삼성 금-은광상의 생성환경: 광석광물, 유체포유물 및 안정동위원소 연구 Genetic Environment of the Samsung Gold-Silver Deposit, Republic of Korea: Ore Minerals, Fluid Inclusion and Stable Isotope Studies원문보기
삼성 금-은광상은 백악기 셰일과 사암 내에 발달된 단층대를 충진한 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 단층-각력대에 수반되며 2시기로 구분된다. 광화I시기는 주된 광화시기이고 광화II시기는 광화작용이 관찰되지 않는다. 광화 I시기는 모암변질광물(견운모, 황철석, 녹니석, 석영), 금홍석, 천금속 황화광물(자류철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석)과 에렉트럼 등이 관찰된다. 광화II시기는 석영, 방해석 및 황철석만 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화II시기의 균일화온도와 염농도는 각각 $145\sim309^{\circ}C$, 0.4~12.4 wt.% NaCl 로서 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석이 있었음을 지시한다. 천금속 황회광물과 에렉트럼은 온도 $200\sim300^{\circ}C$에서 냉각과 희석작용에 의해 침전되었다. 황(9.3~10.8‰) 기원은 화성기원과 모암내의 황에서 유래된 것으로 해석된다. 산소 [-2.3~0.9‰(석영 0.3‰과 0.9‰, 방해석: -2.3‰)] 및 수소[-86~-76‰(석영: -86‰과 -82‰, 방해석: -76‰)]동위원소값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.
삼성 금-은광상은 백악기 셰일과 사암 내에 발달된 단층대를 충진한 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 단층-각력대에 수반되며 2시기로 구분된다. 광화I시기는 주된 광화시기이고 광화II시기는 광화작용이 관찰되지 않는다. 광화 I시기는 모암변질광물(견운모, 황철석, 녹니석, 석영), 금홍석, 천금속 황화광물(자류철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석)과 에렉트럼 등이 관찰된다. 광화II시기는 석영, 방해석 및 황철석만 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화II시기의 균일화온도와 염농도는 각각 $145\sim309^{\circ}C$, 0.4~12.4 wt.% NaCl 로서 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석이 있었음을 지시한다. 천금속 황회광물과 에렉트럼은 온도 $200\sim300^{\circ}C$에서 냉각과 희석작용에 의해 침전되었다. 황(9.3~10.8‰) 기원은 화성기원과 모암내의 황에서 유래된 것으로 해석된다. 산소 [-2.3~0.9‰(석영 0.3‰과 0.9‰, 방해석: -2.3‰)] 및 수소[-86~-76‰(석영: -86‰과 -82‰, 방해석: -76‰)]동위원소값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.
The Samsung gold-silver deposit consists of quartz veins that fill along the fault zone within Cretaceous shale and sandstone. Mineralization is occurred within fault-breccia zones and can be divided into two stages. Stage I is main ore mineralization and stage II is barren. Stage I is associated wi...
The Samsung gold-silver deposit consists of quartz veins that fill along the fault zone within Cretaceous shale and sandstone. Mineralization is occurred within fault-breccia zones and can be divided into two stages. Stage I is main ore mineralization and stage II is barren. Stage I is associated with wall-rock alteration minerals(sericite, pyrite, chlorite, quartz), rutile, base-metal sulfides(pyrrhotite, pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena), and electrum. Stage II occur quartz, calcite and pyrite. Fluid inclusion data indicate that homogenization temperatures and salinities of stage I range from 145 to $309^{\circ}C$ and from 0.4 to 12.4 wt.% NaCl, respectively. It suggests that hydrothermal fluids were cooled and diluted with the mixing of meteoric water. The main deposition of base-metal sulfides and electrum occurred as a result of cooling and dilution at temperature between $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$. Sulfur(9.3~10.8‰) isotope composition indicates that ore sulfur was mainly derived from a magmatic source as well as the host rocks. The calculated oxygen[-2.3~0.9‰(quartz: 0.3‰, 0.9‰, calcite: -2.3‰)] and hydrogen[-86~-76‰(quartz: -86‰, -82‰, calcite: -76‰)] isotope compositions indicate that hydrothermal fluids may be meteoric origin with some degree of mixing of another meteoric water for paragenetic time.
The Samsung gold-silver deposit consists of quartz veins that fill along the fault zone within Cretaceous shale and sandstone. Mineralization is occurred within fault-breccia zones and can be divided into two stages. Stage I is main ore mineralization and stage II is barren. Stage I is associated with wall-rock alteration minerals(sericite, pyrite, chlorite, quartz), rutile, base-metal sulfides(pyrrhotite, pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena), and electrum. Stage II occur quartz, calcite and pyrite. Fluid inclusion data indicate that homogenization temperatures and salinities of stage I range from 145 to $309^{\circ}C$ and from 0.4 to 12.4 wt.% NaCl, respectively. It suggests that hydrothermal fluids were cooled and diluted with the mixing of meteoric water. The main deposition of base-metal sulfides and electrum occurred as a result of cooling and dilution at temperature between $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$. Sulfur(9.3~10.8‰) isotope composition indicates that ore sulfur was mainly derived from a magmatic source as well as the host rocks. The calculated oxygen[-2.3~0.9‰(quartz: 0.3‰, 0.9‰, calcite: -2.3‰)] and hydrogen[-86~-76‰(quartz: -86‰, -82‰, calcite: -76‰)] isotope compositions indicate that hydrothermal fluids may be meteoric origin with some degree of mixing of another meteoric water for paragenetic time.
