Structural and Compositional Characteristics of Skarn Zinc-Lead Deposits in the Yeonhwa-Ulchin Mining District, Southeastern Taebaegsan Region, Korea Part I: The Yeonhwa I Mine

The zinc-lead deposits at the Yeonhwa I mine were investigated in terms of ore-forming geologic setting, structural style of ore control, geometry of individual orebodies, zoning, paragenesis and chemical composition of skarn minerals, as well as metal grades and ratios of selected orebodies. The Yeonhwa I mine is characterized by a large swarm of chimney type massive orebodies with thin skarn envelopes, boldly developed through a thick sequence of Pungchon Limestone, the overlying Hwajeol Formation, and the underlying Myobong Slate of Cambrian age. Nearly 20 orebodies of similar shape, but of varying size are arranged in a V-shaped pattern with northwest and northeast trends, clearly indicating an outstanding ore control by a conjugate system of fractures with these trends. Important orebodies are the Wolam 1, 2, 3, and 5 orebodies in the west, and the Namsan 1, 2, 3. and 5 orebodies in the east, among others. The Wolam 1 orebody, which was observed from the -360 level through the -240, -120, and 0 levels to the surface outcrops (totaling a vertical height of about 500m), shows a vertical variation in skarn mineralogy, ranging from pyroxene-garnet zone on the lower levels. through pyroxene (without garnet) zone on the intermediate levels, and finally to rhodochrosite vein on the upper levels and surface. Microprobe analyses of pyroxene and garnet on a total of 14 mineral grains revealed that pyroxenes are manganoan salitic in most samples, with downward increase of Fe and Mn, whereas garnets are highly andraditic, containing fractions of subordinate grossular with downward decrease of Fe. This indicates a reverse relationship of Fe-contents between pyroxene and garnet with depth. Ore minerals are major sphalerite, subordinate galena, and minor chalcopyrite. Sulfide gangue minerals include major pyrrhotite, and minor pyrite and marcasite of later age. Two types of variational trends in metal grades and ratios with depth are present on the plots of assay data from the Wolam orebodies: one is a steady upward increase in Pb, Zn, and Pb:Zn ratios, with a terminal decline at the top of orebody: the other is an irregular or sinusoidal change. The former is characteristic of chimney-type orebodies, whereas the latter is of vein· shaped orebodies. The Pb grades show large variations among orebodies and from level to level, whereas the Zn grades are relatively constand or less variable.

본연구(本硏究)는 연화(蓮花)(제일(第一))광산(鑛山)의 연(鉛) 아연광상(亞鉛鑛床)에 대(對)하여 주(主)로 광상주변(鑛床周邊)의 지질구성(地質構成), 광화규제(鑛化規制)의 구조양식(構造樣式), 광상개체(鑛床個體)(광체(鑛體))의 형태(形態)와 규모(規模), 스카른광물(鑛物)의 대상분포(帶狀分布)와 공생(共生) 및 화학성분(化學成分) 그리고 광체내(鑛體內)에서의 금속품위(金屬品位)의 변화상(變化相)을 다루었다. 연화(蓮花)(제일(第一))광산(鑛山)은 일군(一群)의 광통형(鑛筒型) 괴상광체(塊狀鑛體)로 특징(特徵)지어졌으며 이들은 광체주변(鑛體周邊)에 스카른을 수반(隨伴)하면셔 두터운 풍촌석회암( 豊村石灰岩)과 그 상하(上下)에 놓이는 화절층(花折層) 및 묘봉층(描蜂層)을 관통(貫通)하여 부존(賦存)된다. 근(近)20개(個)의 서로 유이(類似)한 형태(形態)의 그러나 규모(規模)를 달리하는 광체(鑛體)들이 서북방향(西北方向)과 동북방향(東北方向)으로 V자형(字形)을 이루어 배열(配列)함으로서 그들이 공액펀 열하계(裂?系)의 규제(規制)를 받아 정착(定着)되었음을 보여주고 있다. 중요광체(重要鑛體)는 서부(西部)의 월암(月岩) 1, 2, 3 및 5 광체(鑛體)와 동부(東部)의 남산(南山) 1, 2, 3 및 5 광체(鑛體)이다. 월암(月岩) 1 광체(鑛體)의 -360 갱(坑)에서 -240 갱(坑) -120 갱(坑) 및 0 갱(坑)을 지나 지표노두(地表露頭)에 이르기까지의 약(約) 500m 사이에는 하부(下部)로부터 상부(上部)로 향(向)하여 스카른 광물조합(鑛物組合)과 금속품위(金屬品位)의 변화(變化)가 나타난다. 즉(卽) 스카른의 분대(分帶)는 하부(下部)의 휘석(輝石)-자류석대(?榴石帶), 중부(中部)의 휘석대(輝石帶) 및 상부(上部)의 능(菱)망간석맥(石脈)으로 특징(特徵)지어지는바 휘석(輝石)은 함(含)망간세일라이트로서 그의 Fe와 Mn 함량(含量)은 광체상부(鑛體上部)로부터 하부(下部)로 향(向)하여 증가(增加)되는데 대(對)해 자류석(?榴石)은 함석회철(含石灰鐵)번질(質)로서 그의 Fe 함량(含量)은 광체상부(鑛體上部)에서 하부(下部)로 향(向)하여여 오히려 감소(減少)됨으로서 휘석(輝石)과 자류석내(?榴石內)의 Fe 함량(含量)이 서로 역비례(逆比例)함을 가르킨다. 그러나 이들 변화(變化)의 폭(幅)은 크지 않다. 광석광물(鑛石鑛物)은 섬아연석(閃亞鉛石)을 주(主)로 하고 부적(副的)인 방연석(方鉛石)과 소량(少量)의 황동석(黃銅石)을 포함(包含)하며 유화맥석(硫化脈石)은 자류철석(磁硫鐵石)을 주(主)로 하고 후기(後期)의 황철석(黃鐵石) 및 자철석(白鐵石)을 소량수반(少量隨伴)한다. 광체내(鑛體內)에서의 금속품위(金屬品位)와 금속비(金屬比)의 변화상(變化相)에 두 가지의 유형(類型)이 나타나는데 하나는 Pb, Zn 및 Pb: Zu 비(比)가 광체상부(鑛體上部)로감에 따라 꾸준히 증가(增加)하다가 최상부(最上部)에서 감소(減少)되는 경우이고, 다른 하나는 불규칙(不規則)하게 굴곡변화(屈曲變化)하는 경우로서 전자(前者)는 광통형광체(鑛筒型鑛體)에서 그리고 후자(後者)는 맥상광체(脈狀鑛體)에서 나타나는 특징(特徵)이다. 광체내(鑛體內)에서의 Pb의 품위(品位)는 변동(變動)이 심(甚)한데 반(反)해 Zn의 품위(品位)는 비교적일정(比較的一定)하거나 변동(變動)이 완만(緩慢)하다.