Coldwell alkaline complex adjacent to the north of Lake Superior in Ontario, Canada is an isolated plutonic body composed chiefly of syenite and gabbros and Archean metamorphic rocks intruded by above mentioned igneous rocks. A pegmatite swarm is developed in olivine gabbro, a member of the complex. Zonal distribution is found in most of pegmatites and is composed of three zones, that is, leucocratic fine-grained zone of anorthosite, melanocratic fine-grained zone of gabbronorite and pyroxenite and coarse-grained zone of gabbronorite. The mean grain size of the rock forming minerals in fine-grained zone is 0.27㎜ and that of coarse-grained zone 10.4㎜. An content of most plagioclases is in the range from An50 to An70 indicating that the pegmatite is mafic pegmatite. In a grain of plagioclase, An content decreases gradually from core to margin. Paragenetic sequence of main minerals in pegmatite is plagioclase, olivine, pyroxene, hornblende, biotite and opaque mineral from the earlier stage. Mineralogy in pegmatite is similar to that of the country rock, so it can be classified as simple and pure pegmatite. Fine-grained zone might be formed by rapid crystallization with high viscosity caused by rapid reduction in P_(H₂O) when coexisting vapor phase is suddenly released and raising the sotidus and liquidus temperatures abruptly. Coarse-grained zone is probably formed by high diffusion rate and low viscosity caused by depolymerization, formation of aqueous phase and decrease of solidus temperature. The rate of increase in viscosity caused by cooling of magma from the magmatic stage and high content of SiO₂ is ignorable compared with the rate of decrease in viscosity caused by concentration of water.

본 연구에서는 경상북도 울진 왕피리에 소재한 보암 Li 광산의 조장석-스포듀민 페그마타이트와 그 주변에 형성된 외영운암(exogreisen)의 광물 지화학 조성을 EDS로 분석하고 그 의미를 고찰하였다. 보암 광 산은 화성활동 단계와 영운암화 단계의 두 단계를 거쳐 형성되었다. 전자에서는 조립질 내지 중립질의 스포 듀민, 조장석, 석영, K-장석으로 구성된 조장석-스포듀민 페그마타이트가 관입하였으며, 후자에서는 페그마타 이트의 조장석화 및 영운암화 과정에서 세립의 조장석 및 이와 공생하는 백운모, 녹주석, 인회석, 컬럼바이트 족 광물(CGM, columbite group mineral), 마이크롤라이트, 석석 등이 형성되며 화성활동 단계의 광물을 부분 적으로 교대하였다. 이 과정에서 주변암인 장군석회암과 맥의 경계면에는 전기석, 석영, 백운모로 구성된 외 영운암이 형성되었다. 광물 지구화학 분석 결과에 따르면 화성활동 단계 대비 영운암화 단계에서 녹주석과 백 운모에 Cs 함량이 더 높고 CGM의 Ta/(Nb+Ta) 또한 더 높게 나타난다. 이 같은 사실은 영운암화에 관여한 용융체가 페그마타이트를 형성한 용융체에 비하여 더 많은 분화 과정을 거쳤음을 지시한다. 영운암화 단계에 서 형성된 인회석의 조성은 Cl이 결핍되고 F가 부화되어 있어 보암 광산이 S형 화강암 기원의 Li-Cs-Ta(LCT) 페그마타이트에 해당하는 특성을 지닌다. 화성활동 단계에 형성된 중립질의 조장석은 평균 0.28 wt.%의 P2O5 를 갖는데 비해 영운암화 단계에 형성된 세립질의 조장석은 EDS 검출한계 미만의 P2O5를 지닌다. 영운암화 단계에 형성되는 인회석과 마이크롤라이트는 화성활동 단계 대비 Ca가 부화되었음을 지시한다. 따라서, 조장 석 내 P의 결핍은 용융체에 있던 P가 주변암으로부터 Ca가 공급됨에 따라 인회석의 형태로 소진되어 결핍 된 결과로 해석할 수 있다. 외영운암의 전기석은 중심에서 외곽으로 갈수록 Ca를 비롯한 2가 양이온의 함량 이 증가하고 그에 따라 Al의 함량이 감소하는 화학적 누대구조를 보인다. 이는 영운암화 단계에서 장군석회 암으로부터 용융체에 Ca가 점차 공급되었다는 가설에 부합한다.

