Juan de Fuca 해령 Cleft Segment에서 회수된 황화물 침니: 광물조성 및 유체포유물

• 발행기관: 대한자원환경지질학회
• 저자명: 허철호 윤성택 소칠섭 염승준 이경용
• 간행물 정보: 『자원환경지질』35권 3호, 203~210쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 자연과학 > 지질학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2002.06.30

국문 초록

해저 열수 광화작용을 대표할 수 있는 황화물 침니(sulfids chimmney)의 성장 메카니즘을 고찰하기 위하여 Juan de Fuca해령의 최남단에 위치하는 Cleft segment의 열수장(hydrothermal field)에서 회수한 비활동성이고 황화물과 실리카가 풍부한 침니들 대상으로 광물 및 유체포유물 연구를 수행하였다. 기존 연구에 의하면, Cleft segment에는 많은 활동성 및 비활동성의 열수 분출구가 존재하는 것으로 보고되어 있다. 연구 대상 침니는 주로 비정질 실리카, 황철석, 섬아연석 및 섬유아연석(wurtzite)으로 구성되어 있고, 소량의 황동석 및 백철석을 함유하고 있다. 유체통로로 추정되는 침니의 내부는 다공질이며, 비정질의 교질성 실리카로 피복되어 있다. 섬아연석과 섬유아연석으로 추정되는 침니의 내부는 다공질이며, 비정질의 교질성(colloidal)실리카로 피복되어 있다. 섬아연석과 섬유아연석으로 구성되어 있는 아연이 풍부한 황화물의 FeS 함랑은 13.9-34.3 mole%의 범위를 보이며, 철이 풍부한 중심부와 철이 부족한 연변부를 지닌다. 이는 광화유체의 화학적ㆍ물리적 측정들의 변화로부터 기인되었으리라 사료된다. 침니 내부성장대별 화학조성은 열적구배 및 구성광물의 차이로 인해 다른 특징들을 보여주고 있다. 광화후기에 침전된 비정질 실리카중의 액상이 풍부한 유체포유물을 대상으로 가열 및 냉각 실험을 수행한 결과, 열수유체의 최소 포획 온도는 약 114°∼145℃이며, 해당 염농도는 3.2∼4.8 wt.% NaCl equiv, 이다. 실제 열구에서 배출되는 유체 온도 자료를 입수하지는 못했지만, 본 연구를 통해서 광물의 침전작용 동안 상대적으로 저온의 침전조건이 매우 지배적이었음을 알수 있다. Juan de Fuca 해령내 Cleft seamen에서 회수된 황화물 침니는 산출형태, 교질성 조직, 전(bulk) 화학조성, 광물조합(황철석+백철석+섬유아연석+비정질 실리카) 등으로 볼 때, 기존 보고된 침니 유형보다는 상당히 낮은 온도에서 느린 유체 유동과 전도성 냉각(<250℃)에 의해 생성되었으리라 사료된다.

영문 초록

In order to elucidate the frowth mechanism of sulfide chimney formed as a result of seafloor hydrothermal mineralization, we carried out the mineralogical and fluid inclusion studies on the inactive, sulfide- and silica-rich chimney which has been recovered from a hydrothermal field in the Cleft segment of the Juan de Fuca Ridge. Accoreding to previous studies, many active and inactive vents are present in the Cleft segment. The sulfide-and silica-rich chimney is composed of amorphous silica, pyrite, sphalerite and wurtzite with minor amounts of chalcopy-rite and marcasite. The interior part of the chimney is highly porous and represents a flow channel. Open spaces within chimneys are typically coated with colloform layers of amorphous silica. The FeS content of Zn-sulfides varies widely from 13.9 to 34.3 mole% with Fe0rich core and Fe-poor rims. This variation possibly reflects the change of physicochemical characteristics of hydrothermal fluids. Chemical and mineralogical compositions of the each growth zone are also varied, possibly due to a thermal gradient. Based on the microthermometric measurements of liquid-rich, two-phase inclusions in amorlhous silica that was precipitated in the late stage of mineralizatio, minimun trapping temperatures are estimated to be about 114˚to 145℃ with the salinites between 3.2 and 4.8 wt.% NACl equiv. Although the actual fluid temperatures of the vent are not available, this study suggests that the low temperature conditions were predomiant during the mineralization in the hydrothermal field at cleft segment. Comparign with the previously reported chimney types, the morphology, colloform texture, bulk chemistry, and a characteristic mineral assemblage (pyrite+marcasite+wurtzite+amorphous silica) of this chimney indicate that the chimney have been formed from a relatively low-temperature (<250℃) hydrothermal fluid that was changed by sluggish fluid flow and conductive cooling.

키워드

해저열수광화작용 Juan de Fuca 해령 Cleft segment 황화물 침니 생성환경 seafloor hydrothermal mineralization Cleft segment sulfide chimney mineralogy fluid inclusions