• 한국광물학회지
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• 제7권1호
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• pp.25-39
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• 1994

김해지역의 덕봉납석광상은 모암이 안산암질응회암과 안산암으로 구성된 백악기말기의 화산암류가 열수변질작용을 받아서 형성되었으며, 딕카이트와 엽납석이 주구성광물이다. 이 연구에서는 산출하는 광물의 특성과 모암의 열수변질작용을 규명하고, 광물과 열수용액 간의 반응관계를 통하여 광상의 성인을 밝히고자 한다. 암석 내의 화학적 특성을 보면 열수변질작용동안 알칼리원소와 실리카는 유동성을 보이나 알루미나는 비교적 유동성이 작다. 모암으로부터 실리카의 용탈과 알루미나의 부화로 인하여 납석광체가 형성되고, 외곽부로 이동된 실리카의 재침전이 규화대를 생성시켰음을 볼 수 있다. 딕카이트와 엽납석과 밀접히 수반되는 다량의 미정질의 석영은 실리카의 활동도가 증가함에 따라서 형성된 것으로 해석된다. Argillic 변질대에서는 열수용액의 실리카의 용해도가 증가하였고, 규화대에서는 온도와 pH가 저하되면서 그 용해도가 저하되었다. Argillic 변질대로부터 빠져나간 Si는 광상의 가장자리에 침전하여 규화대를 형성시켰다. 딕카이트가 다양한 범위의 결정도를 보여주는 것은 계내의 부분적인 상안정성의 변화를 시사한다. 이 연구에서 계산된 열역학 값에 따르면, $Al_{2}O_{3}-SiO_{2}-H_{2}O$ 계에서 엽납석-딕카이트 (카오리나이트)-다이아스포아-석영이 500 바에서 공존가능한 온도는 약 300 $^{\circ}C$이다. 광물조합과 기존실헙자료를 종합하면 주요 열수변질 시기의 온도는 최소한 270-300 $^{\circ}C$이며 $X_{CO_2}$는 0.025 미만으로 추정된다. 광물의 산상과 화학적 변화양상에 따르면 Al의 활동도는 광상의 상부에, 그리고 Si의 활동도는 하부와 연변부에서 높음을 보여준다. 덕봉광상에서 흔히 관찰되는 비평형 상관계는 열역학적 변수와 용액운반특성의 국부적인 변화로 인하여 화학적으로 비평형인 상들이 여러 단계에 걸쳐 형성되었음을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제9권1호
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• pp.27-43
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• 1976

