Origin of Manganese Carbonates in the Janggun Mine, South Korea

• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: Kyu Han Kim(金奎漢)
• 간행물 정보: 『자원환경지질』19권 2호, 109~123쪽, 전체 15쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1986.04.30

국문 초록

將軍 鉛 亞鉛 망간 鑛床은 캠브로-오도뷔스紀의 將軍石灰岩과 春陽花岡岩과의 접촉부에 發達하는 接觸交代鑛床이다. 鑛體는 脈狀 및 광통형광체로 상부에는 酸化망간 및 炭酸망간석을 주로 하는 망간광물이 우세하고 하부에는 閃亞鉛石-方鉛石-黃鐵石-유비철석(탄산망간석)등의 黃化鑛物이 우세하게 발달하고 있다. 그중 망간광상의 성인에 대하여 熱水交代와 同時堆積起源으로 그 해석을 달리하고 있으며 炭酸망간석(rhodochrosite)이 동시 퇴적기원이란 근거에서 장미암(rhodochrostone)으로 명명된 堆積岩이 제안되었다(김, 1975). 본 연구에서는 탄산망간석의 기원을 규명하고 이들 鑛物의 침전환경을 추정하기 위하여 모암인 탄산염암류와 탄산망간석, 산화망간, 방해석 등의 炭素安定同位元素(δ¹³C)와 酸素동위원소(δ¹⁸O)를 분석하고 이에 수반되는 黃化廣物의 黃同位元素(δ³⁴S)를 분석검토하였다. 모암인 석회암 및 돌로마이트질석회암은 δ¹³C=-2.6~+0.1‰ (평균 -1.5‰), δ¹⁸O=+10.9~+21.9‰ (평균 +17.5‰)이고 탄산망간석은 δ¹³C=-4.2~-6.3‰(평균 -5.3‰), δ¹⁸O=+7.6~+12.9‰(평균 +10.7‰)로 이들 사이에는 현저한 동위원소값의 차이를 나타내고 있다. 이는 鑛化溶液의 炭素 및 酸素가 母岩인 炭山鹽岩의 것과는 同一起源이 아님을 가르킨다. 黃同位元素(δ³⁴S)의 값도 +2.0~+5‰로 좁은 범위를 나타내며 火成起源의 黃으로 해석된다. 黃同位元素地質溫度計에 의해 추정된 鑛床生成溫度는 288~343℃이다. 炭酸망간석을 침전시킨 鑛化溶液의 δ¹⁸OH₂O=+6.6~+10.6‰, δ¹³CCO₂=-4.0~-5.1‰로 深部起源(火成起源)으로 해석된다. 따라서 炭酸망간석은 마그마성 열수기원에서 침전된것이다. 그러나 망간산화물은 모두 地下水面 상부에서 탄산망간석의 酸化에 의해 二次的으로 형성된 表成酸化망간이며 산화망간광물의 산소는 순환수의 산소보다 石灰岩의 산소와 同位元素交換이 우세하게 일어난 것으로 해석된다.

영문 초록

Mn-Pb-Zn-Ag deposits of the Janggun mine are hosted in the Cambro-Ordovician Janggun limestone mostly along the contacts of the Jurassic Chunyang granite. The deposits are represented by several ore pipes and steeply dipping lenticular bodies consisting of lower Pb-Zn-Ag sulfide ores and upper manganese carbonate and oxide ores. The former consists mainly of arsenic, antimony, silver, manganese, and tin-bearing sulfides, whereas the latter are characterized by hypogene rhodochrosite, and superficial manganese oxides including todorokite, nsutite, pyrolusite, cryptomelane, birnesite and janggunite. Origin of the upper manganese ore deposits has been a controversial subject among geologists for this mine: hydrothermal metasomatic vs. syngenetic sedimentary origin. Syngenetic advocators have proposed a new sedimentary rock, rhodochrostone, which is composed mainly of rhodochrosite in mineralogy. In the present study, carbon, oxygen and sulfur isotopic compositions were analayzed obtaining results as follows: Rhodochrosite minerals, (Mn, Ca, Mg, Fe) CO₃, from hydrothermal veins, massive sulfide ores and replacement ores in dolomitic limestone range in isotopic value from -4.2 to -6.3‰ in δ¹³C(PDB) and +7.6 to +12.9‰ in δ¹⁸O(SMOW) with a mean value of -5.3‰ in δ¹³C and +10.7‰ in δ¹⁸O. The rhodochrosite bearing limestone and dolomitic limestone show average isotopic values of -1.5‰ in δ¹³C and +17.5‰ in δ¹⁸O, which differ from those of the rhodochrosite mentioned above. This implies that the carbon and oxygen in ore fluids and host limestone were not derived from an identical source. δ³⁴S values of sulfide minerals exhibit a narrow range, +2.0 to +5.0‰ and isotopic temperature appeared to be about 288~343℃. Calculated initial isotopic values of rhodochrosite minerals, δ¹⁸OH₂O=+6.6 to +10.6‰ and δ¹³CCO₂=-4.0 to -5.1 ‰, strongly suggest that carbonate waters should be deep seated in origin. Isotopic data of manganese oxide ores derived from hypogene rhodochrosites suggest that the oxygen of the limestone host rock rather than those of meteoric waters contribute to form manganese oxide ores above the water table.

목차

Abstract

INTRODUCTION

GEOLOGIC SETTING

ORE DEPOSITS

STABLE ISOTOPE STUDY

DISCUSSION

CONCLUSIONS

REFERENCES

要約