Hydrothermal Au-Ag Mineralization of the Oknam Mine in the Northern Sobaegsan Massif

북부 소백산 육괴 지역에 부존하는 옥남 광산의 열수 금-은 광화작용

The Au-Ag deposit of the Oknam mine occurs as gold-silver-bearing rhodochrosite veins in biotite schist and phyllite of the Precambriam Yulri Group. Five stages of ore deposition are recognized, each showing a definite mineral assemblage. General mineral parageneses in veins (stage III) associated with gold and silver vary inwardly from the vein margin: arsenopyrite + pyrite $\Rightarrow$ sphalerite+chalcopyrite+galena+gold $\Rightarrow$ ga1ena+Ag-bearing minerals. Fluid inclusion data indicate that temperature and salinity of ore fluids overally decreased with time: $345^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$ and 3.4~7.8 wt. % NaCl equiv during stage I (quartz vein mineralization), $313^{\circ}{\sim}207^{\circ}C$ and 2.3~8.7 wt.% NaCl equiv during manganese-bearing carbonate stages (II and III), and $328^{\circ}{\sim}213^{\circ}C$ and 3.6-5.4 wt.% NaCl equiv during stage IV (quartz vein mineralization). The ore fluids probably evolved through repeated pulses of boiling and later mixing with cooler and more dilute meteoric waters. Fluid inclusion data and geologic arguments indicate that pressures during the mineralization were in the range of 90 to 340 bars. Gold occurs as silver-rich electrums (21 to 29 atom. % Au) and was deposited at temperatures between $300^{\circ}$ and $240^{\circ}C$. Thermochemical calculations suggest that gold was deposited as a combined result of increase in pH and decreases in temperature, $fs_2$ and $fo_2$.

옥남 금-은 광상은 소백산육괴 선캠브리아기 율리층의 흑운모편암 및 천매암 내에 발달하는 함금-은 능망간석맥으로 산출된다. 광맥의 상호 구조에 근거하여 5회의 광물 침전기 (stage)가 인지되며, 각 시기는 특징적인 광물 조합을 나타낸다. 함금-은 맥(광화 3기)에서의 정출 광물은 맥의 연변부로부터 내측으로 가면서 다음과 같이 변화한다: 유비철석+황철석 (암색 능망간석 밴드 내)$\Rightarrow$섬아연석+황동석+방연석+에렉트럼 (담색 능망간석 밴드 내)$\Rightarrow$ 방연석+함은 광물 (정동 부위). 유체포유물 자료에 의하면, 광화유체의 온도 및 염농도는 시간에 따라 전반적으로 다음과 같이 감소했음을 지시한다: 광화 I기 (석영맥 광화작용), $345^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$, 3.4~7.8 wt.% NaCl 상당농도; 함망간 탄산염기 (II 및 III), 3130-2070C, 2.3-8.7 wt.% NaCl; 광화 4기 (석영맥 광화작용), $328^{\circ}{\sim}213^{\circ}C$, 3.6~5.4 wt.% NaCl. 광화유체는 냉각 희석 상태의 순환강우의 혼입과 주기적으로 반복된 버등을 통하여 진화한 것으로 사료되며, 유체포유물 자료와 지질 증거에 의하면 광화작용 중 양력은 90~340 bar이었다. 금은 함은량이 높은 에렉트럼 (21~29 atom.% Au)으로 산출되며 주로 $300^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$ 사이의 온도에서 침전되었다. 열역학적 검토에 의하면, 금은 pH의 증가와 더불어 온도, 유황분압 및 산소분압의 감소에 의해 침전하였으리라 사료된다.