Occurrence and compositional variation of Ti-Fe oxide minerals in the Myeonsan Formation, Gagokmyeon, South Korea

유병용; 임진아; 고영진; 박영록; 신동복

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자료유형: 학술저널

저자정보: 유병용 (공주대학교) 임진아 (공주대학교) 고영진 (한국광해광업공단) 박영록 (한국광해광업공단) 신동복 (공주대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제59권 제2호

발행연도: 2023.6

수록면: 309 - 327 (19page)

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조선누층군 최하부에 해당하는 면산층은 Ti-Fe 산화광물인 금홍석이나 티탄철석이 수반되어 발달한 퇴적층이다. 본 연구는 가곡면 풍곡리에 위치한 면산층을 중심으로 하부의 홍제사화강암 접촉부와 상부의 묘봉층을 대상으로 현미경관찰, X선 회절분석, 전자현미분석, 휴대용 X선 형광분석 및 대자율 측정을 통해 Ti-Fe 산화광물의 산상 및 구성비, 광물 및 지화학조성 변화를 해석하였다. 면산층은 주로 암회색 내지 회색을 띠며 사질부분과 이질부분이 교호하는 특징을 보인다. Ti-Fe 산화광물은 주로 석영입자와 더불어 산출되며, 독립된 결정을 이루는 금홍석은 흔히 외곽부에 티탄철석과 적철석이 발달하여 산출된다. 또한 적철석 내 티탄철석이 용리조직을 형성하기도 한다. 면산층을 하부, 중부 및 상부로 구분할 때 금홍석 및 적철석 함량은 하부에서 각각 평균 3.4%과 4.0%이며 상부로 가면서 평균 1.9%과 3.2%로 감소한다. 티탄철석은 하부에서 상대적으로 높고(평균 1.6%) 상부로 가면서 반복적인 변화양상을 보인다. 금홍석의 TiO₂ 함량은 면산층 하부에서 상부로 가면서 감소하며, 티탄철석의 TiO₂ 함량도 금홍석과 마찬가지로 하부(평균 53.09 wt.%)에서 상부(평균 50.41 wt.%)로 가면서 감소하는 경향을 나타낸다. 휴대용 X선 형광분석결과 홍제사화강암 접촉부에서의 Ti 함량은 최대 4.5wt.% 이르고, 면산층 상부는 2.2 wt.%, 그리고 묘봉층에서는 0.8 wt.%로 감소한다. 이러한 면산층 Ti-Fe 산화광물의 조직, 함량 그리고 Ti 조성변화는 하부에서 상부로 가면서 광물군과 티타늄 함량이 순차적으로 변화하는 고철질 화성암체로부터 기인되었음을 시사한다.

The Myeonsan Formation represents the lowest strata of the Joseon Supergroup and comprises sedimentary rocks that contain various Ti-Fe oxide minerals such as rutile and ilmenite. Distributions of the Ti-oxide minerals and their petrography and geochemistry of the Myeonsan Formation are examined using microscope, X-ray diffraction, electron probe microanalysis, portable X-ray fluorescence analysis, and magnetic susceptibility. Our study focused on the Ti-bearing rocks in the Gagok area of the Myeonsan Formation, which are in contact with the Precambrian Hongjesa granite at the bottom and the Myobong Formation at the uppermost part. The Myeonsan Formation has dark gray or gray colors and shows alternating sandy- and muddy-rich layer. Ti-Fe oxide minerals commonly occur with quartz. Rutile mainly exists as an independent grain surrounded by ilmenite and hematite on the rim. Ilmenite commonly occurs with hematite by forming exsolution intergrowth. In the Myeonsan Formation, the contents of rutile and hematite are 3.4% and 4.0% at the lower part and decrease to 1.9% and 3.2%, respectively, toward the upper part. Ilmenite in the lower part has a relatively higher TiO₂ contents (approximately 1.6%) compared to the upper part, which exhibits repetitive variations. Similarly, rutile shows a decreasing trend of TiO₂ content from the lower to the upper part. In-situ analysis using portable X-ray fluorescence indicates that the Ti contents in the rocks reaches a maximum of around 4.5 wt.% near the contact between the Hongjesa granite, but decreases to approximately 2.2 wt.% in the upper part of the Myeonsan Formation and to about 0.8 wt.% in the Myobong Formation. The mineral texture and compositional distribution of the Myeonsan Formation suggest that the Ti-bearing minerals were derived from mafic igneous rocks, which exhibited a successive compositional variation from bottom to top.

#면산층 #금홍석 #티탄철석 #Ti 함량 #근원암 #Myeonsan Formation #rutile #ilmenite #Ti content #source rock

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