Geochemistry of tourmalines in the Ilgwang Cu-W breccia-pipe deposit, Southeastern Gyeongsang Basin

A small granodiorite-quartz monzonitic stock containing sericitic and propylitic alteration assemblages hosts a Cu-W breccia-pipe deposit in the southeastern Cyeongsang basin. The mineralized breccia-pipe contains angular to subangular brecciated fragments of granitic rocks showing clast-supported textures. An assemblage of quartz, tourmalines, sulfide minerals (mainly chalcopyrite, arsenopyrite and pyrrhotite) and calcite was precipitated as a hydrothermal cement between the brecciated fragments. A tourmaline aureole surrounds the breccia pipe. Extensive tourmalinization of the granitic rocks near and within the pipe and no tourmalinization in the sedimentary and volcanic rocks. The tourmalines are marked by Fe-rich, black charcoal-like schorl (80 mol% schorl relative) nearer the schorl-dravite solid solution. The chemical changes in the hydrothermal fluid are reflected by variations in compositional Boning from cores to rims. They generally contain cores with low values of Fe/(Fe+Mg) and high values of Na/(Na+ca) relative to rims. This is because of an increase Fe and Ca contents toward rims. The main trend of these variations is a combination of the exchange vectors Ca(Fe, Mg) $(NaAl)_{- }$ $_1$ and $Fe^{3}^{+}$ $Al_{[-10]}$ $_1$ It is thought that boiling causes the loss of $H_2$ into the vapor phase resulting in the oxidation of Fe in the aqueous phase. pH of the melt would be one of important controlling factors for the tourmaline stability. The tourmalines could be precipitated when the system evolved to the acidic hydrothermal regime as most hydrothermal brines and acidic gases exsolved from the magma. The Ilgwang tourmaline crystallization is products of hypogene orthomagmatic hydrothermal processes that were strongly pipe-controlled.

경상남도 일광의 각력파이프형 구리(Cu)광상에서 산출되는 전기석의 지구화학

경상남도 일광지역의 각력파이프형 구리(Cu)광상은 화강암질암 성분의 암주내에 배태되어 있으며, 모암인 화강암질암은 변질되어 있다. 암흑색의 전기석은 각력파이프를 중심으로 교대 후광을 형성하면서, 석영, 황동석, 유비철석, 자류철석, 방연석, 반동석등과 함께 각력파이프내의 모암인 화강암질암 각력들사이의 기질부를 충전하면서 광맥을 형성하거나, 모암인 장석, 흑운모를 치환교대하면서 산출된다. 각력내(광맥)에서 형성된 전기석은 조립에서 세립질의 자형으로, 침상 내지 깃털 모양으로 산출되며, 다색성 체계는 대체로 짙은 청색과 녹색을 나타낸다. 변질된 모암에서 산출되는 전기석은 타형이며, 등립질의 이차 (secondary) 석영과 함께 방사상의 연정을 이루는 것이 특징적으로 관찰된다. 전기석은 Fe성분이 풍부한, 흑색의 스코올(schorl)(80mol% schorl relative)이며, 비교적 단순한 화학조성을 갖는다. 전기석의 누대구조에 따른 조성 변화는 전기석결정 후기단계에 Fe와 Ca 성분이 증가했음을 나타낸다. 이러한 화학성분의 변화는 Ca에 의한 Na치환, Fe$^{3+}$ 에 의해 Al이 치환되어진 우바이트(uvite)치환(Ca(Fe,Mg)NaAl$_{-1}$)과 페리스코올(ferrischorl)치환 (Fe$^{3+}$ Al$_{-1}$)에 의한 것으로 해석된다. 페리스코올치환이 있었다는 것은 전기석을 침전시킨 열수의 산화상태(oxidation state)가 높아진 것을 반영한다. 이러한 높아진 산화환경은 열수의 비등에 의해 H$_2$ 성분이 열수에서 제거되어져 형성되어졌다. 또한 열수의 비등에 의한 산성(acidic) 휘발성성분 제거는 열수의 pH를 높여 경제성 있는 황화광물의 형성을 용이하게 했다 일광전기석의 산출상태와 지구화학적 특성은 이곳의 전기석은 마그마에서 용리되어진 열수가 각력파이프를 통해 대규모로 이동되어 형성된 생산물이며, 마그마에서 산성성분의 유체가 용리되어 산성열수체계를 형성하고 난 후, 전기석의 침전이 시작되었음을 보여준다 광화대와 변질대를 형성한 일광의 열수체계는 마그마(orthomagmatic), 심부(hypogene) 기원의 열수에 의해 형성되어졌음을 나타낸다.