광상의 분류 및 한국의 광상
1. 화성광상
⑴ 정마그마광상(=마그마분화광상)
① 정의 : 마그마가 냉각됨에 따라 휘발성이 없는 무거운 금속산화물과 유화물은 먼저 가라앉아 광상을 형성함.
② 광상형성 온도 : 600℃
③ 산출 광물 : 자철석, 크롬철석, 티탄철석, 백금, 니켈
④ 정마그마광상의 성인
– 정출분화 : 자철석, 티탄철석, 감람암이 먼저 정출(비중이 크기 때문)하여 침강, 하부 에 층상 또는 Lens상의 광상을 형성.
예) 사문암 中 크롬철석 광상, 화강암, 정장암 中 자철석 광상
– 유동체의 분열 : 어느 온도이상에서는 혼합되지만 그 온도이하에서는 불 혼합, 유동 체로 분열.
– 광화가스에 의한 분화
예) Sudbury(Canada)의 Ni광상
– 확산(Diffusion)
– 여과 분화(Filteration differentiation) : 마그마가 잔정과 결정혼합물로 되어있을 때 지각 변동을 받으면 암석의 틈을 따라 결정만 이 여과되어 잔정과 분리, 그 결과 맥상 또는 층상의 광상을 형성
예) Sweden Kiruna의 자철석 광상
⑤ 정마그마광상의 종류
– 자연금속광상 : 다이아몬드광상, 감람암中 백금광상, 자연동 및 자연금, 철, 니켈광상
– 산화광물광상 : 크롬철석광상, 자철석광상, 강옥 및 금홍석광상
– 황화광물광상 : 황철석광상, 황화동광상
– 인산염광물광상
⑵ 페그마타이트 광상
① 형성 과정
마그마가 식어감에 따라 조암광물들이 정출되면 마그마의 잔액, 즉 정출 되지 못한 규산분과 수분, 휘발성성분(CO2, SO2, B, F)과 희원소(Nb, Ta, Be, V, Li)가 남게 되는데 이런 휘발성이 큰 잔액이 주위의 암석을 뚫고 들어가서 만든 광상, 이들은 유동성이 크므로 석영, 장석, 운모의 큰 결정을 정출시키고 그 속에 희원소 광물을 포함 한 맥을 형성함.
② 광상형성 온도 : 500～600℃
③ 산출광물 : 희원소들.
④ 구조상의 특징
– 결정의 큼.
– 입상이며 반상이 아님.
– 대상구조가 비교적 현저하며 Miarolitic Cabity가 많음.
⑤ 광상의 종류
– 석영, 운모 광상
– Lithium 및 Berylium 광상
– 희유원소광물의 광상
– 보석광물의 광상
– 금속광물의 광상 : 철, 텅스텐, 몰리브덴, 금 등.
⑶ 기성광상
① 형성과정
페그마타이트기를 지난 마그마가 더 냉각되면 유동성이 있는 것은 수증기와 휘발성분 이며 이들이 차지할 공간은 대단히 좁아지므로 주위의 암석을 뚫고 활발하게 침입, 그 곳의 암석과 반응하여 암석의 일부를 녹여버리고, 그곳에 화합물을 침전.
② 광상 형성 온도 : 500～374℃
③ 산출 광물 : Sn, Mo, W, F, 주석석(SnO2), 휘수연석(MoS2), 철망간중석(FeWO4),
회중석(CaWO4), 형석(CaF2)
④ 기성광상에서의 모암의 변질
– 그레이젠화 작용(Greisinization) : 화강암이 기성작용을 받아 석영이나 운모로 변함.
모암이 화강암질 암석일 때 광화가스의 영향을 받 아 형성
예) 울진 – 봉화사이의 쌍전광상
․ Greisen(영운암) : 화강암과 외관은 유사, 장석은 전혀 없고 석영과 백운모만으 로 된 암석.
– 황옥화 작용(Topazization) : 모암이 화강암질 암석일 때 불소(F)가 풍부한 광화가스 의 영향을 받아 암석 중에 다량의 황옥의 소결정이 생기 는 작용.
– 전기석화 작용(Tourmalinization) : 붕소를 포함하고 있는 광화가스의 작용으로 다량 의 섬유상의 전기석이 생기는 작용.
– 부석화, 단브리석화 작용 : 붕소를 함유한 광화가스에 의한 작용.
– 주석화 작용 : 광화가스 중 염소가 농집되었을 때 모암의 일부를 교대하여 주석화된 것.
⑤ 기성광상의 종류 : 석석, 전기석, 동광맥, 합금석영맥, 텅스텐, 몰리브덴 광상,
주석 및 인회석 광상
⑷ 열수광상
① 열수용액 : 최후의 유용성분이 농축된 것으로 H2O 함량이 상대적으로 증가하며 온도, 압력이 많이 떨어져 유동성, 용해도가 많이 떨어진 열수는 그때 그때의 환 경에 따라 안정 할 수 있는 광물질로 변함. 이 열수용액은 각종 금속화합물 (Pb, Fe, Mg)을 용해하고 있어 일반적으로 Alkali성
② 열수용액의 광상 성인
– 열수용액의 상승
: 온도, 압력이 저하(용해도가 작은 광물부터 순차적으로 침전)
– 용매제의 작용 : CO2, H2S 등의 분해 발산으로 광물이 침전
– 화학변화에 의한 침전.
