덕평리 지역 우라늄광상의 흑색점판암과 탄질점판암의 지구화학적 특성

Geochemical Characteristics of Black Slate and Coaly Slate from the Uranium Deposit in Deokpyeong Area

옥천변성대의 대표적인 우라늄 광화대인 괴산군 덕평리 일대의 흑색점판암과 이에 협재하는 함우라늄 탄질점판암 을 상호 구분하여 이들에 대한 지구화학적 연구를 수행함으로써 우라늄 광상의 생성환경에 대해 고찰하였다. 희토류 원소 함량은 탄질점판암이 평균 254 ppm로서 흑색점판암(169 ppm) 보다 높고, 표준시료로 표준화한 결과 탄질시료 의 Eu이 현저히 부화되어 나타난다. 산화-환원지시원소에 해당하는 원소들의 경우 V, Cr, Co, Ni, Mo, 및 U 등이 흑 색점판암에 비해 탄질점판암에서 현저히 부화되어 있는데, 특히, V은 흑색점판암에 비해 24배, Mo은 62배, U은 60 배 가량 높게 산출된다. 이 밖에 백금족원소의 경우 Pd와 Pt가 탄질점판암에서 높은 함량을 나타낸다. 정의 Eu 이상 을 비롯해 표준 해수기원 셰일에 비해 현저히 부화된 상기 원소들의 산출은 이들이 단순한 해수로 부터 침전된 것이 아닌 고온의 환원환경인 해저열수활동과 관련된 퇴적환경에서 생성되었음을 시사한다. 넓은 조성변화를 나타내는 주 성분 원소비(SiO2/Al2O3: 3.98~11.88, Al2O3/Na2O: 25.62~139.06, K2O/Na2O: 6.80~46.85)도 퇴적물의 근원암이 퇴 적암과 화성암이 혼재되었을 가능성을 나타내며, 또한 황의 함량이 흑색점판암에서 평균 0.6 wt.%인 반면, 탄질점판 암에서는 2.6 wt.%로 높게 나타나는 것은 탄질점판암이 황을 다량 포함하는 열수환경의 영향을 받았음을 보여준다. 이와 같은 지화학적 특징은 옥천변성대와 지구조적으로 대비되며 퇴적분기성 기원으로 알려진 남중국형 백금족광상 (Mo-Ni-Zn-PGE)의 생성환경과도 유사한 특징이다. 이상으로 보아 덕평리 일대 우라늄광화작용은 해저열수활동의 영 향을 받고 산소가 결핍된 유기물이 풍부한 퇴적분지에서 형성된 것으로 해석된다.

Geochemical study was performed on black slates and interbedded U-bearing coaly slates in Deokpyeongri area, the representative uranium mineralized district of the Ogcheon Metamorphic Belt, to discuss the genetic environments of the uranium deposit. REE concentration (254 ppm) of the black slates is higher than that (169 ppm) of the coaly slates and NASC-normalized REE patterns of the coaly slates show remarkable positive Eu anomaly. The redox-sensitive trace elements such as V, Cr, Co, Ni, Mo and U in the coaly slates are highly enriched compared to the black slates, especially for V of 24 times, Mo of 62 times, and U of 60 times. In additions, Pd and Pt are also enriched in the coaly slates. Positive Eu anomaly and the noticeable enrichment of the elements listed above compared to those of NASC indicate that those elements were not derived from common seawater but deposited under high temperature and reducing environment of submarine hydrothermal activities. Wide compositional ranges of major elements (SiO2/Al2O3: 3.98~11.88, Al2O3/Na2O: 25.62~139.06, K2O/Na2O: 6.80~46.85) also suggest that the source rocks of the sediments are mixtures of sedimentary rocks and igneous rocks. Higher sulfur contents in the coaly slates, 2.6 wt.%, than those in the black slates, 0.6 wt.% also indicates that the former was influenced by hydrothermal activities containing much sulfur. These geochemical characteristics are similar to the genetic environments of South China type PGE deposits (Mo-Ni-Zn-PGE) which is geotectonically correlated with the Ogcheon Metamorphic Belt and is known as sedimentary-exhalative deposits. In conclusions, the uranium and other metallic elements mineralization seems to have occurred in the sedimentary basin that was affected by submarine hydrothermal activities and rich in organic materials under oxygen-poor environments as well.