대봉 금 - 은광상에 대한 유체포유물 및 안정동위원소 연구

Stable Isotope and Fluid Inclusion Studies of the Daebong Gold-silver Deposit, Republic of Korea

대봉 금-은광상은 선캠브리아기 경기육괴의 호상 또는 화강편마암내에 발달된 단열대(NE, NW) 를따라 충진한 중열수 괴상석영맥광상이다. 광석광물의 산출조직과 공생관계에 의하면, 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 괴상백색석영맥(광화I시기)과 투명석영시기(광화II시기)로 구성된다. 광화 I 시기는 3 회의 substages 로 구분된 다. 각 substage 의 광석광물은 다음과 같다: 1) 광화I시기 조기=자철석, 자류철석, 유비철석, 황철석, 섬아연석, 황동 석, 2) 광화I시기 중기=자류철석, 유비철석, 황철석, 백철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 에렉트럼과 3) 광화I시기 말기= 황철석 , 섬아연석 , 황동석 , 방연석 , 에렉트럼 , 휘은석 . 광화 II 시기의 광석광물로는 황철석 , 섬아연석 , 황동석 , 방연석및 에렉트럼이 관찰된다 . 유체포유물의 체계적 연구에 의하면 , 물리 - 화학적 상태가 상반되는 유체가 관찰된다 : 1) 광화 I 시기 조기와 중기 광석광물 정출과 관련된 H 2 O-CO 2 -CH 4 -NaCl ± N 2 유체 ( 조기 = 균일화온도 : 203~388 o C, 압력 : 1082~2092 bar, 염농도 : 0.6~13.4 wt.%, 중기 = 균일화온도 : 215~280 o C, 염농도 : 0.2~2.8 wt.%), 2) 광화 I 시기 말기 와 광화 II 시기 광석광물과 관련된 H 2 O-NaCl ± CO 2 유체 ( 광화 I 시기 말기 = 균일화온도 : 205~288 o C, 압력 : 670 bar, 염농도 : 4.5~6.7 wt.%, 광화 II 시기 = 균일화온도 : 201~358 o C, 염농도 : 0.4~4.2 wt.%) 이다 . 광화 I 시기 조기의 H 2 O-CO 2 -CH 4 -NaCl ± N 2 계 유체는 유체압력의 차이에 의해 CO 2 상분리가 일어났으며 광화작용이 진행됨에 따라 H 2 O-NaCl ± CO 2 계 유체로 진화되었다 . 또한 여기에 기원이 다른 H 2 O-NaCl 계 유체의 유입에 의해 혼입 및 희석작용으로 염농도의 감소가 있었다고 생각된다 . 광화 II 시기 좀더 가열된 H 2 O-NaCl ± CO 2 계 유체는 불혼합 , 희석및 냉각작용이 있었던 것으로 생각된다 . 열수용액의 δ 34 S H2S 값은 3.5~7.9 ‰로서 황은 주로 화성기원이지만 부분적으로 모암내의 황에서도 기원 되었다고 생각된다 . 광화유체의 산소 ( δ 18 O H2O ) 와 수소 ( δ D) 안정동위원소값이 광화 I 시기에는 각각 1.1~9.0 ‰ , -92~ -86 ‰ , 광화 II 시기에는 각각 0.3 ‰ ( δ 18 O H2O ), -93 ‰ ( δ D) 이며 , 리본 - 호상구조를 보이는 것으로 보아 대봉광상의 광화 유체에 대한 기원과 진화과정을 두가지로 생각할 수 있다 . 1) 마그마유체로부터 광화작용이 진행됨에 따라 계속적인 순환수의 혼입이 있었으며 2) 조기 마그마±변성유체에서 유체압력의 차에 의해 CO 2 상분리와 더불어 계속적인 δ D 가높은 순환수의 혼입이 있었던 것으로 해석할 수 있다 .

The Daebong gold-silver deposit consists of mesothermal massive quartz veins thar are filling the fractures along fault shear (NE, NW) zones within banded or granitic gneiss of Precambrian Gyeonggi massif. Based on vein mineralogy, ore textures and paragenesis, ore mineralization of this deposits is composed of massive white quartz vein(stage I) which was formed in the same stage by multiple episodes of fracturing and healing, and transparent quartz vein(stage II) which is separated by a major faulting event. Stage I is divided into the 3 substages. Ore minerals of each substages are as follows: 1) early stage I=magnetite, pyrrhotite, arsenopyrite, pyrite, sphalerite, chalcopyrite, 2) middle stage I=pyrrhotite, arsenopyrite, pyrite, marcasite, sphalerite, chalcopyrite, galena, electrum and 3) late stage I=pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena, electrum, argentite, respectively. Ore minerals of the stage II are composed of pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena and electrum. Systematic studies (petrography and microthermometry) of fluid inclusions in stage I and II quartz veins show fluids from contrasting physical-chemical conditions: 1) H 2 O-CO 2 -CH 4 -NaCl±N 2 fluid (early stage I=homogenization temperature: 203~388 o C, pressure: 1082~2092 bar, salinity: 0.6~13.4 wt.%, middle stage I=homogenization temperature: 215~280 o C, salinity: 0.2~2.8 wt.%) related to the stage I sulfide deposition, 2) H 2 O-NaCl±CO 2 fluid (late stage I=homogenization temperature: 205~288 o C, pressure: 670 bar, salinity: 4.5~6.7 wt.%, stage II=homogenization temperature: 201~358 o C, salinity: 0.4~4.2 wt.%) related to the late stage I and II sulfide deposition. H 2 O-CO 2 -CH 4 -NaCl±N 2 fluid of early stage I is evolved to H 2 O-NaCl±CO 2 fluid represented by the CO 2 unmixing due to decrease in fluid pressure and is diluted and cooled by the mixing of deep circulated meteoric waters (H 2 O-NaCl fluid) possibly related to uplift and unloading of the mineralizing suites. H 2 O-NaCl±CO 2 fluid of stage II was hotter than that of late stage I and occurred partly unmixing, mainly dilution and cooling for sulfide deposition. Calculated sulfur isotope compositions (δ 34 S H2S ) of hydrothermal fluids (3.5~7.9‰ ) indicate that ore sulfur was derived from mainly an igneous source and partly sulfur of host rock. Measured and calculated oxygen and hydrogen isotope compositions (δ 18 O H2O , δD) of ore fluids (stage I: 1.1~9.0‰ , -92~-86‰ , stage II: 0.3‰ , -93‰ ) and ribbon-banded structure (graphitic lamination) indicate that mesothermal auriferous fluids of Daebong deposit were two different origin and their evolution. 1) Fluids of this deposit were likely mixtures of H 2 O-rich, isotopically less evolved meteoric water and magmatic fluids and 2) were likely mixtures of H 2 O-rich, isotopically heavier δD meteoric water and magmatic±metamorphic fluids.