– 교대작용 : 기존 광물, 암석등이 열수액의 작용에 의해 새로운 광물로 치환, 교대되 는 작용
③ 열수광상
수증기와 휘발성 성분이 암석중의 틈을 따라 이동하는 동안 온도가 374℃이하로 떨어 지면, 수증기는 여러 가지 성분을 포함한 열수로 변한다. 이 열수용액이 틈속을 지나가 며 틈을 넓히거나, 온도가 더 낮아지면 그 틈 속에 여러 가지 광물을 침전시킴.
④ 광상생성 온도와 종류 : 광액의 온도에 따른 분류
– Hypothermal deposits(심열수 광상) : 깊은 곳에서 만들어지는 열수 광상
Potassic alteration 발달,
광화유체의 온도가 374～200℃
– Mesothermal deposits(중열수 광상) : 가장 넓고 현저한 변질대 생성
광상탐사에 제일 유용
Phyllic alteration 발달
200～300℃
– Epithermal deposits(천열수 광상) : 지표 가까운 곳에 발달
Prophyllitic + Arigillic alteration 발달
100～200℃
– Telethermal deposits(최천열수 광상) : 변질광물자체가 매우 작고 현저하지 못함.
변질대가 광물탐사에 유용하지 못함.
은미정질의 Silica, Calcite 등이 나타남.
100℃이하
⑤ 산출광물 : Au, Cu, Pb, Zn, Sb, Ag등
⑥ 열수광상에서의 모암의 변질
– 녹니석화 작용(Chloritization) : 모암이 화성암 또는 퇴적암일 때 열수액이 침투하여 암석에 다량의 녹니석의 소결정이 생겨서 암석전체가 녹색으로 되는 변질작용.
– 프포필라이트화 작용(Propylitization) : 모암이 안산암 또는 석영안산암일 때 생기는 현상으로서 일종의 녹니석화 작용.
– 견운모화 작용(Sericitization) : 알카리성 열수용액의 교대작용으로 광상의 모암이 백 운모의 일종인 견운모의 인편상 집합체로 치환되는 변 화.
– 규화 작용(Silicigication) : 모암이 화성암 또는 퇴적암일 때 열수액중에 SiO2를 다량 포함 할 경우, 이것에 침윤된 모암은 규질의 硬한 모암으로 변화되는 작용.
– 탄산화 작용(Carbonatization)
– 엽납석화 작용(Pyrophyllitization)
– 비석화 작용(Zeolitization)
– 황산염화 작용(Sulfatization)
– 빙정석화 작용(Cryolitization)
– 녹렴석화 작용(Epidotization)
– 조장석화 작용(Albitization)
⑸ 접촉교대광상
– Barrell의 분류
접촉변성작용 : 열로만 반응하여 Mineral deposit를 형성하지 못한다.
접촉교대작용 : 열로 모암을 변질시켜 유용성분을 치환, 광상을 형성한다.
① 접촉교대광상의 성인
석회암 주위에 화성암체가 있어 모암과 반응하여 Skarn mineral의 접촉광상을 형성.
② 형성 온도 : 300～800℃
③ 접촉교대광상의 종류 : 동광상, 아연광상, 연광상, 금광상, 회중석광상
④ Skarn mineral
– 규회석(Wollastonite) : 석회암중 소량의 SiO2를 함유할 때 생성된다.
CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2
– 투휘석(Diopside) : 석회암이 백운석질일 때 생성된다.
CaMg(CO3)2 + SiO2 → CaMg(SiO3)2 + CO2
– 석류석(Garnet) : 석회암중에 소량의 점토가 있을 때 생성된다.
3CaCO3 + Al2O3 + 3SiO2 → 3CaO・Al2O・3SiO2 + 3CO2
– 베스브석(Vesurianite) : 석회암에 수분이 들어있을 때 생성된다.
– 석석 및 형석 : 광화가스 SnF2가 석회암과 작용하여 형성된다.
SnF2 + CaCO3 + O → CaF2 + CO2 + SnO2
(형석) (석석)
– 회중석(Scheelite) : 광화가스 WF6와 석회암이 작용하여 형성된다.
WF6 + 4CaCO3 → CaWO4 + CaF2 + 4CO2
(회중석) (형석)
⑤ 광상생성의 물리, 화학적 조건
– 온도 : 약 700～800℃
– 압력 : 1000～3000m깊이에서 생성됨(250～750기압)
⑥ 접촉교대광상의 기타 특징
: Rock mineral의 재결정 및 재결합작용 : Limestone, Dolomite ⇒ Marble
불순탄화물 ⇒ Graphite
Sandstone ⇒ Quartzite
Shale ⇒ Hornfels