Abstract
The Yugeum deposit in Youngduk in Gyungsangbuk-do is emplaced in the Cretaceous granitoids located in the Northeastem Gyeongsang Basin. Gold-bearing quartz veins filling the fracture with a direction of $N19^{\circ}{\sim}38^{\circ}W$ are most abundantly distributed within the Younghae granodiorite body. The formation of quartz veins can be classified into three main stages: barren quartz stage, auriferous quartz vein stage, and finally the extensive sulfide mineralization stage. Various sulfide minerals such as pyrite, chalcopyrite, galena, sphalerite, and arsenopyrite were precipitated during the hydrothermal gold mineralization process. Gold commonly occurs as fine-grained electrum in sulfides with high Au concentration (up to 93 wt%) compared to Ag. During the early gold mineralization stage, the temperature and pressure of the fluids are in the range of $220{\sim}250^{\circ}C$ and 730~1800 bar, and the oxygen fugacity is between $10^{-27}$ and $10^{-31.7}$ atm. On the other hand, the fluids of the late stage mineralization are characterized by temperature of $290{\sim}350^{\circ}C$ and pressure of 206~472 bar, and the oxygen fugacity is in the range of $10^{-26.3}{\sim}10^{-28.6}$ atm. The sulfur isotope compositions of sulfide minerals are in the range of $0.2{\sim}4.2^{\circ}/_{\circ\circ}$, while the ${\delta}^{34}SH_2S$ values range from 1.0 to $3.7^{\circ}/_{\circ\circ}$. The Ag/Au atomic ratios of electrum ranges from 0.15 to 1.10, and Au content is higher than Ag in most electrum. During the main gold mineralization stage at the relatively high temperature condition and with pH from 4.5 to 5.5, the stability of ${AuCl_2}^-$ increased while the stability of ${Au(HS)_2}^-$ decreased. Considering the pressure estimated in this deposit, the temperature of the ore fluid reached higher than $350^{\circ}C$ and ${AuCl_2}^-$ became an important species for the gold transportation. As mineralization proceeded with decreasing temperature and increasing pH and $f_{o2}$, the precipitation of sulfide minerals and accompanying electrum occurred.
경북 영덕의 유금광상은 경상분지 북동부 백악기 화강암체 내에 배태되어 있으며, 함금 열수석영맥은 모암인 영해 화강섬록암 내에 $N19^{\circ}{\sim}38^{\circ}W$ 주향의 단층대를 따라 충진되었다. 열수 유체의 유입은 크게 세 시기로 나누어 볼 수 있는데, 첫 번째 시기는 광화되지 않은 소량의 석영맥이 생성되었고, 두 번째 시기에는 다량의 금속원소와 이에 수반된 금을 함유한 유체가 유입되었으며, 세 번째 시기에는 다량의 황화광물이 침전되었다. 금 광화작용을 수반한 열수 유체는 황철석, 황동석, 방연석, 섬아연석, 그리고 유비철석 등의 다양한 황화광물들을 침전시켰으며, 에렉트럼 내 Au의 함량은 최대 92 wt%까지 매우 높은 편이다. 초기 금 광화작용 시기의 유체의 온도와 압력은 각각 $220{\sim}250^{\circ}C$와 730~1800 bar의 범위를 보이며, 이때 산소분압은 $10^{-27}{\sim}10^{-31.7}$ atm에 이른다. 반면, 광화 후기에서의 유체의 온도와 압력은 각각 $250{\sim}350^{\circ}C$와 206~472 bar의 범위를 보이며, 산소분압은 $10^{-26.3}{\sim}10^{-28.6}$ atm에 해당하고, 황화광물과 $H_2S$의 ${\delta}^{34}S$ 값은 각각 $0.2{\sim}4.2^{\circ}/_{\circ\circ}$의 범위와 $1.0{\sim}3.7^{\circ}/_{\circ\circ}$범위를 보여준다. 유금광상에서 산출되는 에렉트럼은 0.15~1.10 범위의 Ag/Au 원자비를 보인다. 주광화작용이 진행되는 동안 비교적 높은 온도 조건과 4.5~5.5 의 pH 범위에서 광화유체 내에서 ${Au(HS)_2}^-$의 안정성을 감소되고, 상대적으로 ${AuCl_2}^-$ 의 안정성은 증가되었다. 압력조건을 고려 할 때 광화유체는 $350^{\circ}C$ 이상의 온도에 이르렀으며 용액 중 ${AuCl_2}^-$가 중요한 운반 수단이었을 것으로 생각된다. 광화작용이 진행되면서, 온도와 log $f_{o2}$의 감소가 일어남에 따라 ${AuCl_2}^-$의 용해도는 낮아지고 황화물들의 침전이 일어나며 이와 함께 에렉트럼도 침전하였을 것으로 생각된다.