[논문]무주 수왕광상의 금-은 광화작용

박희인; 윤석태

[국내논문] 무주 수왕광상의 금-은 광화작용
Gold and Silver Mineralization of the Soowang Ore Deposits in Muju, Korea 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.25 no.6, 2004년, pp.484 - 494

초록
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수왕금은광상은 백악기 중기의 반상화강암이나 선캠브리아기의 소백산 편마암 복합체에 발달한 열극을 충진한 석역맥에서 산출된다. 광물공생군에 대한 연구결과 광화작용은 4시기에 걸쳐서 일어났다. 광화 띠는 주요황화광물과 소량의 에렉트럼, 광화 II기는 에렉트럼, 광화 III기는 함은황화염광물과 소량의 에렉트럼, 그리고 광화IV기는 광석광물정출과 무관한 시기이다. 광물학적 연구 및 유체포유물 연구결과 수왕광상의 광석광물은 초기에는 고온(300$^{\circ}C$)에서 정출하여 후기로 가면서 온도가 150$^{\circ}C$까지 하강하는 경향을 보이고, 염농도는 섬아연석의 10.4wt.%에서 중정석의3.1wt.%의 영역을 보여준다. 수왕광상의 금은 광화작용은 140${\sim}$250$^{\circ}C$의 온도와 황분압이 $10^{-12}{\sim}10^{-18}$ atm을 갖는 광화유체에서 일어났다. 유체포유물의 비등증거로부터 광화작용이 진행되는 동안의 압력 조건은 정암압 환경에서 약 210bars 정도로 추정되며, 이는 대략 약 800m의 심도에서 광화작용이 일어났음을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Soowang Au-Ag deposits occur as quartz veins which filled fissures in middle Cretaceous porphyritic granite an/or gneiss of the Precambrian Sobaegsan gneiss complex. The paragenetic studies suggest that vein filling can be divided into four identifiable stages (I to IV). Stage I is the main sulfide stage, characterized by the deposition of base-metal sulfide and minor electrum. Stage II is the electrum stage, whereas stage III represents a period of the deposition of silver-bearing sulfosalts and minor electrum. Stage IV is the post ore stage. Mineralogical and fluid inclusion evidences suggest that mineralization of the Soowang deposits were deposited by the cooling of the fluids from initial high temperatures 300$^{\circ}C$ to later low temperatures 150$^{\circ}C$. The salinity of the fluids were moderate, ranging from 10.4wt.% equivalent NaCl in sphalerite to 3.1wt.% equivalent NaCl in barite. The gold-silver mineralization of the Soowang mine occurred at temperatures between 140 and 250$^{\circ}C$ from fluids with log $fs_2$ from -12 to -18 atm. A consideration of the pressure regime during ore deposition, based on the fluid inclusion evidence of boiling, suggests lithostatic pressure of less than 210 bars. This pressure condition indicates that vein system of the Soowang deposit formed at depth around 800 m below the surface at the time of gold-silver mineralization.

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문제 정의

이 연구는 수왕광산의 광맥중 구 나림광산에서 개발한 주맥(이하 나림본맥이라 부르기로 함)을 대상으로 하여 수왕광산 주변의 지질, 반상화강암과 광석의 K-Ar 연령, 광상의 산출상태, 광석의 광물조성과 화학조성, 광물공생관계, 유체포유물 등을 검토하여 광상의 성인을 고찰한 것이다. 이 지역의 지질에 대하여는 1:50, 000 설천지질도폭(윤석규와 박병권, 1968) 과 무주지질도폭(홍승호 등, 1980)이 발간되어 있으며 충청도 일원의 금은광상에 대한 개략적인 연구는 최선규 등(1988a, 1988b)에 의하여 연구되었으나 수왕광상에 대하여 연구 보고된 것은 없다.
이 지역의 지질과 반상화강암의 암석화학에 대하여는 윤석태와 박희인(1991)이 비교적 자세히 보고하여 여기서는 수왕광산 부근의 지질에 대하여 간단히 기술하기로 한다. 이 지역의 지질은 선캠브리아시대의 소백산 편마암복합체와 각섬암, 백악기의 반상화강암, 규장암 및 염기성 암맥으로 구성되어 있다(Fig.