The flourite in Hwacheon, Hwanggangri and Keumsan district are major fluorite producing areas in Korea. The fluorite deposits of Hwacheon district are wholly fissure filling hydrothermal veins embedded in Precambrian gneiss and schists and Jurassic granites. Also some fluorite deposits are emplaced in felsite whose age is unknown. Emplacement of most fluorite veins of the district are controlled by EW fracture system. Fluorites are generally accompanied to chalcedonic quartz and also kaolinite, montmorillonite, dickite and calcite in parts. Vertical and lateral mineral zonings are not distinct. The fluorite deposits in the Hwanggangri district are wholly embedded in limestone and other calcareous sediments of Paleozoic Yeongweol Group. Most of the fluorite deposits belong to one of two categories which are steeply. dipping veins and gently dipping replacement deposits adjacent to Late Cretaceous(83-90mys) granite bodies. The strikes of fluorite veins of Hwanggangri district mostly occupy the fractures of $N30^{\circ}-40^{\circ}E$ and $N30^{\circ}-40^{\circ}W$ system. Fluorites are accompanied to calcite, milky quartz, chalcedonic quartz, and also montmorillonite, kaolinite in parts. But in some deposits, scheelite, various sulfide minerals and barite are accompanied. Emplacement of fluorite deposits are largely controlled by lithology and structures of this district. In some deposits fluorite veins gradate to scheelite veins and also telescoping of the mineral zones are found in this district. In the Keumsan district, fissure-filled fluorite veins and replacement deposits are mostly emplaced in limestone of Paleozoic Yeongweol Group, late Cretaceous quartz-porphyry, granite and sandstone. Some deposits are emplaced in Precambrian metasediments. Mineralogy and other characteristics of the deposits in this district is similar to those of Hwanggangri district. Fluid inclusion studies reveal the difference of salinities, $CO_2$ contents of ore fluid and temperatures during fluorite mineral deposition in the these districts. In Hwacheon district, ore-fluids were comparatively dilute brine and low $CO_2$ content. Filling temperatures ranges $104^{\circ}C$ to $170^{\circ}C$. In the Chuncheonshinpo mine, most deeply exploited one in this district, salinitles range 0.5-2. 2wt. % NaCl and filling temperatures range from $116^{\circ}C$ to $143^{\circ}C$. In the Hwanggangri district, ore fluids were complex and filling temperature ranges very widly. In the contact metasomatic fluorite deposits, ore fluid were NaCl rich brines with moderate $CO_2$ content and filling temperatures range from $285^{\circ}C$ to above $360^{\circ}C$. Fluids inclusions in tungsten and sulfide minerals bearing fluorite veins show high $CO_2$ content up to 31wt. %. Filling temperature ranges from $101^{\circ}C$ to $310^{\circ}C$. Fluids inclusions In mainly fluorite bearing veins were more dilute brine and low $CO_2$ contents. Filling temperatures range from $95^{\circ}C$ to $312^{\circ}C$. Filling temperature of fluid inclusions of Keumsan district are between $95^{\circ}C$ and $237^{\circ}C$. Data gathered from geologic, mineralogic and fluid inclusion studies reveal that fluorite mineralization in H wacheon district proceeded at low temperature with dilute brine and low $CO_2$ content. In Hwangganri district, fluorite mineralization proceeded by several pulse of chemically distinct ore fluids and formed the mineralogically different type of deposits around cooling granite pluton which emplaced comparatively shallow depth.

• 자원환경지질
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• 제21권1호
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• pp.45-56
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• 1988

Many hydrothermal skarn-type iron ore deposits inchiding Mulgeum, Yangseong, Maeri and Kimhae mines are distributed in the south-eastern Gyeongnam Province, Korea. The deposits are magnetite veins which occurred in propylitized andesitic rock near the contact with late Cretaceous Masanite. Symmetrical zoned skarns are commonly developed around the magnetite veins. The order of the skarn zones from the vein is garnet-quartz skarn, epidote skarn, and epidote-orthoclase skarn. The garnets include isotropic or anisotropic andradite($Ad_{100{\sim}70}$), and the epidotes are composed of pistacite($Ps_{21-31}$). Fe contents of the epidotes generally increase toward the magnetite veins. Epidotes and garnets often show compositional variations from grain to grain, that is, their Fe and Al contents vary inversely. This suggests that the variations depend mainly upon $fo_2$ during the skarnization. Oxygen and carbon isotope analyses of minerals from andesitic rock, micrographic granite, major skarn zones and post-mineralization zones were conducted to provide the information on the formation temperature, the origin and the evolution of the hydrothermal solution forming the iron ore deposits. Becoming more distant from the ore vein, temperatures of skarn zones represent the decreasing tendency, but most ${\delta}O^{18}$ and ${\delta}O^{18}_{H_2O}$ values of skarn minerals represent no variation trend, and also the values are relatively low. Judging from all the isotopic data from the ore deposits, the major source of hydrothemal solution altering the skarn zones and precipitating the ore bodies was magmatic water derived from the more deeply seated micrographic granite. This high temperature hydrothermal solution rising through the fissures of propylitized andesitic rock was mixed with some meteoric water, and the extensive isotopic exchange occurred with the propylitized andesitic rock. During this process, the temperature and ${\delta}O^{18}_{H_2O}$ value of hydrothermal solution were lowered gradually. At the stage of iron ore precipitation, because after all the alteration was already finished, the oxygen isotopic exchange with the wall rock was nearly not taken. The relatively high ${\delta}O^{18}$ and ${\delta}O^{18}_{H_2O}$, and relatively low ${\delta}C^{13}$ values of calcites of post mineralization stage, are the results of leaching of the high ${\delta}O^{18}$ chert xenolith in the andesitic rock and low ${\delta}C^{13}$ andesitic rock.

