Lead Isotope Study on Lead-Zinc Ore Deposits in the Eastern and Southern Parts of the Gyeongsang Basin

경상분지 동남부 연 · 아연광상에 대한 납 동위원소 연구

Based upon the lead isotopic compositions of the galenas collected from Pb-Zn ore deposits distributed in the eastern and southern parts of the Gyeongsang basin, we investigated what kinds of source materials were involved in the formation of these ore deposits and compared the lead isotopic characteristics of these ore deposits with those of the ore deposits in the Taebaegsan area. The isotopic compositions of the common leads from Pb-Zn ore deposits in the Gyeongsang basin show the variation with the relatively limited range ($^{206}Pb/^{204}Pb=18.156{\sim}18.377$, $^{207}Pb/^{204}Pb=15.482{\sim}15.638$, and $^{208}Pb/^{204}Pb=37.953{\sim}38.605$). They are plotted on or below ore lead growth curve(Cumming & Richards, 1975) and average crustal lead evolution curve (Stacey & Kramer, 1975). In the plumbotectonic model IV(Zartman & Haines, 1988), they are plotted between the evolution curves of mantle and orogene. But the lead isotopic compositions of the common leads in the Taebaegsan area are plotted on and above upper crust curve. Considering the above-mentioned lead isotopic characteristics, the linear trend shown in the isotopic compositions of the common leads in the Gyeongsang basin can be considered as the mixing isochron between high radiogenic crustal materials such as the Ryongnam massif and low radiogenic materials derived from depleted mantle or materials with relatively low U/Pb and Th/U ratios.

경상분지의 동부와 남부에 분포하는 연 아연광상에서 산출되는 방연석의 납 동위원소 비로부터 광상을 형성한 납이 어떤 기원물질로부터 유래하였는가를 연구하고, 이를 태백산 광화대 내 일부광상들의 납 동위원소 비와 비교 연구하였다. 경상분지내 연 아연광상들의 보통납(common lead) 의 동위원소 비는 $^{206}Pb/^{204}Pb=18.156{\sim}18.377$, $^{207}Pb/^{204}Pb=15.482{\sim}15.638$, $^{208}Pb/^{204}Pb=37.953{\sim}38.605$로서 매우 제한된 영역의 변화를 보인다. 또한 납 동위원소 비들은 광상 납 성장곡선(Cumming과 Richards, 1975)과 평균지각 납 진화곡선(Stacey 와 Kramer, 1975) 의 선상 혹은 하부에 점시 되어 맨틀성분의 개입이 많음을 지시하는 반면, 태백산 광화대의 경우는 진화곡선 상부에 점시 되어 지각 물질의 개입이 많음을 나타내었다. Plumbotectonics Model IV (Zartman과 Haines, 1988)에서는 경상분지의 납들은 대부분 맨틀과 조산대 사이의 영역에, 태백산 광화대의 자료들은 대부분 상부지각선의 선 상이나 그 상부에 점시 된다. 위와같은 납 동위원소 조성이 보여주는 특징과 더불어 경상분지 보통납의 동위원소 비들이 나타내는 선형관계는 낮은 U/Pb와 Th/U의 비를 갖는 기원물질 혹은 결핍맨틀(depleted mantle) 물질과 기반암과 같은 지각 물질간의 혼염에 의한 혼합 아이소크론(mixing isochron)으로 추정된다.