Alteration and Mineralization in the Xiaoxinancha Porphyry Copper Deposit, Yianbin, China: Fluid Inclusion and Sulfur Isotope Study

The Xiaoxinancha Cu-Au deposit in the Jilin province, located in NNE 800 km of Beijing, is hosted by diorite. The ore mineralization of Xiaoxinancha Cu-Au deposit show a stockwork occurrence that is concentrated on the potassic and phyllic alteration zones. The Xiaoxinancha Cu-Au deposit in the south is being mined with its reserves grading 0.8% Cu, 3.64 g/t Au and 16.8 g/t Ag and in the north, grading 0.63% Cu, 3.80 g/t Au and 6.8 glt Ag. The alteration assemblage occurs as a supergene blanket over deposit. Hydrothermal alteration at the Xiaoxinancha Cu-Au deposit is centered about the stock and was extensively related to the emplacement of the stock. Early hydrothermal alteration was dominantly potassic and followed by propylitic alteration. Chalcocite, often associated with hematite, account for the ore-grade copper, while chalcopyrite, bornite, quartz, epidote, chlorite and calcite constitute the typical gangue assemblage. Other minor opaque phases include pyrite, marcasite, native gold, electrum, hessite, hedleyite, volynskite, galenobismutite, covellite and goethite. Fluid inclusion data indicate that the formation of this porphyry copper deposit is thought to be a result of cooling followed by mixing with dilute and cooler meteoric water with time. In stage II vein, early boiling occurred at 497$^{\circ}$C was succeeded by the occurrence of halite-bearing type III fluid inclusion with homogenization temperature as much as 100$^{\circ}$C lower. The salinities of type 1II fluid inclusion in stage II vein are 54.3 to 66.9 wt.% NaCI + KCI equiv. at 383$^{\circ}$ to 495$^{\circ}$C, indicating the formation depth less than 1 km. Type I cupriferous fluids in stage III vein have the homogenization temperatures and salinity of 168$^{\circ}$ to 365$^{\circ}$C and 1.1 to 9.0 wt.% NaCI equiv. These fluid inclusions in stage III veins were trapped in quartz veins containing highly fractured breccia, indicating the predominance of boiling evidence. This corresponds to hydrostatic pressure of 50 to 80 bars. The $\delta$$^{34}S$ value of sulfide minerals increase slightly with paragenetic time and yield calculated $\delta$$^{34}S_{H2S}$ values of 0.8 to 3.7$\textperthousand$. There is no mineralogical evidence that fugacity of oxygen decreased, and it is thought that the oxygen fugacity of the mineralizing fluids have been buffered through reaction with magnetite. We interpreted the range of the calculated $\delta$$^{34}S_{H2S}$ values for sulfides to represent the incorporation of sulfur from two sources into the Xiaoxinancha Cu-Au hydrothermal fluids: (1) an isotopically light source with a $\delta$$^{34}S$ value of I to 2$\textperthousand$, probably a Mesozoic granitoid related to the ore mineralization. We can infer from the fact that diorite as the host rock in the Xiaoxinancha Cu-Au deposit area intruded plagiogranite; (2) an isotopically heavier source with a $\delta$$^{34}S$ value of > 4.0$\textperthousand$, probably the local porphyry.

중국 연변 쇼시난차 반암동 광상의 광화작용 및 변질작용: 유체포유물 및 황동위원소 연구

중국 북경에서 북북동쪽으로 800 km에 위치한 길림싱의 쇼시난차 동-급 광상은 섬록암에 배태되어 있다. 쇼시난차 동-금 광상의 광석은 망상세맥상으로 산출되며, potassic 및 phyllic변질대에 농집되어 있다. 쇼시난차 동-금 광상의 남측 및 북측광체의 품위는 각각 0.8% Cu, 3.64 g/t Au 및 0.63% Cu, 3.80 g/t Au이다. 본 광상의 열수변질 작용은 암주에 집중되어 있고, 암주의 정치와 폭넓게 관련되어있는 것으로 사료된다. 초기 열수변질 작용은 K-변질작용이 지배적이며, 시간이지나면서 프로필라이트화 작용으로 전환되는 양강을 보인다. 본 광상에서는 적철석과 수반된 휘동석이 채광품위의 동을 산출하고 있으며, 황동석, 반동석, 석영, 녹염석, 녹니석 및 방해석의 광물조합이 전형적으로 관찰된다. 상기 광물조합외에 본 연구에서 인지된 기타 광물들에는 황철석, 백철석, 자연금, 에렉트럼, hessite, hedleyite, volynskite, galenobismutite, covellite및 goethite등이 있다. 유체포유물 자료에 의하면, 본 동-금 광상은 시간이 지나면서 희석되고 차가운 천수의 혼입에 의한 냉각작용의 결과로 형성되었음을 지시하고 있다. 광화시기별로 보면, 광화 2기 초기에는 약 497$^{\circ}C$에서 비등현상이 발생하고 시간이 지나면서 균질화 온도가 10$0^{\circ}C$정도 낮은 암염을 배태하고 있는 제3형 유체포유물이 포획된다. 그리고, 광화 2기 맥내 제 3형 유체포유물의 염농도는 383$^{\circ}$~459$^{\circ}C$의 균질화 온도에서 54.7~66.9 wt.%의 상당염농노에 해당되며, 1 km이하의 생성심도를 지시하고 있다 광화 3기맥의 제 1형의 함동 유체는 168$^{\circ}$~3$65^{\circ}C$의 균질화온도와 1.1~9.0 wt.% 상당 염농도를 보이며, 해당 유체포유물들은 심하게 균열된 각력암을 배태하고 있는 석영맥내에 포획되어 있다. 이는 비등증거를 강하게 지시하고 있으며 50~80 bar의 정수압에 해당된다. 본 광상의 황화물의 $\delta$$^{34}$ S 값은 후기로 가면서 미약하게 증가하는 경향을 보이며, 계산된 $\delta$$^{34}$ $S_{H2S}$값은 0.8~3.7$\textperthousand$에 해당한다. 산소분압이 감소했으리라는 광물학적 증거는 없으며, 광화유체의 산소분압은 자철석과의 반응을 통해서 완충되었으리라 사료된다. 이와같은 사실을 종합해 본 결과, 황화물이 $\delta$$^{34}$ $S_{H2S}$값은 쇼시난차 동-금 광상의 함동금 열수유체에 두 가지 정도의 황source가 병합되었으리라 추정할 수 있다. 첫번째 source는 동위원소적으로 가벼운 1~2$\textperthousand$의 $\delta$$^{34}$ S값을 지닌 광화작용과 관련된 중생대 화강암이다. 이는 본 광상지역의 모암으로서의 섬록암이 plagiogranite를 관입하고 있다는 사실로부터 추론 가능하다. 그리고, 두번째 source는 >4.0$\textperthousand$의 $\delta$$^{34}S$ 값을 지닌 동위윈소적으로 더욱 무거운 source로서, 산출이 미약하여 지질도상에는 기재되어 있지 않지만 국부적인 반암의 존재를 상정할 수 있다. 있다.