Economic and Environmental Geology (자원환경지질)

The Korean Society of Economic and Environmental Geology (대한자원환경지질학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Genetic Environments at the Ssangjeon Tungsten-bearing Hydrothermal Vein Deposit

쌍전 함 텅스텐 열수 맥상광상의 생성환경

  • Sunjin, Lee (Department of Earth and Environmental Sciences, Chungbuk National University) ;
  • Sang-Hoon, Choi (Department of Earth and Environmental Sciences, Chungbuk National University)
  • 이선진 (충북대학교 지구환경과학과) ;
  • 최상훈 (충북대학교 지구환경과학과)
  • Received : 2022.12.23
  • Accepted : 2022.12.25
  • Published : 2022.12.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The Ssangjeon tungsten deposit is located within the Yeongnam Massif. Within the area a number of hydrothermal quartz veins were formed by narrow open-space filling of parallel and subparallel fractures in the metasedimentary rocks as Wonnam formation, Buncheon granite gneiss, amphibolite and/or pegmatite. Mineral paragenesis can be divided into two stages (stage I, ore-bearing quartz vein; stage II, barren quartz vein) by major tectonic fracturing. Stage I, at which the precipitation of major ore minerals occurred, is further divided into three substages (early, middle and late) with paragenetic time based on minor fractures and discernible mineral assemblages: early, marked by deposition of arsenopyrite with pyrite; middle, characterized by introduction of wolframite and scheelite with Ti-Fe-bearing oxides and base-metal sulfides; late, marked by Bi-sulfides. Fluid inclusion data show that stage I ore mineralization was deposited between initial high temperatures (≥370℃) and later lower temperatures (≈170℃) from H2O-CO2-NaCl fluids with salinities between 18.5 to 0.2 equiv. wt. % NaCl of Ssangjeon hydrothermal system. The relationship between salinity and homogenization temperature indicates a complex history of boiling, fluid unmixing (CO2 effervescence), cooling and dilution via influx of cooler, more dilute meteoric waters over the temperature range ≥370℃ to ≈170℃. Changes in stage I vein mineralogy reflect decreasing temperature and fugacity of sulfur by evolution of the Ssangjeon hydrothermal system with increasing paragenetic time.

쌍전광상은 영남육괴 선캠브리아기 변성퇴적암류인 원남층, 분천 화강편마암, 각섬암 또는 페그마타이트 내 열극을 충전하여 생성된 함 텅스텐 열수 맥상광상이다. 쌍전광상의 맥상 광화작용은 지구조적 운동(tectonic break)에 의하여 광화 1기(stage I)와 광화 2기(stage II)로 구분된다. 광화 1기는 석영맥의 생성과 함께 주된 함 텅스텐 광물인 철망간중석 및 회중석과 함께 황화광물 및 산화광물 등이 수반 산출한 시기로서, 공생관계와 광물조합 특성 등에 의하여 세 단계의 광화시기(초기, 중기, 후기)로 구분된다. 광화 1기의 초기에는 유비철석과 황철석이 산출되었다. 중기에는 주된 텅스텐 광화작용이 진행되어 철망간중석, 회중석과 함께 함 티탄 산화광물과 천금속 황화광물 등이 산출되었다. 후기에는 함 비스무트 광물과 함께 2차 광물인 백철석 등이 산출되었다. 광화 2시기는 주 광화작용 이후의 금속 광화작용이 이루어지지 않은 석영맥의 생성 시기이다. 쌍전광상의 주된 광화작용은 고온(≥370℃)의 H2O-CO2-NaCl계 열수유체 유입으로 시작되어 초기 내지 중기의 냉각과 비등작용 및 불혼화용융, 후기의 상대적으로 천부를 순환한 열수유체 또는 천수의 혼입 등에 의하여 ≥370℃~≤170℃의 온도 조건에서 18.5 to 0.2 wt. percent NaCl 상당 염농도를 갖는 유체에서 진행되었다. 쌍전광상의 광물 공생관계 변화는 이러한 열수계의 진화에 의한 온도와 황 분압 조건의 감소 등의 환경변화가 반영된 결과이다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2021학년도 충북대학교 연구년제 사업의 연구비 지원에 의하여 연구되었음. 이와 함께 한국광해광업공단의 2022년 학술연구용역의 지원을 받아 수행되었다. 현장 광상 조사 시에 함께하여 도움을 주신 한국광해광업공단 임윤구 차장님께 감사의 마음을 전합니다. 본 논문을 세심하게 검토하여 고견을 주신 익명의 심사자들께 진심으로 감사드립니다.

