옥천 금-은광상의 생성환경: 광석광물, 유체포유물 및 안정동위원소 연구 Genesis of the Ogcheon Gold-silver Deposit in Republic of Korea: Ore Minerals, Fluid Inclusion and Stable Isotope Studies원문보기
옥천 금-은광상은 시대미상의 변성퇴적암류내에 발달된 NE 또는 NW 계열의 열극대를 충진한 2개조의 석영맥으로 구성된 열수맥상광상이다. 본 광상의 석영맥은 주로 괴상으로 산출되며 일부 각력상 및 정동구조가 관찰되고 연장성은 최소 50 m, 맥폭은 0.1에서 0.3 m 정도이다. 이들 석영맥에서 산출되는 광물은 황철석, 석영, 견운모, 녹니석 및 점토광물로 구성된 열수변질광물과 황철석, 자류철석, 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석으로 구성된 황화광물이 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화시기 광석광물의 침전과 관련된 균일화온도와 염농도는 각각 $184{\sim}362^{\circ}C$, 0.0~6.6 wt.% NaCl 로서 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석작용이 있었음을 지시한다. 황(${\delta}^{34}S$: 0.4~8.4‰)의 기원은 주로 화성기원과 일부 모암내의 황에서 유래된 것으로 해석된다. 산소(${\delta}^{18}O$: 4.9~12.1‰)와 수소(${\delta}D$: -92~74‰) 동위원소값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 마그마 기원 또는 천수 기원의 유체로 생각되며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.
옥천 금-은광상은 시대미상의 변성퇴적암류내에 발달된 NE 또는 NW 계열의 열극대를 충진한 2개조의 석영맥으로 구성된 열수맥상광상이다. 본 광상의 석영맥은 주로 괴상으로 산출되며 일부 각력상 및 정동구조가 관찰되고 연장성은 최소 50 m, 맥폭은 0.1에서 0.3 m 정도이다. 이들 석영맥에서 산출되는 광물은 황철석, 석영, 견운모, 녹니석 및 점토광물로 구성된 열수변질광물과 황철석, 자류철석, 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석으로 구성된 황화광물이 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화시기 광석광물의 침전과 관련된 균일화온도와 염농도는 각각 $184{\sim}362^{\circ}C$, 0.0~6.6 wt.% NaCl 로서 광화유체가 천수의 혼입에 의한 냉각과 희석작용이 있었음을 지시한다. 황(${\delta}^{34}S$: 0.4~8.4‰)의 기원은 주로 화성기원과 일부 모암내의 황에서 유래된 것으로 해석된다. 산소(${\delta}^{18}O$: 4.9~12.1‰)와 수소(${\delta}D$: -92~74‰) 동위원소값의 자료로 볼 때, 이 광상의 광화유체는 마그마 기원 또는 천수 기원의 유체로 생각되며 광화작용이 진행됨에 따라 기원이 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 해석할 수 있다.
The Ogcheon Au-Ag deposit consists of two quartz veins that fill the NE or NW-trending fissures in the metasedimentary rocks of unknown age. The quartz veins occur mainly in the massive type with partially breccia and cavity. They can be found along the strike for about minimum 50 m and varied in th...
The Ogcheon Au-Ag deposit consists of two quartz veins that fill the NE or NW-trending fissures in the metasedimentary rocks of unknown age. The quartz veins occur mainly in the massive type with partially breccia and cavity. They can be found along the strike for about minimum 50 m and varied in thickness from 0.1 to 0.3 m. The mineralogy of quartz veins from the Ogcheon deposit is mainly composed of hydrothermal alteration minerals such as pyrite, quartz, sericite, chlorite, clay minerals and sulfides including pyrite, pyrrhotite, arsenopyrite, sphalerite, chalcopyrite and galena. Fluid inclusion data from quartz indicate that homogenization temperatures and salinity of mineralization range from 184 to $362^{\circ}C$ and from 0.0 to 6.6 wt.% eq. NaCl, respectively. These suggest that ore forming fluids were progressively cooled and diluted from mixing with meteoric water. Sulfur(${\delta}^{34}S$: 0.4~8.4‰) isotope composition indicates that ore sulfur was derived from mainly magmatic source although there is a partial derivation from the host rocks. The calculated oxygen(${\delta}^{18}O$: 4.9~12.1‰) and hydrogen(${\delta}D$: -92~-74‰) isotope compositions suggest that magmatic and meteoric ore fluids were equally important for the formation of the Ogcheon deposit and then overlapped to some degree with another type of meteoric water during mineralization.
