원동지역 하부 조선누층군의 광물학적 특성

김하; 심호; 원무수; 김명지; 이주호; 송윤구

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저자정보: 김하 (연세대학교 지구시스템과학과) 심호 (연세대학교 지구시스템과학과) 원무수 (연세대학교 지구시스템과학과) 김명지 (연세대학교 지구시스템과학과) 이주호 (연세대학교 지구시스템과학과) 송윤구 (연세대학교 지구시스템과학과)

저널정보: 대한자원환경지질학회 자원환경지질 자원환경지질 제49권 제5호

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본 연구에서는 원동지역 하부 조선누층군을 대상으로 야외 지질조사 및 시추코어시료에 대해 수직적 암상 변화 기재, X-선 회절분석법을 이용하여 광물 정량분석 및 주사전자현미경 관찰을 통해 하부 조선누층군의 광물학적 특성을 알아보고 광물 조성 변화의 의미를 고찰하였다. 원동지역 내 석회석광상의 심도 약 250 m 시추 코어를 대상으로 심도별 100개의 시료를 채취하였다. 특히 대기층부터 화절층 시작 지점 사이의 변화양상을 보고자 이 구간은 약 0.3 m 간격으로 조밀하게 시료채취 하였다. X-선 회절 분석을 이용한 광물 정량 분석은 강옥 (Corundum)을 내부 기준 물질로 하는 Relative Intensity Ratio (RIR)법을 이용하여 실시하였다. 원동지역 대상 시료의 주구성광물은 방해석 (calcite), $2M_1$ 일라이트 ($2M_1$ illite) 및 석영 (quartz)으로 나타났으며, 세송층에서는 일부 백운석 (dolomite)과 능철석 (siderite)이 주구성광물로 나타나기도 한다. 주구성광물의 정량분석 결과, 대기층 상부에 해당하는 시추코어 하부시료들은 대부분 방해석이 80% 이상으로 우세하게 나타난다. 세송층에서는 백운석과 능철석의 함량이 높게 나타나고, $2M_1$ 일라이트와 방해석 함량이 높은 박층이 교호하는 특성을 보인다. 화절층은 전체적으로 $2M_1$ 일라이트 및 석영이 우세한 박층과 방해석이 우세한 박층이 교호되어 나타나는데, 화절층 하부에서는 $2M_1$ 일라이트와 석영이 우세한 박층의 빈도가 높게 나타나는 반면, 상부로 갈수록 방해석 함량이 높은 층의 비율이 높아지는 특성을 보였다. 대기층과 세송층은 상당히 뚜렷한 경계를 보이나, 세송층과 화절층의 경계부는 점이적으로 광물 조성이 변하는 경향을 보인다. 주사전자현미경 관찰결과, 석영과 $2M_1$ 일라이트는 모든 시료에서 전형적인 쇄설성 입자의 특성을 보였다. 방해석과 백운석은 결정화 작용을 통해 생성된 것도 관찰되지만 다수의 시료에서 재퇴적된 쇄설성 입자로 나타난다. 이같은 광물학적 특성은 하부 고생대의 천해성 퇴적환경에서도 반복적인 육성 퇴적물 유입의 변화가 있었음을 지시한다.

This study determined mineralogical characteristics and discussed the meaning of mineralogical changes of the lower Choseon Supergrouop in the Weondong area based on the field geological investigation and the drilling core description using X-ray diffraction (XRD) mineral quantification and Scanning Electron Microscopy (SEM) observation. 100 samples with depth were collected from the core (250 m long) at a site in the study area. Especially, to investigate the changes from the upper Daegi Formation to the lower Hwajeol Formation, the samples were collected closely with the interval of about 0.3 m at this section. All samples were made into power using mortar for XRD. Mineral quantitative analysis was executed using Relative Intensity Ratio (RIR) method with corundum as an internal standard phase. Calcite, $2M_1$ illite and quartz are main constituents in most of samples. Dolomite and siderite are significantly observed in the Sesong Formation. As the results of quantitative analysis for the major minerals, the upper Daegi Formation is dominated by calcite with over 80%. The Sesong Formation includes high percentage of dolomite and siderite with the intercalation of thin layers containing high calcite and $2M_1$ illite contents. Hwajeol Formation is characterized by the alternation between thin layers of $2M_1$ illite and quartz-dominated layer (IQDL) and calcite-dominated layer (CDL). IQDL is more frequent in the lower part, whereas CDL is more common in the upper part. The boundary between Daegi Formation and the Sesong Formation is distinct, whereas the boundary between the Sesong Formation and the Hwajeol Formation tends to be changed gradually in mineralogy. The result of SEM observation shows that quartz and $2M_1$ illite are detrital, and a significant amount of calcite also shows detrital form with some recrystallized one, indicating that the repeated influx of terrestrial materials had changed the mineralogy of the shallow sea depositional environment in the early Paleozoic era.

#하부 조선누층군 #주사전자현미경 #퇴적 환경 #X-선 회절 분석 #RIR 정량분석

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