Mineralogy and Genesis of Hydrothermal Deposits in the Southeastern Part of Korean Peninsula: (4) Kimhae Napseok Deposit

우리나라 동남부 지역의 열수광상에 대한 광물학적 및 광상학적 연구: (4) 김해납석광상

The Kimhae napseok clay deposit was studied to characterize its mineralogy and genesis. Geology of the deposit is composed of Tertiary volcanic rocks and granodiorite. Tertiary volcanic rocks consist of andesitic tuff with minor interstratified tuffaceous shale, and rhyodacitic tuff. The main ore body of 2.4 to 4 m in thickness developed parallel to the bedding of andesitic tuff bed. Its strike and dip are $N70^{\circ}E-N85^{\circ}E$ and $16^{\circ}NW-32^{\circ}NW$, respectively. Two alteration zones; the propylitic zone of albite-epidote-chlorite-quartz assemblage and advanced argillic zone of pyrophyllite-dickite-alunite-diaspore assemblage are developed. Correlation of $SiO_2$ to $Al_2O_3$ shows no relation in propylitic zone, while a negative linear relation in advanced argillic zone. Chemical variation shows that $SiO_2$, $Al_2O_3$, MgO, CaO, $Na_2O$ and $K_2O$ were leached out during hydrothermal alteration. Pyrophyllite, the most abundant mineral in advanced argillic zone, occurs as low temperature 2M polytype. It is closely associated with dickite, diaspore and alunite. The Hinckley index of dickite is 0.83 showing moderate crystallinity. Na content is increasing in the M site with the increasing content of cations in the R-site. the mole percent of Na replacing K in alunite ranges from 53.2 to 71.6. It is also found that pyrophyllite grows in the dissolution site of diaspore. Plagioclase was albitized. Lowering of pH caused mainly by sulfide and sulfate decomposition resulted in preferential leaching of Si. It is inferred that aluminum released from plagioclase in the volcanic rocks as well as from the tuffaceous shale intercalated in andesitic tuff were the main sources of aluminum required for the formation of clay deposit. pH in hydrothermal fluid decreased from propylitic zone to advanced argillic zone with increasing degree of alteration. Based on experimental data reported in the literature and mineral assemblages, the formation temperature of the deposit ranges 270 to $320^{\circ}C$.

김해납석광상의 기원과 광물의 산상 및 광물의 안정성에 관하여 연구하였다. 이 지역의 지질은 제3기 화산암류와 이를 관입한 화강섬록암으로 구성되는데, 화산암류의 암질은 안산암질응회암, 석영안산암질응회암, 그리고 안산암질응회암과 혼재하는 응회질셰일 등이다. 광체는 2.4-4 m 두께로 안산암질응회암에 배태되는데, 주향과 경사는 각각 $N70^{\circ}E-N85^{\circ}E$, $16^{\circ}NW-32^{\circ}NW$이다. 모암변질대는 propylitic, advanced argillic 변질대로 구분되며, 이들은 각기 고유한 광물조합과 화학조성을 가진다. propylitic 변질대는 albite-epidote-chlorite-quartz가 특징이며, advanced argillic 변질대는 pyrophyllite-deckite-alunite-diaspore가 특징적인 광물조합을 이룬다. propylitic 변질대의 경우 알루미나와 실리카는 뚜렷한 관계를 보여주지 않는다. 그러나 advanced argillic 변질대의 경우 알루미나와 실리카는 역비례 관계를 가진다. pyrophyllite는 advanced argillic 변질대에서 가장 풍부하며 dickite, diaspore, alunite와 밀접히 수반되어 산출하는데, 이는 저온성인 2M다형으로 산출된다. dickite는 Hinckley 지수가 0.83으로 중간 정도의 결정도를 보인다. alunite는 K를 치환하는 Na가 53.2-71.6 몰퍼센트를 보인다. 그리고 R자리의 양이온의 함량이 커질수록 보다 많은 Na가 M자리에 들어간다. diaspore는 용해조직을 보이는데 여기서 pyrophyllite가 흔히 생성된다. 사장석은 Ca가 빠져 나감으로 해서 알바이트화작용을 겪었다. sulfide와 sulfate의 분해작용으로 인하여 열수용액의 pH가 저하되었으며 이로 인하여 Si의 용탈이 우세하게 일어났다. 점토광상의 형성에 필요한 알루미나의 주 공급원으로는 화산암류의 사장석으로부터 공급되는 알루미나와 안산암질응회암에 박층으로 혼재하는 응회질셰일로부터 공급되는 알루미나를 들 수 있다. propylitic 변질대에서 advanced argillic 변질대로 갈수록 pH의 감소가 일어났다. 보고된 실험자료와 광물조합을 통하여 추정한 광상의 생성온도는 $270-320^{\circ}C$ 범위이다.