The Ogcheon Au-Ag deposit consists of two quartz veins that fill the NE or NW-trending fissures in the metasedimentary rocks of unknown age. The quartz veins occur mainly in the massive type with partially breccia and cavity. They can be found along the strike for about minimum 50 m and varied in thickness from 0.1 to 0.3 m. The mineralogy of quartz veins from the Ogcheon deposit is mainly composed of hydrothermal alteration minerals such as pyrite, quartz, sericite, chlorite, clay minerals and sulfides including pyrite, pyrrhotite, arsenopyrite, sphalerite, chalcopyrite and galena. Fluid inclusion data from quartz indicate that homogenization temperatures and salinity of mineralization range from 184 to $362^{\circ}C$ and from 0.0 to 6.6 wt.% eq. NaCl, respectively. These suggest that ore forming fluids were progressively cooled and diluted from mixing with meteoric water. Sulfur(${\delta}^{34}S$: 0.4~8.4‰) isotope composition indicates that ore sulfur was derived from mainly magmatic source although there is a partial derivation from the host rocks. The calculated oxygen(${\delta}^{18}O$: 4.9~12.1‰) and hydrogen(${\delta}D$: -92~-74‰) isotope compositions suggest that magmatic and meteoric ore fluids were equally important for the formation of the Ogcheon deposit and then overlapped to some degree with another type of meteoric water during mineralization.
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문제 정의
이 광상에 대한 지금까지의 연구보고는 KMPC(1990)의 조사자료만 있을뿐 광상에 대한 성인 연구는 아직 보고되어 있지 않다. 따라서 이 연구에서는 옥천광상의 주변지질, 광상의 산출광물에 대한 종류 및 공생관계, 유체포유물 및 안정동위원소 연구 등을 실시하여 광상의 생성환경을 고찰하고 주변에 분포하는 광상들과 비교해 보고자 한다.
가설 설정
(B) Pyrite partially replaced by goethite, (C) Sphalertie coexisting with pyrite and chalcopyrite. (D) Arsenopyrite coexisting with pyrrhotite and chalcopyrite and chalcopyrite partially replaces pyrrhotite. (E) and (F) Pyrrhotite coexisting with pyrite and chalcopyrite and chalcopyrite partially replaces pyrrhotite.
3)Th(oC) is homogenization temperature of fluid inclusions.
제안 방법
유체포유물의 산출상태, 가열 및 냉각실험은 Nikon 현미경에 부착된 Linkam THMSG 600을 이용하여 측정하였다. 또한 좀더 정확한 측정을 위해 컴퓨터에 CCTV를 연결하여 이용하였다. 유체포유물 측정이전에, Linkam THMSG 600은 U.
황동위원소분석은 황화광물과 CuO를 함께 1,000℃까지 올린 후 발생한 SO2성분을 포집하여 분석하였다. 산소동위 원소분석은 F2가스와 분석시료를 530℃에서 24시간 반응시킨 후 발생한 O2를 CO2화하여 포집 분석하였다. 수소동위원소분석은 LPG+O2불꽃으로 방출한 H2O를 Zn과 500℃에서 반응시켜 수소가스로 환원하여 분석하였다.