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문제 정의
따라서 이 연구에서는 삼성 금-은광상의 주변지질, 광상의 광석광물에 대한 공생관계 및 화학조성, 유체포유물 및 안정동위원소 실험연구 등을 실시하여 광상의 생성환경을 고찰하고자 한다.
가설 설정
(C) Chalcopyrite and rutile of stage I occur as in-egular shape in the oxides. (D) Electrum of stage 1 occur as irregular shape in the goethite. Abbreviations: Cp == chalcopyrite, El = electrum, Ge = goethite, Gn = galena, Po = pyrrhotite, Py = pyrite, Qz = quartz, Ru = rutile.
3) Th(℃) is homogenization temperature of fluid inclusion.
제안 방법
3A). 갱 입구에서 S80° E 방향으로 35 m 굴진하여 NE방향과 0.2 m의 맥폭을 갖는 석영과 방해석맥을 착맥하였다(Fi양. 2). 이 지점에서 남동방향으로 50 m 크로스 굴진하여 NE 방향의 방해석맥을 착맥하였으며 그로부터 10 m 동측으로 크로스 굴진하여 NE 방향의 석영맥을 착맥하였으며 일부 부광대는 상향으로 연맥굴진되었다(Fig.
유체포유물의 산출상태, 가열 및 냉각실험은 Nikon 현미경에 부착된 Linkam THMSG 600을 이용하여 측정하였다. 또한 좀더 정확한 측정을 위해 컴퓨터에 CCTV를 연결하여 이용하였다. 유체포유물 측정 이전에, Linkam THMSG 600은 U.
황동위원소분석은 황화광물과 CuO를 함께 1, 000℃까지 올린 후 발생한 so? 성분을 포집하여 분석하였다. 산소동위 원소분석은 F2가스와 분석시료를 530℃에서 24시간 반응시킨 후 발생한 O2를 CQ 화하여 포집 분석하였다. 수소동위원소분석은 LPG+O2 불꽃으로 방출한 H2O를 Zn과 50UC에서 반응시켜 수소가스로 환원하여 분석하였다.
000℃까지 올린 후 발생한 so? 성분을 포집하여 분석하였다. 산소동위 원소분석은 F2가스와 분석시료를 530℃에서 24시간 반응시킨 후 발생한 O2를 CQ 화하여 포집 분석하였다.
산소동위 원소분석은 F2가스와 분석시료를 530℃에서 24시간 반응시킨 후 발생한 O2를 CQ 화하여 포집 분석하였다. 수소동위원소분석은 LPG+O2 불꽃으로 방출한 H2O를 Zn과 50UC에서 반응시켜 수소가스로 환원하여 분석하였다. 분석시 표준시료는 CDT (황) 및 SM0W(산소, 수소)를 사용하였으며 오차범위는 ±0.
삼성 금-은광상의 광물 정출순서는 석영맥(광화I 시기)과 석영+방해석맥(광화II시기)으로 구성된다. 광 화!시기는 황철석화작용, 규화작용, 견운모화작용, 녹니 석화 작용 등과 같은 모암변질작용이 우세하였고 석영, 금홍석, 자류철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석 및에렉트럼 등이 정출하였다. 광화II시기는 석영, 방해석 및 황철석의 단순한 광물조합만이 정출하였다.
삼성 금-은광상의 광화I시기에 산출되는 석영을 대상으로 연마박편을 제작하여 실험하였다. 유체포유물의 산출상태, 가열 및 냉각실험은 Nikon 현미경에 부착된 Linkam THMSG 600을 이용하여 측정하였다. 또한 좀더 정확한 측정을 위해 컴퓨터에 CCTV를 연결하여 이용하였다.
1 g/t Ag 이다. 음 2호 갱은 음1호갱에서 N40° W 방향으로 약 140 m 떨어진 지점에서 S58° W 방향으로 4 m 간격을 둔 2개의 평행한 석영맥을 탐광하기 위해 갱도를 개설하여 30 m 정도 굴진하였다. 음2호갱의 평균 맥폭은 0.
대상 데이터
0 m 정도이고 석영맥은 팽축이 심하고 지맥으로 분지되었다가 다시 병합되기도 하며 일부 구간에선 연장이 견실하게 발달하기도 하며 연장성은 대략 30-300 m 정도이다(K1WPC, 1987). 과거 이 광상은 4개의 갱도(양!호갱, 양2호갱, 음1호갱, 음2호갱) 을 개설하여 채굴하였다(Figs. 1 and 2). 양1호갱은 주향 N60° E, 경사 75~8G SE 방향의 석영맥을 탐광하기 위해 해발 430 m 지점에서 총 250 m 굴착되어 있다(Fig.
