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지질조사와 자원연구를 선도하는 한국지질자원연구원 korea institute of geoscience and mineral resouces

논문 상세정보

논문 상세정보
학회/학술지명 2019년 춘계 지질과학기술 공동학술대회 주저자 김남훈
발표매체 학술발표 국가명 한국
논문명 국문 북한 희토류 광석의 슈림프 저어콘과 모나자이트 U-Pb 연대 측정 결과
영문
발표일 2019.04.17
관련과제 북한 광물자원 탐사기술 실증 및 잠재성 평가 바로가기
초록 북한에는 거정암(pegmatite), 나트리움장암(alkali granitoids), 변성 열수, 초변성 열수, 그리고 퇴적 기원 등 다양한 성인의 희토류 광상들이 있으며, 평안북도, 강원도, 황해남도, 함경남도, 그리고 양강도 등 북한 전역에 걸쳐 분포하고 있다. 북한의 철산 광산과 삼천 광산의 시료로부터 저어콘과 모나자이트 분리하여 SHRIMP U-Pb 절대 연령 측정을 수행하였다. 두 광상은 북한의 지체구조 구분에 따르면 각각 랑림 륙배사(낭림 육괴)에 서쪽 가장자리(철산군)와 평남 륙향사(평남 분지) 서부(삼천군) 지역에 위치한다. 철산 광상은 평안북도 철산군과 동림군 일대에 분포하고 있으며, 낭림층군과 련화산암군의 암석들이 분포하고 있다(강만식 외, 2011). 주요 광석 광물로는 모나자이트(monazite), 티탄철석(ilmenite), 저어콘(zircon), 석류석, 인회석(apatite), 전기석, 그리고 금홍석(rutile)이 산출된다. 삼천 광상은 강만식 외(2011)에 의하면 황해남도 삼천군에 위치한 충적표사형 광상인 월봉 혹은 련산 광상일 가능성이 있다. 이 지역의 지질은 낭림층군 편마암류, 단천암군 중세립 흑운모 화강암으로 구성되며, 광체는 충적층의 역질 모래층과 모래질 력층에 배태되어 있다. 주요 광석광물로는 모나자이트 티탄철석, 저어콘, 석류석, 전기석, 루틸, 그리고 금이 산출된다. 광체의 품위는 월봉 광상에서 모나자이트와 티탄철석의 함량이 각각 1,948 g/m3과 1,937 g/m3이며, 련산 광상에서는 모나자이트와 티탄철석의 함량이 각각 1,469 g/m3과 1,937 g/m3이다.
철산 광상의 모나자이트는 입자 내부에 다양한 형태의 저어콘이 포유물로 나타난다. 모나자이트는 BES 이미지 상에서 농담의 차이로 인지되는 일정하지 않은 내부 조직을 보이는 입자가 있다. 포유물로 나타나는 저어콘 입자들은 어두운 CL 발광을 하며, BSE 이미지에서 일부 입자들은 화성기원을 지시하는 진동 누대 조직을 보여준다. 모나자이트는 하나의 분석 지점을 제외하면 1,868±10 Ma (n=39, MSWD=1.18)의 가중 평균 연령(weighted mean age)으로 계산되며, 저어콘은 가장 오래된 연대 집중군의 가중 평균 연령은 1875.5±4.8 Ma (n=10, MSWD=1.14)으로 오차범위 내에서 일치하는 결과이며, 이는 이 암체의 관입시기를 지시하는 것으로 해석된다. 이 결과는 한룡연과 리은경(2012)이 보고한 철산암체의 관입암류들에 대한 LA-ICPMS 저어콘 연대 측정 결과인 1908~1820 Ma와 거의 일치한다. 삼천 광상 시료에서 분리한 저어콘은 후기 트라이아스기(229.9±1.1 Ma, n=37, MSWD=0.99), 고원생대(2362~2302 Ma (n=3), 1974~1856 Ma (n=7)), 그리고 쥐라기(171.9±2.3 Ma, n=8, MSWD=0.99 Ma)에 형성된 입자들이다. 이에 반해 모나자이트의 절대 연령 측정 결과는 한 입자만 제외하고 모두 쥬라기(168.6±0.9 Ma, n=48, MSWD=1.15)로써 쥬라기 저어콘 입자들의 분석 결과와 오차 범위 내에서 일치한다. 이러한 결과는 삼천 광상의 모나자이트 광석은 대부분이 소위 단천암군으로 명명되는 쥐라기 화성암 모암으로부터 유래된 것이며, 저어콘은 후기 트라이아스기의 평강암군, 낭림육괴의 변성퇴적암류 및 단천암군의 모암에서 유래된 것으로 추정된다.

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