• 제목/요약/키워드: sulfur fugacity

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하내 함 동 열수 맥상광상의 광화작용 (Ore Mineralization of The Copper-bearing Hanae Hydrothermal Vein Deposit)

  • 최상훈;이선진;전영식
    • 자원환경지질
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    • 제50권6호
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    • pp.435-443
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    • 2017
  • 하내광상은 경상계 하양층군의 진동층 퇴적암내의 열극을 충진하여 발달한 함 동 열수 석영 맥상광상이다. 초기 맥상 석영과 함께 자류철석-황철석의 산출로 시작된 금속 광화작용은 자류철석-황철석 $\rightarrow$ 황철석-황동석-섬아연석(${\pm}$함비스무스 텔루라이드) 광화작용 $\rightarrow$ 함 은(Ag) 텔루라이드 광화작용 $\rightarrow$ 2차 광물 광화작용의 공생관계를 보이며 진행되었다. 유체포유물 가열실험 결과 하내 함 동 열수광화작용은 약 $400^{\circ}C$ 내지 $200^{\circ}C$ 온도조건의 열수계에서 진행되었다. 맥상 광물의 생성조합과 공생관계 및 유체포유물 가열실험 결과를 이용한 열역학적 해석결과, 하내 함 동 열수광체의 주된 함 동 광물인 황동석 주 광화시기 초기의 온도인 $350^{\circ}C$의 경우 $10^{-9.2}bar$의 황 분압조건에서 광화작용이 시작되었으며, $10^{-8.7}bar$에 이르는 황 분압조건과 ${\approx}10^{-32.1}bar$에서 ${\approx}10^{-29.8}bar$에 이르는 산소 분압조건에서 진행되었다. 주 광화시기 후기의 온도조건인 $250^{\circ}C$의 경우 ${\approx}10^{-13.5}bar$에서 ${\approx}10^{-13.2}bar$에 이르는 황 분압조건과 ${\approx}10^{-38.4}bar$에서 ${\approx}10^{-37.6}bar$에 이르는 산소 분압조건에서 시작되어 ${\approx}10^{-11.7}bar$${\approx}10^{-35.2}bar$에 이르는 황 분압 및 산소 분압 각각의 점증에 의하여 진행되었다. 하내 열수계 최후기(${\geq}200^{\circ}C$) 텔루라이드 광화작용과 관련된 Te의 최소 분압조건은 ${\approx}10^{-18}bar$이며, 황 분압 조건은 ${\approx}10^{-14.0}bar$ 에서 ${\approx}10^{-10.9}bar$이었다.

Cu-Fe-Sn-S계(系) 광물(鑛物)의 산출상태(産出狀態)와 상안정관계(相安定關係) (Occurrences and Phase Stability Relations of Minerals of the Cu-Fe-Sn-S System)

  • 이민성
    • 자원환경지질
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    • 제13권4호
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    • pp.205-213
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    • 1980
  • Stannite is mainly found in hypothermal ore deposits, whereas mawsonite and stannoidite occur characteristically with bornite and chalcopyrite in subvolcanic (xenothermal) ore deposits. Mawsonite always shows the replacement on the rims of stannoidite grains or along the grain boundaries of stannoidite, bornite and chalcopyrite. In the Tada mine, Japan, the following mineral assemblages of the Cu-Fe-Sn-S minerals were observed. 1) bornite-stannoidite; 2) stannoidite-chalcopyrite; 3) stannite-chalcopyrite; 4) bornite-mawsonite-stannoidite; 5) bornite-stannoidite-chalcopyrite; 6) mawsonite-stannoidite-chalcopyrite; 7) stannoidite-stannite-chalcopyrite; 8) bornite-mawsonite-stannoidite-chalcopyrite The heating and D.T.A. experimental results indicate that natural stannoidite containing 3 weight percent of zinc decomposes to bornite, stannite and chalcopyrite at above $500^{\circ}C$, whereas zinc-free synthetic stannoidite is stable up to $800^{\circ}C$. The stability temperature of zincian stannoidite depends on the zinc content. Mawsonite is stable at temperatures below $390^{\circ}C$ and decomposed to stannoidite, bornite and chalcopyrite above it. According to the sulfur fugacity determination by the electrum tarnish method the univariant assemblage of mawsonite, bornite, stannoidite and chalcopyrite requires a higher sulfur fugacity than that of bornite, stannoidite and chalcopyrite assemblage.