제안 방법

광맥의 산출상태, 광석의 구조, 조직, 광물조성 그리고 서로 끊고 끊기는 관계 등으로 보아 광화작용은 4기로 나누어 진다. 각기의 광맥은 광석광물과 맥석광물의 종류, 광석의 구조, 섬아연석의 색 등의 차가 뚜렷하여 쉽게 구별할 수 있다.
나림본맥 내 각 기의 유비철석, 섬아연석, 방연석, 에렉트럼, 푸라이버자이트, 농홍은석 및 보오노나이트의 광물정출기별 화학조성상의 특징을 검토하기 위하여 주성분 원소와 미량원소의 함량을 EPMA로 분석하였다. 그 결과를 총괄한 것이 Table 2와 Table 3이다.
광물공생군의 상평형관계, 유체포유물 연구를 통하여 광상의 생성온도를 추정하였다. 광화 I기에 동시 정출한 섬아연석-황철석-유비철석의 공생광물군을 이용하여 Scott & Bames(1971), Scott(1973), Hutchison & Scott(1981) 등이 제시한 그림에 유비철석 중의 As의 atomic %와 섬아연석 중의 FeS의 mole %를사 용하여 구한 온도는 250~335℃이다.
3. 금은광상의 광화작용은 4차례에 걸쳐 이루어졌다. 광화 I기에는 자철석, 적철석, 금홍석 등의 산화광물과 base metal 황화광물 및 소량의 에렉트럼, 휘은석이 정출하였고, II기에는 base metal 황화광물과 에렉트럼 , 휘은석, 프라이 버자이트가 정출하였으며, Ⅲ기에는 소량의 base metal 황화광물과 에렉트럼, 휘은석 외에 자연은과 함은황화염광물들이 정출하였고, IV기에는 소량의 황철석과 탄산염광물들이 정출하였다.
금은광상의 광화작용은 4차례에 걸쳐 이루어졌다. 광화 I기에는 자철석, 적철석, 금홍석 등의 산화광물과 base metal 황화광물 및 소량의 에렉트럼, 휘은석이 정출하였고, II기에는 base metal 황화광물과 에렉트럼 , 휘은석, 프라이 버자이트가 정출하였으며, Ⅲ기에는 소량의 base metal 황화광물과 에렉트럼, 휘은석 외에 자연은과 함은황화염광물들이 정출하였고, IV기에는 소량의 황철석과 탄산염광물들이 정출하였다. 금광물의 주요 정출기는 II기, 은광물의 주요 정출기는 Ⅲ기이다.

대상 데이터

동쪽에 있다. 행정구역으로는 전북 무주군 설천면 나림리에 위치한다. 이 광상은 1966년에 개발되기 시작한 이래 단속적으로 개발되어 현재 광맥 노두로부터 60m 하부까지 개발되어 있다.
한다. 이 지역의 지질은 선캠브리아시대의 소백산 편마암복합체와 각섬암, 백악기의 반상화강암, 규장암 및 염기성 암맥으로 구성되어 있다(Fig. 1).
그 결과를 총괄한 것이 Table 2와 Table 3이다. (담황색)의 것을 대상으로 하여 Zn, Fe, Mn, Cd, Cu, In, S성분이 검토되었다(Table 2). 각 기의 섬아연석의 화학성분상의 차이가 뚜렷한 것은 Fe뿐이다.
Ⅳ.기의 석영과 중정석을 대상으로 하였다. 유체포유물은 Roedder(1984) 의 분류기준에 따라 초생, 의초생 (pseudosecondary), 이차포유물로 나누고 이를 가열, 실험시 충진되는 상태에 따라 !형, II형 포유물로 나누었다.

