Genetic Environments of Hydrothermal Copper Deposits in Ogsan Mineralized Area, Gyeongsangbukdo Province

경북 옥산지역 열수동광상의 성인연구

Ore mineralization of the Hwanghak copper deposit in the Ogsan area occurred in three stages of quartz (stage I and II) and calcite (stage III) veining along fissures in Early Cretaceous sedimentary rocks. Ore minerals are pyrite, pyrrhotite, chalcopyrite (dominant), sphalerite, hematite, galena, and Ag-, Pb-, and Bi-sulfosalts. These were deposited during the first stage at temperatures between $370^{\circ}C$ and < $200^{\circ}C$ from fluids with salinities between 0.5 and 7.6 equiv. wt. % NaCl. There is evidence of boiling and this suggests pressures of less than 180 bars during the first stage. Equilibrium thermodynamic interpretation accompanying with mineral paragenesis and fluid inclusion data indicates that copper precipitation in the hydrothermal system occurred due to cooling and changing in chemical conditions ($fs_2$, $fo_2$, pH). Gradual temperature decrease from $350^{\circ}$ to $250^{\circ}C$ of ore fluids by boiling and mixing with less-evolved meteoric waters mainly led to copper deposition through destabilization of copper chloride complexes. Sulfur isotope values of sulfide minerals decrease systematically with paragenetic time from calculated ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ values of 8.2 to 4.7‰. These values, together with the observed change from sulfide-only to sulfide-hematite assemblages and fluid inclusion data, suggest progressively more oxidizing conditions, with a corresponding increase of the $sulfate/H_2S$ ratio of hydrothermal fluids. Measured and calculated hydrogen and oxygen isotope valutls of ore-forming fluids suggest meteoric water dominance, approaching unexchanged meteoric water values.

옥산지역에 위치하는 황학동광상은 초기백악기 퇴적암류내에 발달한 열극을 충진한 열수맥상 광상으로, 구조운동에 수반되어 3회에 걸쳐 생성된 석영 및 방해석맥으로 구성된다. 주된 금속광물로는 황철석, 자류철석, 황동석, 섬아연석, 방연석, 적철석 및 Ag-, Pb-, Bi-sulfosalts로, 이들의 침전은 주로 광화 제 1 기의 0.5~7.6 wt.% NaCl 상당염농도를 갖는 광화유체로부터 $370^{\circ}C$ 에서 약 $200^{\circ}C$ 에 걸쳐 진행되었으며, 광화 작용시의 압력은 <180 bar, 섬도는 700~2,400 m 였다. 광상내에서 보여주는 광물공생관계에 의한 열역학적 고찰과 유체포유물 및 안정동위원소 연구결과 등으로 미루어 본 광상광화유체내 Cu는 주로 chloride complex 상으로 이동되었으며, 주로 광화유체의 냉각작용과 이에 의한 지화학적 환경요인들($fs_2$, $fo_2$, pH)의 변화에 기인하여 침전되었음을 알수 있다. 유황안정동위원소 연구결과, 주광화시기인 광화1기중 광화유체의 ${\delta}^{34}S_{H_2S}$ 값이 초기 8.2‰ 에서 후기 4.7‰ 로 점차 감소함은 광화유체의 비등에 수반되어 수소이온농도와 함께 산소분압이 점진적으로 증가한 결과로 해석되며, 광화유체의 수소 및 산소동위원소 값으로부터 열수계에서 천수가 지배적인 역할을 하였음을 알수 있다.