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경북·의성 동남부 오토산 주변의 동광화작용 (Copper Mineralization Around the Ohto Mountain in the Southeastern Part of Euiseong, Gyeongsangbug-Do, Republic of Korea)

  • 이형구;김상중;윤혜수;송영수;김인수
    • 자원환경지질
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    • 제26권3호
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    • pp.311-325
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    • 1993
  • The Ohto and Tohyun copper mine which are located 4 km southeast of Euiseong, Gyeongsangbukdo, Republic of Korea show various common geologic and mineralogic features. Both copper deposits are of hydrothermal-vein types, and associated with fracture system developed during formation of the Geumseong-san caldera in late Cretaceous age. According to structures and mineral assemblages, the mineralization processes have progressed in four stages: three hypogene mineralization stages and one supergene stage. Three hypogene stages are 1) stage I forming $N5{\sim}20^{\circ}E$ veins in the Ohto mine, 2) stage II building $N5^{\circ}W{\sim}N5^{\circ}E$ veins in the Tohyun mine, and 3) stage ill bringing $N80^{\circ}E$ veins which crosscut veins of the stage II. The vein ores consist mainly of pyrite, arsenopyrite, galena and chalcopyrite, minor or trace amounts of magnetite, hematite, pyrrhotite, stannite, bournonite, boulangerite, stibnite, galenobismutite, native bismuth, marcasite, geothite and malachite. The main gangue minerals are quartz and calcite. Wallrock is altered by sericitization, chloritization, pyritization, carbonitization and argillization. Arsenic and copper contents in arsenopyrite increase from stage I to stage III (from 31.28 to 33043 atom.% As) and (from 0.04 to 0040 atom.% Co). Going from stage I to stage III Fe and Mn contents in sphalerite decreases from 12.56 to 0.44 wt.% and from 0.24 to 0.01 wt.%, respectively. The compositional data of arsenopyrite in the early stage I indicate a temperature of $420{\sim}365^{\circ}C$ and sulfur fugacity of $10^{-6.5}{\sim}10^{-8.3}$ atm. Chalcopyrite and pyrrhotite assemblage suggest that Middle stage I was deposited at below $334^{\circ}C$. The compositional data of arsenopyrite in early stage II suggest a temperature range of $425{\sim}390^{\circ}C$ and sulfur fugacity codition of $10^{-6.4}{\sim}10^{-7.3}$ atm. Based on fluid inclusion the Middle stage II was regarded as to be deposited at $420{\sim}337^{\circ}C$ (Chi et al., 1989). Referring composition of sphalerite and stannite middle-late stage II seem to be deposited around $246^{\circ}C$ and $10^{-16.5}$ atm. sulfur fugacity. The ${\delta}^{34}S$ values of sulfide minerals in the Stage I, II, III range from 4.9 to 7.6%0 and indicate igneous ore fluid origin. Based on differences in mineral assemblages, chemical composition and chemical environments of Ohto and Tohyun mine its mineralization are considered to be formed at diffent mineralization ages and by different ore fluids.

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우석광상 다금속 광화작용의 시공간적 특성변화 (Spatio-Temporal Variation of Polymetallic Mineralization in the Wooseok Deposit)