모곡변성대는 과거 루비 광산들이 분포하던 지역으로, 주로 시생대 결정질암으로 구성된 고원지대이 며, 보석류가 충적층에서 확인되어 표사광상을 이루고 있다고 미얀마지질조사광물탐사국의 미발간보고서에 수록되어있다. 루비와 함께 확인되는 광물로는 첨정석, 석류석, 홍전기석 등이 있다. 보석이 발견되는 충적층을 이루는 자갈류는 주로 편마암 및 페그마타이트 쇄설물로 구성되어있다. 특히 신구, 모곡, 모메익 지역에는 보석을 함유하는 다수의 페그마타이트가 모곡변성암류, 섬록암 및 화강암 등을 관입하여 분포한다. 신구 페그마 타이트에서는 보석으로서 홍전기석, 고세나이트, 청인회석 및 자주 인회색이 산출된다. 모메익 페그마타이트에서는 보석으로서 버섯형 홍전기석, 페타라이트, 햄버어자이트, 폴류사이트 및 아쿠아마린이 산출된다. 모곡 페그마타이트에서는 보석으로서 황옥, 아쿠아마린, 고세나이트 및 허더라이트가 산출된다.

미얀마 모곡변성대에서 배터리 소재광물로 주목받고 있는 리튬 광물의 산출이 보고되었다. 모곡변성대 3개(신구, 모곡, 모메익) 주요 페그마타이트 산출지의 광화작용을 예비분석한 결과는 다음과 같다. 신구 지역은 레피돌라이트 및 루벨라이트가 함께 산출되기도 하고(레트판라 2번 및 7번 페그마타이트), 루벨라이트만 산출 되기도 한다(레트판라 페그마타이트 4). 모곡 지역은 레피돌라이트 및 루벨라이트가 함께 산출된다(사칸지 페그마타이트). 모메익 지역은 레피돌라이트 및 루벨라이트가 함께 산출되기도 하고(페여우 페그마타이트), 루벨라이트만 산출 되기도 한다(케첼 이와르 팃 페그마타이트). 향후 모곡변성대 상기 페그마타이트를 대상으로 리튬광물의 자원량평가를 위한 정밀탐사의 필요성이 있다고 판단된다.

무주군 적상면 사산리에는 선캠브리아기 화강암질 편마암 복합체가 분포하고 이를 쥬라기 편암질 화강암과 페그마타이트가 관입하고 있으며, 페그마타이브 내 Nb-Ta 광화대가 발달하고 있다. 페그마타이트의 구성광물은 거정질의 석영, 장석류, 및 백운모가 우세하며 장석류는 정장석과 알바이트의 탄종성분을 보여준다. Nb-Ta 광물로는 콜럼바이트가 우세하며 백운모는 후기 마그마 기원으로 콜럼바이트와 밀접히 수반되어 산출한다. 조립의 콜럼바이트는 석영, 장석과 함께 산출하는 반면, 미립의 콜럼바이트는 백운모와 함께 산출하는데 조립질에 비해 미립의 콜럼바이트는 상대적으로 낮은 Nb 함량을 보여준다. 조사지역에 발달한 페그마트이트 맥은 폭 4~15 m, 길이가 각각 120 및 250 m인데, 5개 공 총 600 m 시추 결과 맥의 지하 연장은 별로 좋지 못하며 콜럼바이트는 미량으로 산출하고 있다. 따라서 조사지역에서 희유금속에 대한 광산개발가능성은 적다고 판단된다.

몽골 서부 할잔-부룩테이 알칼리 복합체에서 산출되는 페그마타이트는 Nb-Y-Zr-F의 부화가 특징적인 NYF 유형의 함희유금속 페그마타이트이다. 이들 함희유금속 페그마타이트는 할잔-부룩테이 섬장암 및 알칼리 장석 화강암의 분화물로서 알칼리 화강암류에 비해 십 배 이상의 희유금속이 농집되어 있다. 할잔-부룩테이 함희유금속 페그마타이트의 경제성은 페그마타이트맥의 연장성 및 국부적 품위 변화에 의해 좌우될 것으로 생각된다.