성능/효과

Ag2S 광물은 179℃(Ramdohr, 1980)에서 휘은석-아칸다이트(acanthite)간의 전이 관계를 가지나 광학적으로 두 광물을 식별하기란 쉽지 않다. 후에 언급되는 것과 같이 여러가지 지질온도계를 이용하여 얻은 I, Ⅱ, Ⅲ기 광석의 생성온도로 보아 I, II기의 Ag2S 광물은 휘은석으로 첨전되었고, m기의 것은 아칸다이트로 침전되었을 가능성이 크다.
각 광화기의 광석에 변질된 모암편과 전기의 광석 편이 다량 포함되어 있고 각기의 광석 간에 서로 끊고 끊기는 관계가 뚜렷한 것으로 보아 각기의 광화작용 사이에는 fracturing이나 shattering episode가 있었다. 각 광화기의 광맥들의 특징을 종합하면 Table 1과 같고 I기에서 IV기에 걸친 광물공생관계를 모식적으로 표시하면 Fig.
방연석: I, Ⅱ, Ⅲ기 방연석에 대하여 Pb, Ag, Cu, Sb, Bi, S를 분석한 결과 Bi만이 Ⅱ, Ⅲ기의 방연석 (Bi = 0.03wt.%)에 비하여 I기 방연석 (Bi = 0.47wt.%) 에서 함량이 높은 특징을 보일 뿐 다른 원소에서는 생성기에 따른 함량차를 갖지 않는다. I, Ⅱ, Ⅲ기 방연석의 Ag함량은 모두 O.
이상으로 섬아연석은 I기에서 Ⅱ, Ⅲ기로 가며 Fe 함량이 현저하게 낮아지고 Mn, Cd함량도 미약하게 같은 경향을 보이는데 대하여 금은광물로서 Au-Ag 계 광물과 푸라이버자이트는 I기에서 Ⅱ, Ⅲ기로 가며 Ag의 함량이 점차 높아지는 것을 알 수 있다.
광화 I기의 에렉트럼이 정출할 때의 대체적인 온도는 250~300℃ 부근으로 생각되며, 이때 에렉트럼 침전의 원인은 광화유체의 비등에 의한 것으로 생각된다. 금광물의 주요 정출기인 광화 II기의 온도는 160~ 260℃ 정도이며 은광물의 주요 정출기인 광화 Ⅲ기의 온도는 140~170℃ 정도로서 광화 Ⅱ, 광화 Ⅲ기에 금은광물의 침전에는 유체포유물 연구결과를 종합하여 볼 때 천수의 혼입으로 인한 염농도의 감소와 pH의 변화 및 온도의 하강이 중요한 역할을 했을 것으로 생각된다.
공생광물군의 상평형관계로부터 황분압을 정량적으로 구한 결과(Fig. 8), 황철석-섬아연석-에렉트럼휘은석의 공생광물군을 이용하여 구한 황분압은 광화 I기가 10-88~10^3atm, 광화 II기는 1(产七i"8 atm, 광화 UI기는 1O'18'°~1O-154 atm이다. 광화 IV기의 황 분압은 측정되지 않았지만 대체적으로 광화작용이 진행되는 동안 광화후기로 가면서 광화유체의 온도 하강과 동시에 황분압이 점진적으로 감소하였음을 알 수 있다.
광화 IV기의 황 분압은 측정되지 않았지만 대체적으로 광화작용이 진행되는 동안 광화후기로 가면서 광화유체의 온도 하강과 동시에 황분압이 점진적으로 감소하였음을 알 수 있다. 광물의 공생관계에서 알 수 있듯이 황분압이 비교적 높은 광화초기에 base metal 황화광물이 정출되고 점차 황분압이 감소되면서 다른 base metal 황화광물과 Ag-S 계, Ag-Cu-S 계, Ag-Cu-Pb-S 계의 황화염 광물이 정출하였으며 이보다 후기에 native 광물이 정출한 사실과 잘 일치한다.
1. 금은광상은 반상화강암이나 반상화강암 주변부에 한하여 부존하고 있다. 반상화강암의 K-Ar 연령은 98.
4. 유체포유 및 공생광물군의 상평형관계 등으로 추정한 I기의 온도는 250~350℃, II기는 160~260℃, UI기는 140~170℃, IV기는 U7~140℃ 정도로서 광화말기로 가면서 점차 온도가 낮아진다.
6. 황철석-섬아연석-에렉트럼휘은석을 이용하여 구한 황분압은 광화 I기는 1(尸8~10& am 광화 II기는 1(产-Fo-m atm, 광화 Ⅲ기는 1O"I8°~1O'154 atm 으로 광화 Ⅲ기로 가면서 감소하는 경향을 보인다.
7. 비등에 대한 유체포유물의 증거를 통하여 광화 I 기와 II가 진행되는 동안 압력범위는 70-210bars 정도였다. 광화작용의 심도는 1km 가까이에서 정수압과 정암압 사이를 교호하는 조건이었을 것으로 추정된다.
8). 광 화 I기에는 비등증거가 관찰되어 유체포유물의 균일화 온도를 광상생성 온도로 간주할 수 있는데 균일화 온도와 황철석-섬아연석-에렉트럼휘은석 광물쌍을 이용하여 얻은 온도를 종합하면 광화 I기의 광화유체의 온도는 대체적으로 250~350℃ 범위에 해당한다.