  • 임헌경;신동복;정준영;이문택
    • 자원환경지질
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    • 제51권6호
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    • pp.493-507
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    • 2018
  • 제천시 청풍면에 위치한 우석광상은 옥천변성대 동북부 황강리광화대에 속한다. 지질은 조선누층군의 석회암이 넓게 분포하며, 광상 동측에 백악기 무암사화강암이 관입하였다. 광상은 스카른 및 맥상광체가 W-Mo-Fe 및 Cu-Pb-Zn 광화작용을 수반하며, 스카른은 하부갱에서만 발달한다. 광석광물은 스카른광물을 교대 및 절단하며, 자철석-적철석, 휘수연석-회중석-철망간중석, 자류철석-황동석-황철석-섬아연석-방연석 순으로 정출되었고 전반적으로 황화광물이 우세하다. 석류석의 조성은 $Ad_{65.9-97.8}Gr_{0.3-32.0}Pyr_{0.9-3.0}$으로 Fe가 부화된 안드라다이트 계열을 보이며, 휘석은 $Hd_{4.5-49.7}Di_{42.3-93.9}Jo_{0.5-7.9}$로서 투휘석 계열이 우세하여 스카른화 작용이 전체적으로 산화환경에서 진행되었음을 지시한다. 맥상광체에 수반된 섬아연석에 대한 FeS-MnS-CdS 삼각도에서 심부에서 천부로 가면서 FeS는 감소하고 MnS는 증가하는 경향을 보이는데 이는 심부의 W 광화작용과 천부의 Pb-Zn 광화작용과 관련된 것으로 보인다. 황화광물의 황안정동위원소 조성은 5.1-6.8 ‰로 마그마에서 기원된 황이 모암이 영향을 받은 것으로 여겨진다. 우석광상의 W-Mo 스카른 및 Pb-Zn 열수맥상 광화작용은 시공간적으로 심부에서 천부로 가면서 온도 및 산소분압의 감소와 함께 황분압이 증가하면서 진행된 것으로 보인다.

하동-산청 회장암체 내 부존하는 하동 함 철-티탄 광체의 광화작용 (Ore Mineralization of The Hadong Fe-Ti-bearing Ore Bodies in the Hadong-Sancheong Anorthosite Complexes)

  • 이인경;전영식;최상훈
    • 자원환경지질
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    • 제50권1호
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    • pp.35-44
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    • 2017
  • 하동-산청 회장암체는 영남육괴의 남서부에 선캠브리아기 지리산 편마암 복합체의 변성암류를 기반암으로 차노카이트(charnockite)와 함께 분포하며, 주변에는 중생대 화성암류가 관입 산출한다. 하동-산청 회장암체는 중생대 쥬라기의 섬장암을 경계로 북서쪽의 산청 회장암체와 남쪽의 하동 회장암체로 구분된다. 광체는 하동 회장암체 내에 남북방향으로 약 14 km의 연장을 보이며 단속적으로 산출되는 하동 함 철-티탄 암맥상 광체이다. 하동 함 철-티탄 암맥상 광체 내에는 함-철 산화광물인 자철석(magnetite) 및 티탄철석(ilmenite) 과 함께 함 티탄 광물들(금홍석(rutile) 과 티타나이트(titanite))과 소량의 황화광물들(자류철석, 황철석, 황동석, 섬아연석 등)이 수반하여 산출된다. 하동 함 철-티탄광체의 광화작용은 초기 자철석-티탄철석의 공생 산출로 시작되어 자철석-티탄철석 ${\rightarrow}$ 자철석-티탄철석-자류철석 ${\rightarrow}$ 티탄철석-자류철석-금홍석-티타니이트(${\pm}$황철석) ${\rightarrow}$ 황화광물의 공생관계를 보이며 진행되었다. 광체 내 공생관계와 및 열역학적 연구를 통하여 확인된 하동 함 철-티탄 광체의 초기 함 철-티탄 광화작용은 약 $10^{-11.8}{\sim}10^{-17.2}$ atm의 산소 분압조건($700^{\circ}C$)에서 $Fe_3O_4-FeS$ 상평형을 이루는 황 분압조건 (약 $10^0$ atm) 까지 황 분압의 증가에 의하여 진행되었으며, 그 후 황화광물의 산출은 산소 분압은 감소(${\geq}10^{-20.2}$ atm)되면서 황 분압이 증가(${\geq}10^0$ atm) 하는 환경에서 진행되었다.

동진광산의 지질과 금은광화작용 (Geology and Gold-Silver Mineralization of Dongjin Mine)

  • 정재일;김선영
    • 자원환경지질
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    • 제29권3호
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    • pp.395-405
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    • 1996
  • The Donjin deposits which is located in the Chinan Basin, are emplaced along $N10{\sim}40^{\circ}E$ trending fissure sets. So it is a sort of fissure-filling ore deposits. The results of paragenetic studies suggest two stages of hydrothermal mineralization; stage I: base-metal sulfides stage, stage II: late base-metal sulfides, electrum and silver-bearing sulfosalts stage. Au: Ag ratios of the electrums show that Ag atomic% are higher than that of Au. The temperature and salinity of the Donjin deposits estimated from fluid inclusion and sulfur isotope geothermometry are as follows; stage I: $240{\sim}315^{\circ}C$, 2.4~7.1 NaCl eq. wt.%, stage II: $190{\sim}268^{\circ}C$, 4.6~8.4 NaCl eq. wt.%. The estimated oxygen and sulfur fugacity during first stage mineralization, based on phase relation of associated minerals, range from $10^{-35}{\sim}10^{-39.7}$ atm. and$10^{-11}{\sim}10^{-13.4}$ atm., respectively. All these evidences suggest that the Dongjin deposits are polymetallic meso-epithermal ore deposits.