황 안정동위원소 분석을 위한 시료는 갱내에서 채취한 광석광물의 산화에 의한 시료의 제한성 때문에 비교적 산출량이 많은 광화I시기의 황철석을 대상으로 하였다. 산소 및 수소안정동위원소 분석을 위한 시료는 광화I 시기의 석영 및 광화I시기의 방해석을 대상으로 하였다.
유용하게 이용된다. 삼성 금-은광상의 광화I시기에 산출되는 석영을 대상으로 연마박편을 제작하여 실험하였다. 유체포유물의 산출상태, 가열 및 냉각실험은 Nikon 현미경에 부착된 Linkam THMSG 600을 이용하여 측정하였다.
안정동위원소 분석은 중국지질대학(무한)에서 실시하였다. 황동위원소분석은 황화광물과 CuO를 함께 1, 000℃까지 올린 후 발생한 so? 성분을 포집하여 분석하였다.
또한 좀더 정확한 측정을 위해 컴퓨터에 CCTV를 연결하여 이용하였다. 유체포유물 측정 이전에, Linkam THMSG 600은 U.S.G.S에서 제작한 표준시료(H2O, HQ+CS)를 이용하여 보정을 실시하였다. 측정오차는 냉각실험시 ±0.
음!호갱은 양!호갱에서 N60° E 방향으로 340 m 떨어진 지점에서 양!호갱에서 발견되는 석영맥의 하부탐광을 목적으로 거의 S65° W 방향으로 8개 항도 총 160여 m가 개착된 갱도이다. 이 갱도는 갱 입구로부터 12 m 굴진하여 S25° E 방향으로 약 35 m 크로스 굴진하여 3~5 m 간격으로 발달되어 있는 8개조의 평행한 석영맥을 착맥하였다. 이들 석영맥은 각각 6내지 41 m 거리로 연맥굴진되었으며 3개조의 석영맥을 제외한 다른 석영맥들은 대부분 빈약해지고 막장에선 열극만이 발달되어 있다.
9 g/t Ag 이다. 음!호갱은 양!호갱에서 N60° E 방향으로 340 m 떨어진 지점에서 양!호갱에서 발견되는 석영맥의 하부탐광을 목적으로 거의 S65° W 방향으로 8개 항도 총 160여 m가 개착된 갱도이다. 이 갱도는 갱 입구로부터 12 m 굴진하여 S25° E 방향으로 약 35 m 크로스 굴진하여 3~5 m 간격으로 발달되어 있는 8개조의 평행한 석영맥을 착맥하였다.
황 안정동위원소 분석을 위한 시료는 갱내에서 채취한 광석광물의 산화에 의한 시료의 제한성 때문에 비교적 산출량이 많은 광화I시기의 황철석을 대상으로 하였다. 산소 및 수소안정동위원소 분석을 위한 시료는 광화I 시기의 석영 및 광화I시기의 방해석을 대상으로 하였다.
이론/모형
즉광화유체 내 H2S, 의 634S값은 전 황의 634S값으로 간주될 수 있다. 그러므로 유체포유물 균일화 온도로부터 구한 온도를 이용하여 광석광물과 평형상태에 있는 광화유체 내의 H2S값은 Ohmoto and Rye(1979)가 제시한 평형식에 대입하여 구하였다. 이 광상의 광화I시기에 대한 광화유체 내 634Sh2s값은 9.
성능/효과
2. 삼성 금-은광상의 광물 정출순서는 석영맥(광화I 시기)과 석영+방해석맥(광화II시기)으로 구성된다. 광 화!시기는 황철석화작용, 규화작용, 견운모화작용, 녹니 석화 작용 등과 같은 모암변질작용이 우세하였고 석영, 금홍석, 자류철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석 및에렉트럼 등이 정출하였다.
이들 동위원소 값은 여러 현상(불혼합, 비등, 산화환원, pH, 천수의 혼입, 모암과 반응정도) 등에 의해 변화될 수 있다. 그러므로 δ34S값, 6180H2O값 및 6D값의 자료를 종합하여 볼때 광화유체는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 말기로 감에 따라 다른 천수의 혼입이 크게 직용한 것으로 보인다.
3%。이다(Tible 1). 이 광상에서 산출되는 모암변질광물(견운모+녹니석)의 공생군은 광 화유체의 pH가 약산성임을 지시해주고 있으며 본 광상에서 황산염광물의 부재는 광화작용이 환원 환경하에서 진행되었음을 시사한다. 이러한 환경에서는 유체 내에용존된 황이 I&S상태로 가장 우세하게 존재한다.
이상을 종합하면 삼성 금-은광상은 천수 기원의 열수용액으로부터 광화작용이 진행됨에 따라 광화유체는단층대를 따라 모암과의 반응에 의해 냉각 및 기원이 다른 순환천수의 유입에 의한 혼합에 의한 희석작용이 있었음을 지시해 준다. 따라서 삼성 금-은광상은 석영맥의 구조, 산출광물, 유체포유물의 산상, 균일화 온도 및 염농도 자료, 광화유체의 기원 및 진화 등을 고려할 때 천열수광상에 해당된다.
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