산소동위 원소분석은 F2가스와 분석시료를 530℃에서 24시간 반응시킨 후 발생한 O2를 CO2화하여 포집 분석하였다. 수소동위원소분석은 LPG+O2불꽃으로 방출한 H2O를 Zn과 500℃에서 반응시켜 수소가스로 환원하여 분석하였다. 분석시 표준시료는 CDT (황) 및 SMOW (산소, 수소)를 사용하였으며 오차범위는 ±0.
옥천광상에서 산출되는 백색 및 투명석영을 대상으로 연마박편을 제작하여 유체포유물 연구를 실시하였다. 유체포유물 연구는 광화작용과 관련된 유체의 구성성분, 진화상태 및 유체로부터 광물침전시 온도 및 압력과 같은 환경요소들을 규명하는데 유용하게 이용된다.
유체포유물 연구는 광화작용과 관련된 유체의 구성성분, 진화상태 및 유체로부터 광물침전시 온도 및 압력과 같은 환경요소들을 규명하는데 유용하게 이용된다. 유체포유물의 산출상태, 가열 및 냉각실험은 Nikon 현미경에 부착된 Linkam THMSG 600을 이용하여 측정하였다. 또한 좀더 정확한 측정을 위해 컴퓨터에 CCTV를 연결하여 이용하였다.
안정동위원소 분석은 중국지질대학(무한)에서 실시하였다. 황동위원소분석은 황화광물과 CuO를 함께 1,000℃까지 올린 후 발생한 SO2성분을 포집하여 분석하였다. 산소동위 원소분석은 F2가스와 분석시료를 530℃에서 24시간 반응시킨 후 발생한 O2를 CO2화하여 포집 분석하였다.
대상 데이터
분석시 표준시료는 CDT (황) 및 SMOW (산소, 수소)를 사용하였으며 오차범위는 ±0.2‰ (황, 산소) 및 ±2‰ (수소)이다.
황안정동위원소 분석을 위한 시료는 황철석 및 방연석을 대상으로 하였다. 산소 및 수소안정동위원소 분석을 위한 시료는 황안정동위원소 분석에 이용된 시료에서 석영을 대상으로 하였다. 안정동위원소 분석은 중국지질대학(무한)에서 실시하였다.
산소 및 수소안정동위원소 분석을 위한 시료는 황안정동위원소 분석에 이용된 시료에서 석영을 대상으로 하였다. 안정동위원소 분석은 중국지질대학(무한)에서 실시하였다. 황동위원소분석은 황화광물과 CuO를 함께 1,000℃까지 올린 후 발생한 SO2성분을 포집하여 분석하였다.
연구지역은 충청북도 옥천군 청성면 양저리에 위치하고, 동경 127º 43' 19''~127º 43' 36'' 북위 36º 17' 44''~36º 17' 48''에 위치한다(Fig. 1).
연구지역의 지질은 시대 미상의 변성퇴적암류, 대리암, 각섬석암 및 고생대 대리암 및 함 석탄 사암과 이를 관입한 중생대 트라이아스기 청산화강암, 쥐라기 보은화강섬록암 및 복운모화강암, 백악기 속리산화강암 및 백악기의 석영반암으로 구성된다(Fig. 1; Lee et al., 2001).
또한 좀더 정확한 측정을 위해 컴퓨터에 CCTV를 연결하여 이용하였다. 유체포유물 측정이전에, Linkam THMSG 600은 U.S.G.S에서 제작한 표준시료(H2O, H2O+CO2)를 이용하여 보정을 실시하였다. 측정오차는 냉각실험시 ±0.
안정동위원소 분석에 이용된 시료는 현미경하에서 관찰되는 광물공생관계를 고려하여 다음과 같이 선택하였다. 황안정동위원소 분석을 위한 시료는 황철석 및 방연석을 대상으로 하였다. 산소 및 수소안정동위원소 분석을 위한 시료는 황안정동위원소 분석에 이용된 시료에서 석영을 대상으로 하였다.