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남성(南星) 금광산산(金鑛山産) 에렉트럼의 산상(産狀) (Occurrence of Electrum from the Namseong Gold Mine)

  • 이현구;김상중;최선규
    • 자원환경지질
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    • 제20권4호
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    • pp.223-234
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    • 1987
  • This paper describes the mode of occurrence and mineralogical properties of electrum from the Namseong Gold-Silver deposits, for the purpose of obtaining data on the characteristics of the ore deposits and the behavior of gold and silver during the mineralization. The gangue minerals are quartz, calcite, fluorite. Ore minerals are mainly composed of pyrite, sphalerite, chalcopyrite and galena with minor amount of argentite, electrum, pyrargyrite, native silver and unidenfied mineral(Cu-Fe-Ag-S series). Three stage of mineralization recognized are, from early to later, (I) pyrite-electrum stage (II) sphalerite-chalcopyrite-galena-argentite-electrum stage (III) sulfosalts stage. The filling temperature of fluid inclusions in quartz ranges from $225^{\circ}$ to $335^{\circ}C$. The value of sulfur fugacity estimated by means of electrum-tarnish method ranges from $10^{-11.5}$ to $10^{-14}$ atm. The compositional heterogeneity within a single grain with respect to gold concentration is common in the Namseong electrums Chemical composition of electrum ranges generally between 25~45 atom% Au. Its gold content decreases in late stages of mineralization.

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상라 연-아연 광상의 안정동위원소 연구 (Stable Isotope Studies of the Sangra Lead-Zinc Deposit)

  • 문상호
    • 자원환경지질
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    • 제27권3호
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    • pp.219-229
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    • 1994
  • The Sangra Pb-Zn deposit is located in the Gampo area. Most Cretaceous sedimentary rocks and Paleogene felsic intrusives in the study area have experienced intense propylitization. Such propylitization and Pb-Zn mineralization in ore veins are involved with the fluid having very low oxygen isotopic composition.Sulfurisotopic equilibrium temperature during the main Pb-Zn mineralization (late stage I) is calculated as $T=275^{\circ}{\sim}295^{\circ}C$. Oxygen and sulfur fugacity in late stage I fluid is estimated as $logfO_2=-34.4{\sim}-29.1$ and $logfS_2=-12.0{\sim}-8.2$ bars. It is inferred that the sulfur isotopic composition oflate stage I fluid was very high such as ${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}=+22.4{\sim}+22.5$‰ and the origin of sulfur was ocean water sulfate. Oxygen and hydrogen isotopic composition of water in ore-forming fluid was gradually increased and more abundantly affected by ocean water from early to late mineralization stage as follows; (late stage I) ${\delta}^{18}O_{H2O}=-7.2{\sim}-1.1$‰, ${\delta}D_{H2O}=-87{\sim}-84$‰, (stage II) ${\delta}^{18}O_{H2O}=-2.4{\sim}-0.8$‰, ${\delta}D_{H2O}=-39{\sim}-21$‰ (stage III) ${\delta}^{18}O_{H2O}=+0.7{\sim}+12.6$‰, ${\delta}D_{H_2O}=-49{\sim}-42$‰. The pH in ore-forming fluid was about 4.7 during late stage I and is thought to have been gradually decreased from late stage I to stage II mineralization.