• 한국광물학회지
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• 제18권3호
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• pp.205-214
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• 2005

울산단층 동쪽 지괴에 발달한 제4기 단층인 개곡1, 개곡2, 신계, 마동, 원원사, 진현단층을 대상으로 X선회절분석(XRD), 전자현미분석(EPMA), 후방산란전자영상분석(BSE), K-Ar연대측정법을 이용하여 단층비지의 광물조성과 미세조직의 특징을 연구하였다. 단층비지내 변질광물들은 단층운동에 수반된 열수변질작용으로 형성되었다. $28.9Ma\~44.3Ma$ 범위의 연대를 나타내는 단층비지는 주로 점토광물, 석영, 장석으로 구성된다. 점토광물은 스멕타이트가 주구성 광물이고 소량으로 녹니석, 일라이트 및 카올리나이트가 산출된다. 접촉부 모암과 단층 비지대에서는 단층작용과 관련된 열수작용에 의해 광물의 변질작용의 흔적이 쉽게 인지되고, 주입비지와 절단된 방해석맥 등과 같이 단층작용이 반복된 증거를 볼 때 단층비지대는 다중변형작용의 산물임을 알 수 있다. 녹색 내지 녹회색 계통인 진현단층의 비지의 경우 적색계통의 다른 단층비지에 비해 $Al_2O_3$의 함량이 높고, MgO와 CaO의 함량은 낮다. 스멕타이트의 화학분석 결과, 단층비지의 색은 기질을 구성하는 점토광물의 종류와 화학적 조성과도 밀접한 관계를 가진다.

• 광물과 암석
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• 제36권2호
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• pp.125-134
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• 2023

내덕리 화강암과 농거리 화강암은 영남육괴 동북부의 태백-상동지역에서 분포하는 고원생대 화강암이다. 이 단보에서는 내덕리 화강암과 농거리 화강암에서 추출된 광물들에 대해 희토류원소의 함량측정 및 이들 광물들로 부터의 Rb-Sr 광물연대를 구함으로써 내덕리-농거리 화강암의 지구화학적 진화사를 재조명할 수 있는 틀을 마련하고자 하였다. 운석으로 규격화한 희토류원소 분포도에서는, 저어콘을 제외한 흑운모, 장석, 석영, 전기석 등 모든 주구성광물은 경희토류가 부화되어 있고, 중희토류가 결핍된 희토류원소 분포도를 보여주고 있다. 저어콘의 경우 Eu의 강한 부(-)의 이상과 더불어 경희토류와 중희토류 모두 부화된 특성을 보여주는데. 이는 열수기원임을 지시하는 증거라 할 수 있다. 그리고 Rb-Sr 광물연대에 있어서 광물분리한 시료만을 이용한 Rb-Sr 광물연대는 1.814±142(2σ) Ma의 연대치를 지시해주었고, 기존의 자료와 함께 통합하여 계산했을 때는 1,707±74(2σ) Ma의 연대치를 지시해주었다. 이 광물연대값은 겉보기에서는 기존의 1.72 Ga Rb-Sr 전암연대보다는 더 오래됐고, 1.87 Ga의 Sm-Nd 전암연대보다는 더 젊다. 이와 같이 광물연대와 전암연대가 다르게 나타나는 것은, 저어콘의 희토류원소 분포도가 지시해주는 바와 같이 Rb-Sr 동위원소계가 화강암의 정치 후 열수변질을 받았음을 지시해준다고 해석된다.

• 광물과 암석
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• 제33권2호
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• pp.115-127
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• 2020

