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카자흐스탄 듀셈바이지역의 퇴적분기형 연-아연 광화작용에 대한 잠재력 연구
노상건(Sang-gun No),이승한(Seung-han Lee),박기웅(Ki-woong Park),정현국(Hyeon-guk Jeong),윤지성(Ji-seong Yun),김선옥(Sun-ok Kim),박맹언(Maeng-eon Park) 대한자원환경지질학회 2018 자원환경지질 Vol.51 No.3
properties, metal index, alteration index and redox-sensitivity are compared with those of SEDEX type deposit. Mineralization is developed along foliation of host rock (graphitic phyllite) and controlled by folds and faults; major ore minerals including pyrite, pyrrhotite, sphalerite, and galena are disseminated or interlayered with finegrained quartz. The margin of the mineralized zone is metamorphosed accompanying sericite and chlorite. Hydrothermal brecciation and Pb-Zn mineralization formed in quartz-calcite stockworks are confirmed at the around of Maytyubin granitoid intrusions. The mineralization is classified into three types according to those of occurrence, paragenesis, chemical composition and isotopic characteristics. Type 1 whose fine-grained pyrite, pyrrhotite and sphalerite are formed in parallel yet discontinuous to well-developed foliations of the host rock; its geochemistry is similar to those of the earlier stage in SEDEX-type mineralization. In case of type 2, the ore minerals of which are concentrated being parallel to a foliation by regional metamorphism, and most of them associated with quartz and muscovite (± biotite) paragenetically. Type 3 is formed in the hydrothermal breccia zone whose ore minerals are controlled by foliation and breccia and developed in quartz ± calcite veins having a form such as stratification, stockwork or veinlets. Host rocks in the mineralized zone indicate homogeneous metamorphic grade and there is no specific alteration zonation. Also, all types (type 1, type 2, and type 3) represent similar REEs patterns, it can be interpreted that these are originated from a same source. Sulphides occurred in mineralized zone indicate a limited range of sulphur isotope values (type 2, δ 34 S = -13.3 ~ -11.7‰; type 3, δ 34 S = -13.9 ~ -8.2‰), and a result of geothermometry presents different temperature ranges: type 2(251 ± 38 o C ~ 277 ± 40 o C); type 3(360 ± 2 o C to 537 ± 29 o C). It is estimated to be due to the effect of metamorphism and Maytyubin granitoid intrusions, respectively. In addition, ternary chart of thorium, scandium, and zircon for discrimination of tectonic setting and redox sensitivity using V/Mo values indicate that hydrothermal sediments put on reduction environment after precipitation, before being affected by metamorphism and intrusion activity. Geochemical data are plotted on a distal trend of SEDEX-type with discrimination plot using SEDEX index. As a result, petrological-geochemical properties demonstrate that Dyusembay Pb-Zn mineralized zone is comparable to distal-type of SEDEX deposit. 카자흐스탄 듀셈바이지역에서 변성퇴적암을 모암으로 발달한 연-아연 광화대가 확인되었다. 이 광화대에서 채취된 암추시료의 암석학적 특징, 변질지수(Alteration Index) 및 광석의 산화-환원 민감도(Redox-sensitive)를 퇴적분기형 (SEDEX-type) 광상과 대비하였다. 광화작용은 습곡과 단층에 의해 규제되며 주로 흑연질천매암의 엽리를 따라 발달 한다. 주요 광석광물은 황철석, 자류철석, 섬아연석 및 방연석이며, 세립질 석영과 함께 산점상 또는 층상으로 발달되어 있다. 광화대의 연변부는 전반적으로 견운모 및 녹니석을 수반하는 광역변성작용의 특징을 보인다. 모암을 관입한 마츄빈 화강암류 인근에서 열수작용에 의한 각력화와 망상의 석영-방해석 맥에 수반되는 연-아연 광화작용이 확인된 다. 광화작용은 광석광물의 산출형태, 공생광물, 화학조성 및 동위원소 특성에 의해 세 가지 유형으로 구분된다. 광화 제1유형은 엽층리가 잘 발달된 모암 내에 미립의 황철석, 자황철석 및 섬아연석이 엽층리에 평행하게 단속적으로 배태되는 특징을 가지며, 지구화학적 분석결과 퇴적분기형 광화작용의 초기 단계 특징과 유사하다. 광화 제2유형은 광역변성작용에 의해 모암에 형성된 엽리에 평행하게 광석광물이 농집되어 나타나며, 석영 및 백운모(± 흑운모)와 공생 하는 특징을 보인다. 광화 제3유형은 열수각력대 내에 발달하며, 모암의 엽리면과 각력 사이의 열극에 규제되어 층상, 망상 및 세맥상의 형태로 발달하는 특징을 가진다. 듀셈바이 연-아연 광화대의 모암은 유사한 변성정도를 나타내고, 명확한 변질대의 분대 현상이 관찰되지 않는다. 또한 광화 제1유형, 제2유형 및 제3유형 모두 유사한 희토류원소 (REEs) 패턴을 나타내므로 동일한 기원에 의해 형성된 것으로 해석된다. 광화대에서 산출되는 황화광물은 제한된 범위의 황 동위원소 값(제2유형: δ 34 S = -13.9 ~ -8.2‰)을 가지며, 동위원소 지질온도계 적용 결과, 제2유형(T = 251 ± 38 o C)이 각각 다른 온도 범위로 나타났다. 이는 각각 모암의 변성작용과 마츄빈 화강암류의 관입에 의한 영향을 반영하는 것으로 추정된다. ThZr-Sc을 이용한 퇴적환경 분석 및 V/Mo 값을 이용한 산화-환원 민감도 검토 결과, 열수퇴적물은 침전 후 환원환경을 겪었으며 이후 변성작용과 화성암체의 관입에 의한 영향을 받은 것을 지시한다. 또한, 주성분을 이용한 SEDEX 지수를 산출하여 퇴적분기형 광상 판별도에 도시해본 결과 원지성 광화대에 대비된다. 따라서 듀셈바이 연-아연 광화대는 퇴적암을 모암으로 발달하는 층상 퇴적분기형 광상의 원지성 광화대에 해당하는 것으로 판단된다.
