광화유체의 비등과 희석에 의한 통영 천열수계 Au-Ag-Te 광화작용에 대한 반응경로 모델링

• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 박맹언 성규열 Laurence P. James
• 간행물 정보: 『자원환경지질』34권 6호, 507~522쪽, 전체 16쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2001.12.30

국문 초록

통영광산은 천열수광상으로서 능망간석, 백운모, 일라이트, 황철석, 방연석, 황동석, 섬아연석, 아칸다이트 및 헤사이트 등의 광물을 수반하는 초기의 광석광물 침전시기와 후기의 맥석광물 침전시기로 구분된다. 초기는 반복적인 대상구조를 띠고, 황화광물이 침전된 시기로서 텔루리움 광물과 함께 엘렉트림이 산출된다. 후기에는 주로 탄산염 광물과 천금속광물이 침전되었다. 통영 열수계에서 광화단계에 따른 상이한 열수유체의 변천과정을 구체적으로 규명하기 위하여 프로그램 CHILLER를 이용한 수치모델링이 실시되었다 반응경로 모델링은 280℃에서 모암인 안산암과의 반응을 비롯하여, 260℃에서 120℃까지의 단순한 등압 냉각, 비등과 지하수의 혼입에 따른 희석 및 압력과 온도가 감소되는 조건에서 수행하였다. 모델링 결과 초기 광화유체는 산성용액(pH=5.7)으로 상대적으로 높은 염농도와 금속원소 함량이 높다. 광화유체 내의 금의 함량은 열수계의 천금속원소 총량과 황화물의 활동도에 의해 지배된다. 통영 천열수계에서의 광화작용은천부에서 일어난 광화유체의 비등과 이에 수반된 가열된 지하수의 혼입에 의한 반응경로를 반영하며, 현미경에서 관찰된 광물공생 특성과 모델링에 의한 침전광물의 조합 및 엘렉트림의 화학조성 등에서 동일한 경향을 나타랜다. 이러한 유사성은 Te 함유하는 천열수 금 ·은광상이 열수계에서의 비등과 유체혼합(희석)에 의해 생성되었음을 지시한다 반응경로 모델링 연구는 광상성인을 이해하는 중요한 수단이며, 유사한 지질환경에서의 광상탐사에 유용한 자료로 활용될 것으로 생각된다.

영문 초록

At the Tongyeong mine, quartz, ihodochrosite (kutnahorite), muscoyite, illite, pyrite, galena, chalcopyrite, sphalerite, acanthite, and hessite are the principal vein minerals. They were deposited under epithermal conditions in two stages. Ore mineral assemblages and associated gangue phases in stage can be clearly diyided into two general associations: an early cycle (band) that appeared with inooduction of most of the sulfides and electrum, and a later cycle in which base metaland carbonate-bearing assemblages (mostly rhodochrosite) became dominant. Tellurides and some electrum occur assmall rounded grains within subhedral-to euhedral pyrite or anhedral galena in stagell. Sulfide mineralization is zonedfrom pyrite to galena and sphalerite. W3 have used computer modeling to simulate formation of four stages of vein gen-esis. The reaction of a single fluid with andesite host rock at 280℃, isobaric cooling of a single fluid from 260℃ to 120℃, and boiling and mixing of a fluid with both decreasing pressure and temperature were studied using the CHILLER program. Calculations show that the precipitation of alteration minerals is due to fluid-andesite interaction as temperature drops. Speciation calculations confirm that the hydrothermal fluids with moderately high salinities and pH 5.7 (acid), werecapable of transporting significant quantities of base metals. The abundance of gold in fluid depends critically on the ratioof total base metals and iron to sulfide in the aqueous phase because gold is Oansported as an Au(HS)₂- complex, which is sensitive to sulfide activity. Modeling results for Tongyeong mineralization show soong influence of shallow hydro-genic processes such as boiling and fluid mixing. The Yariable banding in stagell mineralization is best explained by mul-tible boilings of hydrothermal fluid followed by lateral mixing of the fluid with overlying diluted, steam-heated ground water. The degree of similarity of calculated mineral assemblages and observed electrum composition and field relationships shows the utility of the numerical simulation method in identifying chemical processes that accompany boiling and mixing in Te-bearing Au-Ag system. This has been applied in models to narrow the search area for epithermal ores,.

키워드

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