운산 금 광상은 한반도의 3대(대유동 광상, 광양 광상) 금 광상중의 하나이었다. 이 광상 주변지질은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암으로 구성된다. 이 광상은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 중생대의 반상화강암내에 발달된 단층대를 따라 충진한 함 금 석영맥 광상으로 조산형 금 광상에 해당된다. 이 광상의 석영맥은 광물조합에 따라 1)방연석-석영맥형, 2)자류철석-석영맥형, 3)황철석-석영맥형, 4)페크마틱 석영맥형, 5)백운모-석영맥형 및 6)단순석영맥형으로 분류된다. 연구된 석영맥은 황철석-석영맥형이며 견운모화작용, 녹니석화작용 및 규화작용이 관찰된다. 이 석영맥은 백색 석영, 백색 운모, 녹니석, 황철석, 금홍석, 방해석, 모나자이트, 저어콘 및 인회석 등이 산출된다. 금홍석은 엽리상 석영맥내 유색대에서 자형내지 중립질 입단으로 어두운 금홍석과 밝은 금홍석으로 산출된다. 금홍석의 화학조성은 89.69~98.71 wt.% (TiO₂), 0.25~7.04 wt.% (WO₃), 0.30~2.56 wt.% (FeO), 0.00~1.71 wt.% (Nb₂O₅), 0.17~0.35 wt.% (HfO₂), 0.00~0.30 wt.% (V₂O₃), 0.00~0.35 wt.% (Cr₂O₃) 및 0.04~0.25 wt.% (Al₂O₃)으로 밝은 금홍석이 어두운 금홍석보다 WO₃, Nb₂O₅ 및 FeO 원소들의 함량이 높게 산출되며 서로 다른 시기에 형성된 것으로 생각된다. 어두운 금홍석과 밝은 금홍석내 미량원소들은 어두운 금홍석 [(V³⁺, Cr³⁺) + (Nb⁵⁺, Sb⁵⁺) ↔ 2Ti⁴⁺, 4Cr³⁺ (or 2W⁶⁺) ↔ 3Ti⁴⁺ (W⁶⁺ ↔ 2Cr³⁺), V⁴⁺ ↔ Ti⁴⁺], 밝은 금홍석 [2Fe³⁺ + W⁶⁺ ↔ 3Ti⁴⁺, 3Fe²⁺ + W⁶⁺ ↔ Ti⁴⁺ + (V³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) +Nb⁵⁺]로써 치환관계가 있었다. 이들 자료를 근거로, 어두운 금홍석은 광역변성작용 동안 모암광물들의 변질 시 광물내 존재했던 V³⁺, V⁴⁺, Cr³⁺, Nb⁵⁺, Sb⁵⁺, W⁶⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성되었으나 밝은 금홍석은 ductile shear 시 높은 함량의 Fe²⁺ 및 W⁶⁺ 양이온들을 함유한 열수용액의 유입에 따른 어두운 금홍석과 반응에 의해 어두운 금홍석에 존재하였던 V³⁺, V⁴⁺, Al³⁺, Cr³⁺ 및 Nb⁵⁺과 같은 양이온들의 재 농집에 의해 형성된 것으로 생각된다.

• 자원환경지질
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• 제30권6호
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• pp.505-517
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• 1997

광신 연-아연 광산은 단층 열극을 충진한 열극 충진 광상으로서 조선계의 삼태산층과 시대미상의 서창리층에 발달된 석영과 탄산엽맥으로 이루어져 있다. 광화작용은 3회에 걸쳐 진행되었으며, 각 광화시기의 특징은 다음과 같다. 광화 I기=barren한 석영의 침전기, 광화 II기=석영과 능망간석에 수반된 연-아연 광물의 주 침전기, 광화 III기=barren한 방해석의 침전기. 특히, 연-아연 광물은 주로 광화 IIb기에 침전하였다. 유체포유물 연구에 의하면, 광화 IIb기 광화유체의 온도와 염농도는 $182^{\circ}{\sim}276^{\circ}C$와 2.7~5.4 wt. % NaCl 상당 염농도였으며, 연-아연 광물의 침전은 주로 비등작용과 더불어 후기의 천수 혼입작용에 기인하였음을 지시한다. 광화작용은 약 600~700 m의 심도에서 이루어진 것으로 판단된다. 섬아연석과 유비철석의 성분 함량을 이용하여 추정한 광화 IIb기의 황분압($log\;fs_2$)은 -15.5~11.8 atm이다. 황화물의 황동위원소 조성 (${\delta}^{34}S_{CDT}=9.0{\sim}14.5$ ‰)에 근거한 열수유체의 전(全) 황동위원소값 (${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}$)은 약 14 ‰로서 매우 높은데, 이는 심부 화성기원의 황이 퇴적암류내의 황산염과 다소 혼합 된 결과로 사료된다. 산소-수소 동위원소 분석 연구에 의하면, 광화유체는 낮은 수-암비 환경 하에서 주로 주변 모암인 삼태산층 (${\delta}^{18}O=20.1{\sim}24.9$ ‰)과 상당히 반응한 심부 순환 천수로부터 형성되었다. 한편, 광화유체의 산소동위원소값 (${\delta}^{18}O_{H2O}$)은 광화작용의 진행과 더불어 체계적으로 감소 (광화 I기, 14.6~10.1 ‰; 광화 IIa기, 5.8~2.2 ‰; 광화 IIb기, 0.8~-2.0 ‰; 광화 IIc기, -6.1~-6.8 ‰)하였다. 이는 열수계 내로의 천수 혼입이 시간 경과와 더불어 점진적으로 증가하였음을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제46권1호
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• pp.11-19
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• 2013