References

  1. Barton, P.B., Jr. and Toulmin, P.III. (1964) The electrum-tarnish method for the determination of the fugacity of sulfur in laboratory sulfide systems. Geochim. Cosmochim. Acta, v.28, p.619-640. doi: 10.1016/0016-7037(64)90082-1
  2. Bozzo, A.T., Chen, J.R. and Barduhn, A.J. (1975) The properties of the hydrates of chlorine and carbon dioxide. Desalination, v.16, p.303-320, doi: 10.1016/S0011-9164(00)88004-2.
  3. Burruss, R.C. (1981) Analusis of phase equilibria in C-O-H-S fluid inclusions. In: Hollister, L.S. and Crawford, M.L., (eds.): Fluid inclusions: Application to petro. Miner. Assoc. Can. Short Course Handbook, v.6, p.39-74.
  4. Craig, J.R. and Barton, P.B.Jr. (1973) Thermochemical approximations for sulfosalts. Econ. Geol., v.68, p.493-506. doi: 10.2113/gsecongeo.68.4.493
  5. Haynes, F.M. (1985) Determination of fluid inclusion compositions by sequential freezing. Econ. Geol., v.80, p.1436-1439. doi: 10.2113/gsecongeo.80.5.1436
  6. KMPC (Korea Mining Promotion Corporation) (1980) Reserves survey report for Ssangjeon mine. 11p.
  7. KMPC (Korea Mining Promotion Corporation) (1983) Prospecting and burrowing survey report. p.224-225.
  8. KMPC (Korea Mining Promotion Corporation) (1989) Development prospects survey report for Geoseong mine. 8p.
  9. KMPC (Korea Mining Promotion Corporation) (1990) Reserves survey report for Geoseong mine. 7p.
  10. KORES (Korea Resources Corporation) (2011) Energy resources technology development project annual report for year 1. 17p.
  11. KOMIR (Korea Mine Rehabilitation and Mineral Resources Corporation) (2022) Detailed geological survey report. 75p.
  12. Kim, S.E., Kim, Y.D., Kim, I.H., Cho, M.S. and Yang, J.I. (1979) Geology and ore deposits investigation and feasibility study for mining and ore dressing of Ssangjeon tungsten deposits in Ulchin area. Korea Research Institute of Geoscience and Mineral Resources, 87p.
  13. Kretschmar, U. and Scott, S.D. (1976) Phase relations involving arsenopyrite in the system Fe-As-S and their application. Can. Miner., v.14, p.364-386.
  14. Lee, S.R. and Cho, K. (2012) Precambrian crustal evolution of the Korean peninsula. Jour. Petrol. Soc. Korea, v.21 p.89-112. doi: 10.7854/JPSK.2012.21.2.089
  15. Park, M.E. (1993) H/F Variation in wolframites According to depth and temperature of mineralization at Ssangjeon, Weolag, Cheongyang and Sannae Mines, Korea. Econ. and Environ. Geol., v.26, p.259-265.
  16. Potter, R.W. III., Clunne, M.A. and Brown, D.L. (1978) Freezing point depression aqueous sodium chloride solutions. Econ. Geol., v.73, p.284-285. doi: 10.2113/gsecongeo.73.2.284
  17. Scott, S.D. and Barnes, H.L. (1971) Sphalerite geothermometry and geobarometry. Econ. Geol., v.66, p.653-669. doi: 10.2113/gsecongeo.66.4.653
  18. Seo, J.R (2005) The status of metallic mineral mines in Korea. KIGAM Bullentin, v.9, p.22-47.
  19. So, C.S., Shelton K.L., and Rye D.M. (1983) Geological sulfur isotopic, and fluid inclusion study of the Ssang Jeon Tungsten mine, Republic of Korea. Econ. Geol., v.78, p.157-163. doi: 10.2113/gsecongeo.78.1.157
  20. Youn, S.T. and Park, H. (1982) Mineral paragenesis and fluid inclusion study of Ssangjeon Tungsten deposits. Mining Geol., v.15, p.221-233.