Abstract
Within the Boseong-Jangheung area of Korea, five hydrothermal gold (-silver) quartz vein deposits occur. They have the characteristic features as follows: the relatively gold-rich nature of e1ectrurns; the absence of Ag-Sb( -As) sulfosalt mineral; the massive and simple mineralogy of veins. They suggest that gold mineralization in this area is correlated with late Jurassic to Early Cretaceous, mesothermal-type gold deposits in Korea. Fluid inclusion data show that fluid inclusions in stage I quartz of the mine area homogenize over a wide temperature range of 200$^{\circ}$ to 460$^{\circ}$C with salinities of 0.0 to 13.8 equiv. wt. % NaCI. The homogenization temperature of fluid inclusions in stage II calcite of the mine area ranges from 150$^{\circ}$ to 254$^{\circ}$C with salinities of 1.2 to 7.9 equiv. wt. % NaCI. This indicates a cooling of the hydrothermal fluid with time towards the waning of hydrothermal activity. Evidence of fluid boiling including CO2 effervescence indicates that pressures during entrapment of auriferous fluids in this area range up to 770 bars. Calculated sulfur isotope composition of auriferous fluids in this mine area (${\delta}^34S$_{{\Sigma}S}$$\textperthousand$) indicates an igneous source of sulfur in auriferous hydrothermal fluids. Within the Sobaegsan Massif, two representative mesothermal-type gold mine areas (Youngdong and Boseong-Jangheung areas) occur. The ${\delta}^34S values of sulfide minerals from Youngdong area range from -6.6 to 2.3$\textperthousand$ (average=-1.4$\textperthousand$, N=66), and those from BoseongJangheung area range from -0.7 to 3.6$\textperthousand$ (average=1.6$\textperthousand$, N=39). These i)34S values of both areas are comparatively lower than those of most Korean metallic ore deposits (3 to 7TEX>$\textperthousand$). And, within the Sobaegsan Massif, the ${\delta}^34S values of Youngdong area are lower than those of Boseong-Jangheung area. It is inferred that the difference of ${\delta}^34S values within the Sobaegsan Massif can be caused by either of the following mechanisms: (1) the presence of at least two distinct reservoirs (both igneous, with ${\delta}^34S values of < -6 $\textperthousand$ and 2$\pm$2 %0) for Jurassic mesothermal-type gold deposits in both areas; (2) different degrees of the mixing (assimilation) of 32S-enriched sulfur (possibly sulfur in Precambrian pelitic basement rocks) during the generation and/or subsequent ascent of magma; and/or (3) different degrees of the oxidation of an H2S-rich, magmatically derived sulfur source ${\delta}^34S = 2$\pm$2$\textperthousand$) during the ascent to mineralization sites. According to the observed differences in ore mineralogy (especially, iron-bearing ore minerals) and fluid inclusions of quartz from the mesothermal-type deposits in both areas, we conclude that pyrrhotite-rich, mesothermal-type deposits in the Youngdong area formed from higher temperatures and more reducing fluids than did pyrite(-arsenopyrite)-rich mesothermal-type deposits in the Boseong-Jangheung area. Therefore, we prefer the third mechanism than others because the ${\delta}^34S values of the Precambrian gneisses and Paleozoic sedimentary rocks occurring in both areas were not known to the present. In future, in order to elucidate the provenance of ore sulfur more systematically, we need to determine ${\delta}^34S values of the Precambrian metamorphic rocks and Paleozoic sedimentary rocks consisting the basement of the Korean Peninsula including the Sobaegsan Massif.
한반도의 보성-장흥지역에는, 5개의 열수 금(-은)광상이 부존하며, 다음과 같은 특징들을 보여준다: 에렉트럼의 비교적 금이 풍부한 특성; 은-안티모니(끼소)황염광물의 부재; 괴상이며 단순한 광물조성을 지닌 석영맥. 이러한 성질들은 본 지역의 금광화작용이 한반도의 주라기내지 초기 백악기의 중열수형 금광상과 대비가 됨을 지시한다. 유체포유물 연구에 의하면, 본 지역의 광화 1기 석영내 포유물은 0.0~l3.8 wt. % NaCl를 지니고 200~46$0^{\circ}C$의 넓은 온도에서 균질화하며, 광화 2기 방해석내 유체포유물은 1.2~7.9wt. % NaCl를 지니고 15$0^{\circ}C$~254$^{\circ}C$의 온도에서 균질화한다. 이는 시간이 지남에 따라 열수활동이 쇠퇴하면서 열수유체가 냉각되었음을 지시한다. $CO_2$불혼화를 포함한 비등증거는 본 지역의 함금유체의 포획시 압력이 최대 770bar에 해당됨을 지시하고 있다. 본 지역 함금유체의 계산된 황동위원소 조성(${\delta}^34S$_{{\Sigma}S}$=0.2~3.3$\textperthousand$)은 열수유체내 황의 화성기원을 지시하고 있다. 소백산육괴내에는 두 개의 대표적인 중열수형 광화대(영동지역 및 보성-장흥지역)가 부존한다. 영동지역의 황화물의 $\delta$$^{34}S$ 값은 -6.6~2.3$\textperthousand$(평균 -1.4$\textperthousand$, 분석수 66개)이며, 보성-장흥지역의 황화물의 (${\delta}^{34}S값은 -0.7~3.6$\textperthousand$(평균 1.6$\textperthousand$, 분석수 39개)이다. 두 지역의 $\delta$$^{34}$ S값은 대부분의 한반도 금속광상(3~7$\textperthousand$)의 ${\delta}^{34}S값보다 낮다. 그리고, 소백산 육괴내에서는 영동지역의${/delta}^{34}S값이 보성-장흥지역의 ${\delta}^{34}S값보다 낮다. 소백산 육괴내에서(${\delta}^{34}/S값의 차이는 다음과 같은 반응기작에 의해 야기될 수 있다: 1) 두 지역의 주라기 중열수형 금광상에 대해 적어도 두 개의 근원지(두개 모두 화성기원이며, -6$\textperthousand$ 미만 및 2$\pm$2$\textperthousand$의 $\delta$$^{34}$ S값)가 존재, 2) 마그마의 생성 및 상승중 $^{32}S$가 풍부한 황(선캠브리아기의 이토질 긴저암내 황)의 혼합(동화)차이; (3)광화지역까지 상승중 H$_2$S가 풍부한 마그마에서 유래된 황원(${\delta}^{34}/S=2$\pm$2$\textperthousand$)의 산화차이. 두 지역 중열수형광상의 석영내 유체포 유물과 광석광물(특히, 철을 함유한 광석광물)의 상이성을 고려하여, 영동지역의 자류철석이 풍부한 중열수형 광상이 보성-장흥지역의 황철석(-유비철석)이 풍부한 중열수형 광상보다 더욱 높은 온도와 더욱 환원된 유체로부터 생성되었음을 알 수 있다. 현재 두 지역에서 산출되는 선캠브리아 편마암과 고생대 퇴적암의 (${\delta}^{34}S값을 알지 못하므로 두 지역 황동위원소 값의 차이에 대한 원인으로 세 번째 반응기작이 가장 가능성이 크다고 판단된다. 앞으로는, 광석황의 근원을 더욱 체계적으로 규명하기 위해서, 소백산육괴를 포함한 한반도의 기저부를 이루는 선캠브리아 변성암과 고생대 퇴적암의 ${\delta}^{34}S값을 조사할 필요가 있다.