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창원시 의창지역 보난자형 금광상 성인 : 반응경로 모델링에 의한 지구화학적 해석
이승한,노상건,박맹언,Lee, Seung-han,No, Sang-gun,Park, Maeng-Eon 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.2
Gold mineralization of Samjeong and Yongjang gold mines in Uichang area shows characteristics of Bonanza-type gold deposits. Ores are mainly developed along the contact parts between quartz vein and arkosic sandstone beds(Fe-rich bed) in sedimentary rock. Electrum, silver sulfide and sulfate minerals are mainly in the ores. On the other hand, gold mineralization is less developed in cherty rock and andesitic rock than arkosic sandstone. The study highlights characteristics of gold precipitation in the deposit on the basis of numerical modelling of the reactions between the assumed hydrothermal ore fluids with multicomponent heterogeneous equilibrium calculations. Aqueous species, gases and minerals, containing electrum are included in the calculations. The reaction result between hydrothermal ore fluids and arkosic sandstone show that pH increasing in the ore-forming fluid would trigger precipitation of quartz, chlorite, sericite, chalcopyrite, galena, pyrite, electrum, actinolite and feldspar. The numerical modelling also illustrates the drastic increase of pH and desulfidation lead to precipitation of electrum. Ag/Au ratios in the ore vary with pH conditions and subsequently precipitation of silver-bearing sulfides such as acanthite and polybasite. The modelling of the reaction between andesitic rock and ore-forming fluid shows that mineral assemblages of the case are analogous to ones of the reaction between arkosic sandstone and fluid except the latter has little portion of electrum. The abovementioned modelling results suggest that gold-silver mineralization is bounded by host rocks at the study area. 의창지역의 삼정광산과 용장광산의 금광화작용은 보난자(Bonanza)형 금광상의 특성을 나타낸다. 광상은 퇴적암 내의 장석질 사암과 석영맥의 접촉부에서 주로 산출되며, 금과 은을 함유하는 광물은 에렉트럼과 더불어 은황화광물 및 황산염광물로 산출된다. 반면, 광상의 모암이 쳐트질 암석과 안산암인 경우에는 금광화작용이 장석질 사암의 경우보다 미약하게 발달된다. 이 연구에서는 금의 침전 특성을 파악하기 위하여 열수용액과 장석질 사암 및 안산암간의 수치모델링에 의한 다성분 다상계 평형계산을 실시하였다. 모델링에서는 함금은 광물인 에렉트럼 및 수용액상 또는 기상 원소들이 사용되었다. 반응경로 모델링 결과, pH가 증가함에 따라 석영, 녹니석, 견운모, 황동석, 방연석, 황철석, 에렉트럼, 양기석과 장석이 침전되었다. 또한, 에렉트럼은 모암과 광화용액 간의 반응에 의한 급격한 pH 증가와 탈황화작용에 의해 침전되었음을 확인하였다. 금 은비는 용액의 pH 조건이나 아칸다이트와 폴리바사이트와 같은 은황화 광물 침전에 의해 변화되었다. 한편, 안산암과 열수용액과의 반응에서 침전된 광물은 열수용액과 장석질 사암과의 반응에서 침전된 광물과 유사하지만 상대적으로 적은 양의 에렉트럼이 침전되었다. 이러한 연구결과로 미루어 볼 때 의창지역 보난자형 금광화작용의 부광대는 모암 규제에 의해 형성되었다고 판단된다.
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