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충청도(忠淸道) 동북부(東北部) 태창(泰昌)·보연(寶蓮), 금왕(金旺) 광산(鑛山)의 금은광화작용(金銀鑛化作用) (Gold-Silver Mineralization of Taechang-Boryeon and Geumwang Mines in Northeastern Chungcheong Provinces)

  • 최선규;박노영;박성원
    • 자원환경지질
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    • 제19권spc호
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    • pp.193-206
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    • 1986
  • A number of auriferous veins occur in the Precambrian metamorphic terrain from Chungju to Mugeug district. These gold (-silver) deposits consist mainly of the fissure-filling quartz veins intruding the Precambrian gneiss or schist and Jurassic or Cretaceous granite. These gold (-silver) deposits can be 'divided into two mineralization epochs, (a) gold-rich veins related to Daebo igneous activity, and (b) gold-silver veins related to Bulgugsa igneous activity. These two groups of ore deposits with different generation can be characterized by the mode of occurrence of ore vein and the ore mineral associations. The auriferous quartz veins of Taechang and Boryeon mines associated with late Jurassic igneous activity are massive in character, and show the simple mineral assemblages and low Ag/Au ratio in the ores, representing a single mineralization system. The ore minerals are predominantly quartz containing minor or trace amonts of pyrrhotite, sphalerite, galena, pyrite, chalcopyrite and electrum. Electrum is closely associated with pyrrhotite and has chemical compositions from 61.4 to 78.5 atomic % Au. Fluid inclusion data suggest that ore minerals were deposited at temperatures between 238 and $390^{\circ}C$ from $CO_2$-rich fluids. The gold and/or silver-bearing quartz veins of Geumwang mine related to middle Cretaceous igneous activity are characterized by the multistage history, diverse mineral assemblages with high Ag/Au ratio in the ores. The ores of Geumwang mine have two contrasting mineral assemblages (1) pyrite+galena+sphalerite+arsenopyrite+electrum+argentite, representing the higher gold mineralization, and (2) pyrite+chalcopyrite+ galena +sphalerite+ arsenopyrite+silver sulfosalts+ electrum+ native silver+argentite, representing the higher silver mineralization. Electrum is closely associated with pyrite and has chemical compositions from 11.2 to 49.9 atomic % Au. The depositional environment during the higher gold mineralization can be estimated as the range of both temperature and sulfur fugacity, T= $200{\sim}300^{\circ}C$, log f ($S_2$) = $10^{-10}{\sim}10^{-15}$. The higher silver mineralization may be interpreted to have formed a range of falling temperature ($150{\sim}200^{\circ}C$) and low sulfur fugacity($10^{-10}{\sim}10^{-15}$). These temperature data are consistent with homogenization temperatures of fluId inclusions in quartz. Thus, the gold veins related to the Daebo igneous activity may be formed by the environment of higher temperature and pressure than the gold-silver veins associated with the Bulgugsa igneous activity.

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영월 녹전리 일대 이목화강암과 관련된 스카른 광화작용 (Skarn Mineralization Associated with the Imog Granite in Nokjeonri Area, Yeongwol)

  • 정준영;신동복;임헌경
    • 광물과 암석
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    • 제33권3호
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    • pp.215-232
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    • 2020
  • 태백산광화대에 속하는 영월군 녹전리 일대에는 이목화강암과의 경계부를 따라 탄산염암을 모암으로하는 Ca 및 Mg 스카른과 광화작용이 발달하였다. Ca 스카른은 석회암을 모암으로 석류석과 휘석이 산출되며, Mg 스카른은 백운암이 모암이며, 감람석 및 사문석이 발달한다. 광석광물은 초기 자철석-적철석 그리고 후기 자류철석(±회중석)-황철석-방연석-섬아연석이 정출된다. 석류석은 근거리에 안드라다이트 조성 그리고 원거리에 그로슐라 조성이 각각 우세하며, 휘석은 투휘석이 주로 산출된다. 이러한 조성변화는 유체가 이목화강암에서 원거리로 이동함에 따라 모암과의 반응이 증가하여 산화환경에서 환원환경으로 변화하였음을 나타낸다. Mg 스카른의 자철석이 Ca 스카른보다 Fe2O3는 높고 FeO는 낮은 특징을 보이며, Mg 스카른에서 높은 MgO 함량을 보인다. 섬아연석의 Zn/Fe 비는 이목화강암에서 멀어질수록 증가하는 경향을 보인다. 황화광물의 δ34S 값은 이목화강암과 유사한 값을 보이고 있어서 대부분의 황이 화성기원임을 시사한다. 광화작용은 온도 및 산소분압의 감소와 더불어 황분압이 증가함에 따라 스카른광물, 산화광물 그리고 황화광물 순으로 정출되었다.