전북 장수군 대유광산에 부존하는 페그마타이트내 전기석에는 네 종류의 유체포유물이 풍부하게 포획되어 있다. 유체포유물의 크기는 5~100 μm이고, 상온에서 관찰되는 상(phase)의 거동에 따라 I, II, III, IV형으로 분류된다. I형은 액체가 풍부하고 기포의 크기가 50 vol% 이하인 것으로 공융온도(eutectic point)는 -54~-29℃, NaCl상당 염 농도(이하염도)는 0~12 wt%, 균질화온도는 181~230℃이다. II형은 기포의 크기가 80~90 vol% 이상을 차지하는 포유물로서 역시 낮은 공융온도(-54~-22℃)를 보이며, 염도는 3~8 wt%, 균질화온도는 177~304℃ 범위이다. III형은 액체가 풍부하고 암염(halite)을 딸결정으로 포함하는 포유물로서 균질화온도는 230~328℃, 염도는 31~40 wt%이다. III형은 규산염용융포유물과 연관되어 산출되며 가열실험 중에 90% 이상의 포유물이 기포가 사라진 후에 암염이 용해되는 거동을 보인다. IV형은 CO2를 함유하면서 칼리암염(sylvite)이나 암염을 딸결정으로 포함하는 포유물물로서 전기석에 가장 풍부하게 포획되어 있다. CO2시스템의 밀도는 0.80~0.75 g/cm3, 균질화 온도는 190~317℃, 염도는 2~35 wt%이다. 멜트(melt)에서 가장 먼저 용리된 유체로부터 형성된 유체포유물은 규산염용융포유물과 공간적으로 연관되어 산출되는 III형이며 I형에 비해 전기석의 중앙부에서 산출되는 II형이 I형보다 먼저 포획된 것으로 추측된다. 용융체에서 용리되진 유체의 염도는 용리압력과 밀접한 관련성이 있으며, 염도의 요동(fluctuation)은 페그마타이트가 형성되는 동안 압력의 요동이 있었음을 의미한다. IV형은 가장 후기에 포획된 유체포유물이며, 광산 주변에 분포하는 석회암체 등의 변성퇴적암류로부터 CO2 성분과 다양한 성분의 유체가 공급되어 생성된 것으로 여겨진다. 정동이 발달하고 있지 않으며, 백운모를 함유하고 있는 대유페그마타이트는 변성작용에 의한 부분용융에 의해 형성된 멜트에서 결정화되었으며, 상당히 높은 압력의 환경에서 대유페그마타이트의 결정화작용 과정에서 용리한 유체의 성분이 전기석에 포획되어 있다. 이때 용리된 유체는 다양한 성분을 지니고 있었으며, 매우 낮은 공융온도와 다양한 딸결정은 포유물 내에 NaCl, KCl 이외에 적어도 CaCl2, MgCl2와 같은 성분을 포함하고 있음을 지시한다. 유체의 용리는 적어도 2.7~5.3 kbar 이상의 압력과 230~328℃ 이상의 온도에서 시작되었다.

Partially sericitized tourmaline from a pegmatite, Black Hills, South Dakota, U.S.A., was investigated using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Muscovite occurs as the only alteration product of tourmaline, and it is developed extensively as narrow veinlets along the 110 and 100 cleavage directions of tourmaline, indicating that a cleavage-controlled alteration mechanism was dominant. Muscovite was characterized mainly as two-layer polytypes with minor stacking disorder, but tourmaline is almost free of structural defects. HRTEM images of tourmaline-muscovite interfaces revealed that the interfaces between two minerals are composed of well-defined 110 and 100 boundaries of tourmaline. The (001) of muscovite is in general parallel to the c-axis of tourmaline, but tourmaline and replacing muscovite do not show specific crystallographic orientation relationship; muscovite consists of numerous 100-1000a thick subparallel packets, and the angles between the (001) of muscovite and (110) of tourmaline is highly variable. Al/Si ratios of both minerals suggest that tourmaline to muscovite alteration by late magnetic fluids has been facilitated by their similar Al/Si ratio in the incipient alteration stage, in that the hydration reaction with preservation of Al and Si would require only addition of K+ and H2O. Aluminous minerals other than muscovite were not characterized as the alteration products of tourmaline, indicating that tourmaline reacted directly to muscovite; the tourmaline alteration apparently occurred by the presence of residual fluids in which K+ is available and silica was not undersaturated.