한반도(韓半島) 금(金)-은(銀) 열수(熱水) 광상(鑛床)의 지화학적(地化學的) 연구(硏究) : 고령(高靈)-왜관지역(倭館地域) 광화대(鑛化帶)

Geochemical Studies on Au-Ag Hydrothermal Vein Deposits, Republic of Korea : Goryeong-Waegwan Mineralized Area

고령(高靈)-왜관(倭館) 지역 금(金)-은(銀) 광상(鑛床)은 백악기(白堊紀) 신동층군(新洞層群) 내(內)에 발달하는 열하을 충전(充塡), 3회에 거쳐 생성(生成)된 석영(石英) 및 방해석맥(方解石脈)으로 구성된다. 광화작용(鑛化作用)의 시기(時期)는 후기(後期) 백악기(白堊紀)(98 Ma) 이며, 성인적으로 암주상(岩株狀) 흑운모(黑雲母) 화강암(花崗岩)의 매입(買入) 고결작용(固結作用)과 관련된 것으로 고려된다. 유체포유물(流體包有物) 및 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)에 의하면, 금(金)-은(銀)의 침전은 1.7~8.7wt.% NaCl 상당(相當) 감농도(監農度)를 갖는 광화유체(鑛化流體)로부터 $280^{\circ}C$에서 $230^{\circ}C$에 걸쳐 진행되었으며, 광화(鑛化) 작용시(作用時)의 압력(壓力)은 <100bar, (심도(深度))는 425~1,150m였다. 유황(硫黃) 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)의 결과, 주광화시기(主鑛化時期)인 광화(鑛化)I기(期)중 광화유체(鑛化流體)의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ 값이 초기(初期) +1.4‰에서 후기(後期) -2.5‰로 점차 감소함은 광화유체(鑛化流體)의 비등(沸騰)에 수반되어 수소(水素)이온농도(濃度)와 산소분압(酸素分壓)이 점진적으로 증가한 결과로 해석된다. 광화유체(鑛化流體)의 수소(水素) 및 산소(酸素) 동위원소(同位元素)값(${\delta}D$ = -90~-100‰${\delta}^{18}O$ = 3.9~-11.4‰)으로부터 열수계(熱水系)에서 천수(天水)가 지배적인 역할을 하였음을 알 수 있으며, 비등(沸騰)하는 유체(流體)가 동위원소(同位元素) 교환반응(交換反應)이 적게 일어난 천수(天水)와 혼합(混合)되면서 냉각(冷却) 및 희석(稀釋)된 결과로 금(金)-은(銀)의 심전(沈澱)이 야기된 것으로 사료된다.

Gold-silver mineralization of the Goryeong-Waegwan area was deposited in three stages of quartz and calcite veins which fill fissures in Cretaceous sedimentary rocks of the Sindong Group. Radiometric dating indicates that mineralization is Late Cretaceous age(98 Ma) likely associated genetically with intrusion of a small biotite granite stock. Fluid inclusion and stable isotope data indicate that Au-Ag ore was deposited at temperatures between $280^{\circ}C$ and $230^{\circ}C$ from fluids with salinities between 1.7 and 8.7 equiv.wt.% NaCl. Evidence of boiling indicates pressures of <100 bars, corresponding to depths of 425 and 1,150m, respectively, assuming lithostatic and hydrostatic loads. Within ore stage I there is an apparent decrease in ${\delta}^{34}S$ values of $H_2S$ with paragenetic time, from +1.4 to -2.5 per mil. This pattern was likely achieved through progressive increases in pH and activity of oxygen accompanying boiling. Measured and calculated hydrogen and oxygen isotope values of ore-forming fluids(${\delta}D$ = -90 to -100 per mil; ${\delta}^{18}O$ = +3.9 to -11.4 per mil) indicate meteoric water dominance, approaching unex-changed meteoric water values. Au-Ag deposition is thought to be the result of cooling and dilution of a boiling fluid through mixing with less evolved meteoric waters.