적(定量的)인 값을 variation trend와 discriminant function analysis 를 통하여 비교검토함으로써 이들의 성인(成因)을 밝혀보려 하였다. 주성분원소(主成分元素)의 Niggli value를 사용한 각종 도면에서는 화강암화작용(花岡岩化作用)으로 인한 alkali, alumina, 및 silica 등의 증가로 인하여 충분한 data를 얻지못했으나, 연구(硏究) 대상 시료(試料)의 희유원소(稀有元素)들은 alkli, alumina, silica의 증감(增減)에 영향을 받지않아 (도면 12, 13) 성인규명(成因規明)에 만족한 결과를 얻을 수 있었다. 옥방(玉房), 선산(善山), 지례(知禮) 및 단성지역(丹城地域)의 각섬석질암(角閃石質岩)은 각 도표에서 높은 비율의 Cr, Ni, Co, Ti, Sr 및 V의 값을 가지며 염기성(鹽基性) 화성암(火成岩)의 variation trend를 잘 보여주고, 상동지역(上東地域)의 염기성변성암(鹽基性變成岩)은 낮은 Cr, Ni, Co, Ti, Sr 및 V의 값과 낮은 Niggli mg 값을 가져서 화성(火成), 퇴적(堆積)의 두 특징을 동시에 나타내고 있으나 화성기원의 특징을 더욱 강조하여 준다. 한편 Discriminant function test ($X_1$, $X_2$, $X_3$)에서도 옥방(玉房), 선산(善山), 지체(知體), 단성(丹城)지역의 각섬석질암(角閃石質岩)은 한 개의 시료(試料)를 제외하고는 모두 $X_1$, $X_2$, $X_3$ 중 둘이상이 positive값을 가져 화성기원(火成起源)을 지시해주며 상동광상(上東鑛床)의 것은 하나의 시료는 둘이상의 positive 값 ($X_1$=7.08, $X_2$=0.43, $X_3$=-4.42) 을 나타내고 두 개의 시료는 둘 이상의 negative 값($X_1$=7.66, -8.60, $X_2$=-0.78, -2.13, $X_3$=4.62, -1.00) 을 나타낸다. 또한 기원암(起源岩)의 규명에서 본 연구의 대상이 된 모든 염기성(鹽基性) 변성암(變成岩)이 분출암(憤出岩)및 퇴적암(堆積岩)의 특징인 높은 oxidation ratio (2 $Fe_2O_3{\times}100/2$ $Fe_2O_3+FeO$, in mols)를 가지는 것으로 보아 주성분(主成分) 및 희유원소(稀有元素) 연구(硏究)결과와 비교하여 보면 분출암(憤出岩)에서 유래된 것으로 결론 될 수 있으나 소백산변성암(小白山變成帶)의 경우는 oxidation ratio의 증가가 심한 화강암화작용(花岡岩化作用)의 영향 일수도 있으며 야외산출상태와 현미경기재에서도 분출암(憤出岩)의 잔류증거를 찾지못하였다. 결론적으로 소백산변성대내의 옥방(玉房), 선산(善山), 지체(知體), 단성(丹城)일대의 각섬석질암(角閃石質岩)은 염기성(鹽基性) 관입암(慣入岩)으로부터 유래된 것으로 사료되고, 옥천지향사대내(沃川地向斜帶內)의 상동광상(上東鑛床)일대의 염기성변성암(鹽基性變成岩)은 Kamp (1968)와 Orville (1969)가 취급한 연구 결과에서와 같이 탄산염퇴적물(炭酸鹽堆積物)의 퇴적환경에서 침천한 염기성(鹽基性) tuff로부터 유래된 가능성이 많다.