경기육괴 철원지역 페그마타이트 내 망간-철 인산염광물의 광물-지화학적 특징 및 진화과정

Mineralogy, Geochemistry, and Evolution of the Mn-Fe Phosphate Minerals within the Pegmatite in Cheolwon, Gyeonggi Massif

철원 갈말-김화 지역의 쥐라기 복운모 화강암체 내 페그마타이트에서는 다양한 망간-철 인산염광물의 집합체가 산출되고 있으며, 후기 마그마 단계로부터 열수단계 및 지표 풍화 단계에서 다양한 광물상의 변화가 유도되었다. 철원 복운모 화강암은 낮은 대자율 값을 갖는 전형적인 S-형 화강암으로 중알루미나질~고알루미나질, 후-충돌대 환경을 나타내고 있다. 페그마타이트는 K-Ar 연대가 약 153Ma로서 복운모 화강암의 K-Ar 연대(151±4 Ma)와 전반적으로 일 치하고 있어 동일 기원의 마그마로 추정된다. 한편 갈말-김화 페그마타이트는 광물조성에 의한 분류기준에 의하면 백운모-희유원소 종, 리튬 세부종, 녹주석 유형에 속하는 녹주석-콜롬바이트-인산염광물으로 구분되며, LCT(Li-Cs-Ta) 계열에 해당한다. 망간 인산염광물 중 트리플라이트는 주로 후기 마그마 단계에 정출되었으며, 열수 단계에서는 망간 인 산염광물의 변질광물인 루코포스파이트와 잔사이트로 정출되었다. 풍화 단계에서 트리플라이트는 포스퍼시더라이트와 망간 산화물로 교대되어 산출된다.

Mn-Fe phosphate mineral complexes included within the pegmatite are observed at Jurassic Cheolwon two-mica granite in Gyeonggi Massif, South Korea. The genetic evolution between the Cheolwon two-mica granite and pegmatite, and various trend of Mn-Fe phosphate minerals is made by later magmatic, hydrothermal, and weathering process based on mineralogical, geochemical analysis. The Cheolwon two-mica granite is identified as S-type granite, considering its chemical composition (metaluminous ~ peraluminous), post-collisional environment, low magnetic susceptibility, and existence of biotite and muscovite. The K-Ar age (ca. 153 Ma) of pegmatite is well coincident with age of the Cheolwon two-mica granite (151±4 Ma). It indicates that these two rocks are originated from the same magma. Pegmatite indicates the LCT geochemical signature, and was classified as muscovite-rare element class / Li subclass / beryl type / beryl-columbite-phosphate subtype pegmatite. The triplite {(Fe 2+ 0.4 ,Mn 1.6 )(PO 4 )(F 0.9 )} is dominant phosphates in later magmatic stage which partly altered to leucophosphite {KFe 3+ 2 (PO 4 ) 2 OH·2H 2 O} and jahnsite {(Fe 3+ 0.7 ,Mn 2.3 )(PO 4 ) 2 OH·4H 2 O} by hydrothermal alteration. In particular, near fractures, the triplite has been separatelty replaced by the phosphosiderite (Fe 3+ PO 4 ·2H 2 O) and Mn-oxide minerals during weathering stage.