He-Ar isotopic compositions of fuild inclusion in quartz for metal mines, South Korea

Abstract

남한에 분포하고 있는 금속광상 광화용액의 기원을 규명하기 위하여 대표적인 금-은광상, 연-아연-동광상, 텅스텐-몰리브덴광상의 광석 석영내의 영족기체(He, Ar, Ne, Kr, Xe)농도와 동위원소비(3He/4He, 20Ne/22Ne, 21Ne/22Ne, 38Ar/36Ar, 40Ar/36Ar)를 분석하였다. 금-은광상의 헬륨 동위원소비(3He/4He)는 0.221~1.392RA (1RA=1.40×10-6) 이며, 연-아연-동광상의 3He/4He 는 삼보광산이 0.368±0.256RA 이고, 금장광산이 1.344±0.446RA 이다. 금-은광상과 연-아연-동광상의 광석 석영 내에 맨틀기원의 헬륨이 다량 잔존하고 있어 광화유체의 기원이 맨틀기원 마그마에서 유래하고 있음을 지시하고 있다. 금-은광상과 연-아연광상의 광화작용은 맨틀기원 열수 광화유체가 지각기원 헬륨과 대기의 성분이 포화된 순환수의 혼합환경에서 일어난 것으로 해석된다. 한편 텅스텐-몰리브덴광상의 3He/4He 비는 0.006~0.938RA 이다. 상동광상(3He/4He=0.011±0.074)과 옥방광상(3He/4He=0.121±0.084)의 경우 광화유체내에 맨틀기원헬륨의 특성을 나타내고 있다. 그러나 청양, 대화, 월악광산의 경우 석영 내 유체포유물의 3He/4He 비는 0.006 ~ 0.034RA 로 광화유체가 지각기원의 헬륨동위원소비(3He/4He < 0.02RA)의 특징을 나타내고 있다. 광석 석영 내 유체포유물의 40Ar/36Ar비에서 금-은광상 중 영보가리, 구봉, 금정광상은 기타 광상에 비해 광화시기가 오래된 것으로 해석된다. 그리고 연-아연-동광상과 옥방중석광상을 제외한 W-Mo광상은 유사한 광화시기를 나타내고 있다. He-Ar 동위원소비 특성에서 금속광화작용과 중생대 화성활동과 성인적으로 밀접한 관련성이 확인되었다. 금-은광상과 텅스텐-몰리브덴광상의 광화작용은 백악기 화강암류와 관련성이 깊고 무극금은광상, 구봉광상, 영보가리광상, 금정광상은 쥬라기 화강암과 He-Ar동위원소 조성이 밀접히 관련되어있다. 연-아연-동광상(삼보, 금장광상)의 광화작용은 백악기 화강암 활동과 관련되어 있다. 옥방광상을 제외한 W-Mo광상은 백악기 화강암활동과 광화작용의 성인적 관련성이 큰 것으로 해석된다.