성능/효과
2) 옥천광상의 모암변질은 규화, 황철석화, 견운모화, 녹니석화 및 점토화작용 등이 관찰되며 석영맥은 주로 괴상구조로 관찰되며 일부 각력상구조 및 정동구조 등이 관찰된다. 이 광상에서 산출되는 광물은 석영, 방해석, 황철석, 유비철석, 자류철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석 등이다.
3) 이 광상의 백색석영과 투명석영에서 산출되는 유체포유물의 균일화온도와 염농도는 각각 184~362℃,0.0~6.6 wt.% eq.
4) 옥천광상에서 산출되는 황화광물의 δ34SH2S값은 2.7~7.4‰ 이며 석영의 δ18OH2O: -0.4~6.8‰와 δD:-92~-74‰로써 광화유체는 마그마 또는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 보인다.
그러므로 δ34SH2S값, δ18OH2O값 및 δD값의 자료를 종합하여 볼때(Table 1) 광화유체는 마그마 또는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 보인다.
옥천광상에서 산출되는 유체포유물은 비등현상, 구성성분이 다른 유체포유물 및 딸광물을 함유한 유체포유물 등이 관찰되지 않고 단순히 액상포유물만 관찰된다. 따라서 유체포유물의 자료 중 최고 균일화 온도를 갖는 포유물 자료(362oC, 6.6 wt.% NaCl, 0.75 g/cm3)로부터 구한 최소 압력은 약 180 bar이며 심도는 약 2,500 m 에 해당된다.
그러므로 δ34SH2S값, δ18OH2O값 및 δD값의 자료를 종합하여 볼때(Table 1) 광화유체는 마그마 또는 천수 기원의 유체가 주종을 이룬 것으로 보이며 광화작용이 진행됨에 따라 다른 천수의 혼입이 작용한 것으로 보인다. 이상을 종합하면 옥천광상은 마그마 또는 천수기원의 열수용액으로부터 광화작용이 진행됨에 따라 광화유체는 열극대를 따라 모암과의 반응에 의한 냉각 및 기원이 다른 순환천수의 유입에 의한 혼입에 의해 냉각 및 희석작용이 있었음을 지시해 준다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
옥천 금-은 광상의 석영맥에서 산출되는 광물은 무엇인가?
3 m 정도이다. 이들 석영맥에서 산출되는 광물은 황철석, 석영, 견운모, 녹니석 및 점토광물로 구성된 열수변질광물과 황철석, 자류철석, 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석으로 구성된 황화광물이 관찰된다. 유체포유물 자료에 의하면, 광화시기 광석광물의 침전과 관련된 균일화온도와 염농도는 각각 $184{\sim}362^{\circ}C$, 0.
옥천광상의 주변 지질은 무엇으로 구성되어 있는가?
연구지역의 지질은 시대 미상의 변성퇴적암류, 대리암, 각섬석암 및 고생대 대리암 및 함 석탄 사암과 이를 관입한 중생대 트라이아스기 청산화강암, 쥐라기 보은화강섬록암 및 복운모화강암, 백악기 속리산화강암 및 백악기의 석영반암으로 구성된다(Fig. 1; Lee et al.
옥천 금-은광상의 석영맥의 외형적 특징은?
옥천 금-은광상은 시대미상의 변성퇴적암류내에 발달된 NE 또는 NW 계열의 열극대를 충진한 2개조의 석영맥으로 구성된 열수맥상광상이다. 본 광상의 석영맥은 주로 괴상으로 산출되며 일부 각력상 및 정동구조가 관찰되고 연장성은 최소 50 m, 맥폭은 0.1에서 0.3 m 정도이다. 이들 석영맥에서 산출되는 광물은 황철석, 석영, 견운모, 녹니석 및 점토광물로 구성된 열수변질광물과 황철석, 자류철석, 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 방연석으로 구성된 황화광물이 관찰된다.
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