후속연구

금광상이 밀집 분포되어 있다. 따라서 단일 광상의 성인연구를 토대로 소위 설천금광상구(Kim, 1971)에서의 광역적인 금 광상 성인에 대한 구체적인 연구를 실시하여야 할 것이다.

참고문헌 (17)

윤석규, 박병권, 1968, 설천지질도폭설명서. 국립지질조사소, 20 p
윤석태, 박희인, 1991, 용화광산의 금은광화작용. 광산지질, 24, 107-129
윤석태, 박희인, 1993, 월성광산의 금은광화작용. 한국지구과학회지, 14, 263-273
윤석태, 박희인, 1994, 용화지역에 분포하는 백악기 화강암에 포함된 유체포유물에 관한 연구. 자원환경지질, 27, 231-236
최선규, 박노영, 홍세선, 1988a, 충청도 일원의 금?은광상에 대한 광물학적 연구. 광산지질, 21, 223-234
최선규, 지세정, 박성원, 1988b, 충청북도 영동지역 금은광상의 금은광화작용에 관한 연구. 광산지질, 21, 367-380
홍승호, 이병주, 김원영, 1980, 무주지질도폭설명서. 자원개발연구소, 40 p
Barton, P.B. Jr. and Toulmin, P., III, 1963, The electrumtarnish method for the determination of the fugacity of sulfur in laboratory sulfide systems. Geochimica et Cosmochimica Acta, 28, 619-640

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Hass, J.L., 1971, The effect of salinity on the maximum thermal gradient of a hydrothermal system at hydrostatic pressure. Economic Geology, 66, 940-946

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Hutchison, M.N. and Scott, S.D., 1981, Sphalerite geobarometry in the Cu-Fe-Zn-S system. Economic Geology, 76, 143-153

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Kim, O.J., 1971 Metallogenic epochs and provinces of south Korea. Journal of the Geological Society Korea, 7, 37-39
Lee, M.S., 1981, Geology and metallic mineralization associated with Mesozoic granitic magmatism in south Korea. Mining Geology, 31, 235-244
Ramdohr P, 1980, The ore minerals and their intergrowths (2nd ed.). Oxford, 1207 p
Roedder, E. 1984, Fluid inclusions. Reviews in mineralogy, 12, Mineralogical Society of America, 386-411
Scott, S.D. and Barnes, H.L., 1971, Sphalerite geothermometry and geobarometry. Economic Geology, 68, 466-474
Scott, S.D., 1973, Experimental calibration of the sphalerite geobarometer. Economic Geology, 68, 466-474

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Shikazono, N., 1985, A comparison of the temperature estimated from the electrum-sphalerite-pyrite-argentite assemblage and filling temperatures of fluid inclusions from epithermal Au-Ag vein type deposits in Japan. Economic Geology, 80, 1415-1424

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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