Mesothermal Gold-Silver Mineralization at the Bodeok Mine, Boseong Area : A Fluid Inclusion and Stable Isotope Study

전남(全南) 보성지역(寶城地域) 보덕광산(寶德鑛山)의 심부(深部) 중온형(中溫型) 금(金)-은(銀) 광화작용(鑛化作用): 유체포유물(流體包有物) 및 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)

Electrum (32~73 atom. % Ag)-sulfide mineralization of the Bodeok mine in the Boseong area was deposited in two stages of mineralogically simple, massive quartz veins that fill the fractures along fault shear zones in Precambrian gneiss. Radiometric dating indicates that mineralization is Late Jurassic age ($155.9{\pm}2.3$ Ma). Fluid inclusion data show that ore mineralization was formed from $H_2O-CO_2$ fluids with variable $CO_2$ contents ($X_{CO_2}=0.0$ to 0.7) and low salinities (0.0 to 7.4 wt. % eq. NaCl) at temperatures between $200^{\circ}$ and $370^{\circ}C$. Evidence of fluid unmixing ($CO_2$ effervescence) indicates pressures up to 1 kbar. Gold-silver deposition occurred later than base-metal sulfide deposition, at temperatures near $250^{\circ}C$ and was probably a result of cooling and decreasing sulfur activity caused by sulfide precipitation and/or $H_2S$ loss (through fluid unmixing). Calculated sulfur isotope compositions of ore fluids (${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}=1.7$ to 3.3‰) indicate an igneous source of sulfur in hydrothermal fluids. Measured and calculated O and H isotope compositions of ore fluids (${\delta}^{18}O_{water}=4.8$ to 7.2‰, ${\delta}D_{water}=-73$ to -76‰) indicate that mesothermal auriferous fluids at Bodeok were likely mixtures of $H_2O-rich$, isotopically evolved meteoric waters and magmatic $H_2O-CO_2$ fluids.

전남(全南) 보성(寶城)지역 보덕(寶德) 광산의 에렉트럼 (은(銀)함량=32~73 atom. %)-황화광물 광화작용(鑛化作用)은 선캠브리아기(紀) 편마암(片麻岩)내의 단층(斷層) 열극을 충진한 석영맥(石英脈)으로 산출된다. 석영맥은 광물조성이 단순한 괴상(塊狀)이며, 구조(構造)적으로 2회에 걸쳐 형성되었다. 열수변질대(熱水變質帶) 견운모(絹雲母)에 대한 K-Ar 연령은 $155.9{\pm}2.3$ Ma로서 광화작용(鑛化作用)이 후기 쥬라기(紀)에 일어났음을 지시한다. 유체포유물(流體包有物) 연구에 의하면, 광화작용(鑛化作用)은 다양한 $CO_2$ 함량 ($X_{CO_2}=0.0{\sim}0.7$)과 저염도(低鹽度) (0.0~7.4 wt. % NaCl 상당농도(相當濃度))를 갖는 $H_2O-CO_2$계(系) 유체(流體)로부터 $200^{\circ}{\sim}370^{\circ}C$의 온도(溫度)범위에서 진행되었다. 광화유체(鑛化流體)의 불혼화(不混和) ($CO_2$비등(沸騰)) 증거는 광화용(鑛化用)시의 압력(壓力)이 약 1 kbar에 이르렀음을 지시한다. 금(金)-은(銀) 침전(沈澱)은 base-metal계(系) 황화광물(黃化鑛物) 보다는 후기, 약 $250^{\circ}C$ 근처에서 진행되었고, 유체(流體) 불혼화(不混和)에 따라 황화광물(黃化鑛物) 침전(沈澱) 및 $H_2S$ 일탈이 야기되면서 주로 냉각(冷却) 및 유황분압(硫黃分壓)의 감소에 기인하였다. 광화유체(鑛化流體)의 유황동위원소(硫黃同位元素) 조성 (${\delta}^{34}S_{{\Sigma}S}=1.7{\sim}3.3$‰)은 유황(硫黃)의 화성(火成)기원을 나타낸다. 한편, 광화유체(鑛化流體)의 산소(酸素)-수소(水素) 동위원소(同位元素) 조성 (${\delta}^{18}O_{water}=4.8{\sim}7.2$‰ ; ${\delta}D_{water}=-73{\sim}-76$‰)은, 보덕(寶德)광산의 심부(深部) 중온형(中溫型) 함금(含金) 광화유체(鑛化流體)는 동위원소적(同位元素的)으로 진화된 $H_2O-rich$ 순환천수(循環天水)와 심부(深部) magma 기원의 $H_2O-CO_2$ 유체(流體)와의 혼합물(混合物)로부터 기원했음을 지시한다.