대화광상은 경기육괴의 편마암류와 화강암류에 발달한 열극을 충진 발달한 함 Mo-W 열수 맥상 광상이다. 대화광상의 몰리브덴-텅스텐 광화작용과 관련된 주요 수반광물인 석영에서 관찰되는 유체포유물은 상온 ($20^{\circ}C$) 에서의 상(phase) 관계와 냉각 및 가열 실험을 통해 측정된 균일화 온도와 상변화를 기초로 하여 3가지 주요 유형 (Type I, 액상이 우세한 $H_2O$-NaCl 유형; Type II, 기상이 우세한 $H_2O$-NaCl 유형; Type III; $CO_2-H_2O$-NaCl 유형) 으로 분류된다. 또한, 함 $CO_2$ Type III 유체포유물은 $CO_2$ 균일화 및 최종 균일화 특성을 바탕으로 4가지 유형 (IIIa, IIIb, IIIc, IIId)으로 세분된다. 대화광상 Type I 유체포유물의 균일화 온도는 약 $374^{\circ}C{\sim}161^{\circ}C$로 넓은 범위를 보여주며, 염농도 역시 약 13.6~0.5 equiv. wt. % NaCl의 넓은 조성 범위를 보인다. Type III 유체포유물 냉각 실험 시 측정된 $CO_2$ 상의 용융 온도는 $-57.4{\sim}-56.6^{\circ}C$이며, $CO_2$ 균일화 온도는 $29.0{\sim}30.8^{\circ}C$이다. 또한 $CO_2$ clathrate 용융 온도는 $7.3{\sim}9.5^{\circ}C$로 염농도는 5.2~1.0 equiv. wt. % NaCl이고, 최종 균일화 온도는 $303^{\circ}C{\sim}251^{\circ}C$로 비교적 좁은 범위로 확인되었다. $CO_2-H_2O$-NaCl계 (Type III) 유체포유물의 경우 온도가 감소함에 따라 염농도 역시 감소하는데, 이는 높은 염농도를 가진 $H_2O$-NaCl계 유체와 낮은 염농도를 가진 $CO_2-H_2O$-NaCl계 유체의 불혼화에 의해 열수의 진화가 이루어졌음을 의미한다. Type I 유체포유물은 온도 감소와 염농도 사이의 뚜렷한 변화가 인지되지 않았다. 따라서, 대화 열수계의 함 몰리브덴-중석 광화작용은 $400^{\circ}C$, 5.2 equiv. wt.% NaCl의 염농도를 가진 광화유체로부터 시작되어, 약 $350^{\circ}C$ 부근에서 유체의 불혼화 용융에 의해 진행되었다. 이후 대화 열수계에 유입된 상대적으로 낮은 온도와 염농도를 갖는 유체 (천수 또는 상대적으로 높은 물/암석 비를 갖는 열수유체) 의 혼입 작용에 의해 후기 천금속 광화작용이 야기되었다.

