Sulfur isotope composition and isotopic temperatures of the Shinyemi lead and zinc ore deposits, western Taebaegsan metallogenic belt, Korea

新禮美鑛床은 太白山鑛化帶西部에 위치하여 Cambro-Ordovician紀의 莫洞石灰岩과 新禮美花崗閃綠岩(60m.y.)의 접촉부에 발달하는 接觸交代鑛床이다. 鑛石鑛物은 閃亞鉛石, 方鉛石, 黃銅石, 輝水鉛石, 磁鐵石이며 자류철석, 황철석, 유비철석, 백철석, 회중석도 소량 수반된다. 스카른鑛物은 石榴石, 輝石으로 되어 있고 소량의 綠簾石, tremolite, phlogopite도 포함된다. 鑛床은 産出狀態, 鑛物의 成分, 硫黃同位元素成分에 의해 西部層狀스카른鑛體와 東部 pipe 및 脈狀鑛體로 나누어진다. 71個의 硫化鑛物의 硫黃同位元素値(δ³⁴S)는 -10.1~+5.0‰이며 西部層狀鑛體(旱期鑛化)의 硫化鑛物의 δ³⁴S는 -10.1~+2.5‰, 西部 pipe狀 및 脈狀鑛體(後期鑛化)의 것은 +2.7~5.0‰이다. 이같은 東西部의 差異는 δ³⁴S값이 광물의 種類에 關係없이 鑛化作用의 時期와 産出狀態 및 鑛化溶液의 침전환경등의 차에 의한 것으로 해석된다. 또 이 δ³⁴S 범위는 국내의 火成起源의 硫化鑛床産 200여개 硫花鑛物의 δ³⁴범위 +2~+7.0‰과 거의 같은 범위에 들어간다. 閃亞鉛石一方鉛石同位元素地質溫度計에 의하면 東部의 新鑛體 B의 생성온도는 400~540℃이며 이는 스카른광물의 광물조합에서 얻은 결과와도 비교적 잘 일치한다. 여러 資料에서 검토 해본 결과 新禮美鑛床은 전형적인 接觸交代鑛床이며 熱水鑛液의 起源은 新禮美花崗閃綠岩에 연관되어 있는 것으로 해석된다.

Sulfur isotope compositions (δ³⁴S) of seventy one sulfide minerals from the Shinyemi ore deposits were determined to range from -10.1 to +5.0‰ with a mean value of +2.1‰. These values are roughly comparable to those of various hydrothermal ore deposits in Korea, about +2.0 to +7.0‰, in δ³⁴S, suggesting that they are to be same in source of sulfur. The Shinyemi deposits are grouped into two types; the western bedded skarn orebodies and the eastern small pipes and veins. The δ³⁴S values of sulfide minerals from the bedded orebodies (early mineralization) are ranging from -10.1 to +2.5‰, which is relatively wide in range, whereas those of the pipes and veins (later mineralization) have a narrow range of δ³⁴S values, +2.7 to +5.0‰, regardless of the kind of sulfide minerals. Isotopic temperature obtained from the sphalerite-galena mineral pairs of the New B orebody appeared to be about 400 to 540℃ are reasonably good agreement with the comparable data of skarn mineral assemblages. It is concluded that the west orebodies were formed in earlier stage at higher temperatures than the east orebodies formed later at lower temperatures. Judging from the various data from the present study, the Shinyemi deposits can be defined as a typical contact metasomatic deposit. The source of sulfur in the hydrothermal solutions is considered to be comagmatic with the Shinyemi granodiorite.