옥천변성대의 북동—남서 방향으로 약 100 km 가량에 걸쳐 발달하는 흑색점판암은 우라늄을 비롯한 다양한 금속이 부존되어있다. 본 연구는 비례리광상의 흑색점판암과 탄질점판암을 대상으로 광물학 및 지화학 분석을 통해 이들의 생성환경을 고찰하였다. 연구지역의 우라늄광물은 흑색점판암에서 코피나이트, 브래너라이트, 우라노토라이트와 소량의 우리니나이트가 나타나는 반면, 탄질점판암은 우라니나이트가 주를 이루고 그 밖에도 코피나이트, 에카나이트 및 함은우라늄광물이 관찰된다. 백운모의 경우, BaO 함량은 흑색점판암이 탄질점판암보다 부화된 반면, V2O3 함량은 흑색점판암보다 탄질점판암에서 높게 나타난다. 녹니석 조성은 피크노녹니석, 브룬스비자이트, 클리노클로어에 해당하며 녹니석 지온계는 흑색점판암과 탄질점판암이 유사한 온도범위를 보인다(200∼240℃). 흑색점판암과 탄질점판암에서 나타나는 정의 Eu이상값, U/Th >1와 V, Mo, U의 부화 및 Mn이 결핍된 특징은 고온의 환원환경을 지시한다. 또한, 이와 같은 희유원소들은 Al2O3과는 뚜렷한 경향성을 보이지 않으나 TOC와 일부 미약한 상관관계를 보여 열수에 의한 농집을 지시한다. δ34S와 δ13C 값은 각각 고온의 해수와 유기물질의 영향을 지시하며, 방해석맥에 대한 δ13C 및 δ18O 값은 해성석회암에서 기원되었으나 천수 및 유기탄소가 관여한 것으로 보인다. 유체포유물은 흑색점판암(253∼433℃)에 비해 탄질점판암(316∼450℃)에서 높은 균일화온도를 보이며, 라만 분석 결과, 흑색점판암은 G-band와 CH4이 확인되었으며 탄질점판암에서는 CO2, N2, 그리고 CO가 추가적으로 확인되어 보다 다양한 조성의 고온의 유체가 관여했음을 지시한다. 이를 종합하면 연구지역은 다양한 금속 및 휘발 성분을 포함한 고온의 환원성 유체에 의해 우라늄을 포함한 함희유금속 탄질점판암이 형성된 것으로 여겨지며, 이러한 특성은 남중국의 다금속 흑색셰일 광화대와 다소 유사한 성향을 나타낸다.
Uraniferous black slates containing diverse trace metals in the Okcheon metamorphic belt developed over about 100 km in NE—SW direction. This study suggests a genetic environment for black and coaly slates using mineralogical and geochemical analysis. Uranium minerals in the black slates include coffinite, brannerite, uranothorite, and minor uraninite. In the coaly slates, uraninite is the most abundant phase, and coffinite, ekanite, and silver-bearing uranium minerals are accompanied. The BaO composition of the black slates is higher than that of the coaly slates, while the V2O3 composition of the black slates is lower than that of the coaly slates. Chlorite consists of pycnochlorite, brunsvigite, and clinochlore in both rock types. Chlorite also geothermometry exhibits a similar temperature range (200∼240℃). As for geochemical characteristics, positive Eu anomaly, U/Th ratio > 1, and V, Mo, U enrichment with depleted Mn indicate a high-temperature anoxic environment. Moreover, these trace elements are positively correlated with TOC, not with Al2O3, representing that they were originated from hydrothermal activity. δ34S and δ13C values of whole-rock samples suggest the effect of high-temperature seawater alteration and organic matter, respectively. δ13C and δ18O values of calcite vein indicate marine origin influenced by meteoric water and organic carbon. Fluid inclusion of the black slates (253∼433℃) show lower homogeneous temperature than those of the coaly slates (316∼450℃). Raman spectroscopy of fluid inclusion revealed that G-band and CH4 were detected in the black slates, while CO2, N2, and CO were additionally observed in the coaly slates. This indicates that the hydrothermal fluid composition of the coaly slates more varied than that of the black slates. In summary, the uraniferous black slates were established by high-temperature reducing fluids accompanying various trace metal and volatile components, and these characteristics are somewhat similar to those of metalliferous black shales in South China Craton.