• 자원환경지질
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• 제28권1호
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• pp.25-31
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• 1995

동남 스카른 광상은 백악기에 고생대 퇴적암류를 관입한 섬록암에 의해 형성되었다. 스카른의 모암은 섬록암과 묘봉 슬레이트인데 스카른 누대구조에서 모암의 종류에 따라 각각 특징적인 광물공생군의 체계적 변화를 관찰할 수 있다. 섬록암, 화강반암, 석영반암으로 구성된 화성암류들은 플룸보텍토닉 모델의 조산대에 비해 높은$^{207}Pb/^{204}Pb$ 비를 보이는데 이러한 현상은 하부지각 (또는 맨틀)에서 유래된 마그마가 상부지각물질에 의해 심히 혼화되어진 것으로 해석되며 이는 영남육괴와 옥천계에 분포하는 화강암류가 보여주는 특징과 유사하다. 현재의 납 동위원소 비와 우라늄, 토륨, 납 농도로부터 구한 광화작용 당시(76 Ma)의 황성암 및 풍촌석회암의 납 동위원소 비는 비교적 일정하지만 광화작용 후기로 갈수록 광석광물들의 납 동위원소 비가 높아진다. 초생 스카른 시기에 형성된 자철석과 방연석의 납 동위원소 비는 화성암류의 것과 거의 유사하지만 후기 열수변질시기에 형성된 휘수연석, 황철석, 그리고 열수변질된 석영반암의 납 동위원소 비는 풍촌석회암의 비에 접근하고 있다. 이는 서로 다른 기원을 가진 납들이 열수 변질시기에 따라 그 혼화의 정도가 달라지게되어 광석광물들의 납 동위원소 비에 차이가 있게 된 것으로 여겨진다. 광석광물의 납 동위원소 비의 변화특징에 의하여 섬록암과 화강반암을 형성한 마그마로부터 분화된 낮은 납 동위원소 비를 갖는 열수용액과 높은 납 동위원소 비를 갖는 주변모암(풍촌석회암)이 혼화의 기원물질로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제26권3호
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• pp.337-347
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• 1993

Mineralogical and geochemical studies on some pyrophyllite deposits in Milyang area, Kyeongnam Province (Milyang and Sungjin mine) were carried out in order to investigate dispersion patterns of chemical elements in altered volcanic wallrocks, and to interpret genetic environments of the pyrophyllite deposits. Cretaceous andesitic and tuffaceous rocks, and pyrophyllite ore specimens were collected from the dumps and drilling cores. Andesitic wallrocks were grouped as unaltered and altered rocks in the order of pyrophyllitization. Vertical dispersion patterns and relative mobilities of chemical elements in volcanic wallrocks were discussed. Geochemical environment in the Milyang area is characterized by the occurrence of boron minerals such as dumortierite coexisting with pyrophyllite ores, and tourmaline in granitic rocks. Unaltered andesitic rocks are mainly composed of plagioclase, pyroxene and hornblende, and were propylitized and saussuritized. Altered andesitic rocks are bleached and consist of quartz, sericite, pyrophyllite, kaolinite, chlorite and disseminated pyrite. Pyrophyllite ores are mainly composed of quartz, pyrophyllite, dumortierite, dissemianted pyrite and some diaspore. Enrichment of $SiO_2$, $Al_2O_3$, LOI (loss on ignition), As and Cr, and depletion of $K_2O$, $Na_2O$, CaO, MgO and total Fe are characteristic during alteration process. The REE patterns show that the pyrophyllite deposits could be originated from the continental margin volcanics. The $(La/Lu)_{cn}$ ratios of the pyrophyllite ores increase from 4.2~23.2 to 2.67~128.8 owing to strong acidic hydrothermal alteration. Vertical dispersion patterns of $Al_2O_3$, $K_2O$, $Na_2O$, CaO, MgO, $Fe_2O_3$ (total Fe), As, Au, Sb, Cr and Sr in the wallrocks show the location of orebodies. Particularly dispersion patterns of $Al_2O_3$ and Cr indicate the extension of orebodies. Anomalous distribution of Au, As and Sb in wallrocks shows potential for gold occurrence below the pyrophyllite deposits. Judging from the relative mobilities of elements in wallrocks, $Al_2O_3$ could be added from hydrothermal solution, and the silicified rone be formed from the excess of $SiO_2$.