Exploration for High Sulfidation, or Enargite-Acid Sulfate, Gold-Copper Deposits.
by Laurence P. James·Maeng-Eon Park
1. 서언
광체에 대한 포괄적인 탐사가 더욱 원격화되고 쉽게 노출되지 않는 지형의 연구에 초점을 맞추게 됨에 따라, 지질학자와 지구화학자들은 중요한 광상의 탐사에 있어서 종래보다 덜 알려진 지시자(indicators)를 인식해야 한다. 최근 몇 년간 관입암과 화산암, Meyer and Hemley(1967)에 의해 정의된 강고령토화 변질 광물(advanced argillic alteration minerals), 고유황계(high-sulfidation state)의 구리광물(Barton, 1970), 산-황산염 변질 광물(acid-sulfate alteration minerals) 등을 수반하는 금광상 및 금-구리 광상들이 폭 넓게 논의되어 왔다. 비록 많은 논문들이 광상자료 생성을 위한 시료 채취 목적의 야외조사나 과거의 광상기재에 의존하기는 하지만, 최근에 발표된 다수의 논문들은 유체의 기원과 일반적인 특징에 대하여 언급해 왔다. 광화대를 포함한 더욱 넓은 범위의 자료뿐만 아니라 3차원 혹은 수직적 차원의 자료가 적게 문헌화되어 있고, 가장 유용하다.
첨부된 표에서는 야외에서 연구된 가능성이나 11개 광상에서 발췌한 견해를 모암의 종류에 따른 광상의 형태와 변화의 중요성에 대하여 비교하였다. 화성암이 새로운 광석 광물의 첨가없이 뜨거운 증기로 인해 명반석(alunite)과 vuggy silica로 변질된 steam-heated zone은 금속광상 내에서 산출될 때만 고려의 대상이 된다. 다양한 금속과 황을 함유한 유체와 다른 종류의 모암과의 상호반응에 대한 모델링 연구가 M. H. Reed(1982)에 의해 개발된 열역학 프로그램인 CHILLER로 수행되었다.
2. 결과
탐사에 유용한 특징으로는 불규칙한 규화대(지형적으로 특성이 형성되기도 함), 잔류 천연금, 황화물 입자들(특히 enargite), 고온의 판상 규산염광물, 그리고 동시 발생의 방연석-휘수연석맥 등이 있다. 대부분의 경우, 심한 변질을 받은 모암에서부터 신선한 모암까지의 변화는 단속적이다. 급속도로 중성화된 낮은 pH의 화학적 \"front\"가 제안되었다. 반암동계(Porphyry copper system)와의 지역적인 관계는 호상열도(island arc)와 대륙환경 모두에서 명백하게 나타나지만, porphyry에서부터 중첩된 고유황계(high-sulfidation system)까지의 직접적인 변화에 대한 확실한 증거는 흔치 않다. 이와 대조적으로 암종에 따른 광물학적 및 기하학적 변화는 명백하고 현저하게 나타난다. 화성암은 황화물(sulfides)을 함유한 열수유체와 반응하여 potassium silicates의 용해와 분해를 야기시키는 낮은 pH의 용질(solutes)을 형성한다. 금, enargite와 다른 고유황계 구리광물들은 쉽게 침전된다. Vuggy silica 암석이 쉽게 생성되며, 특히 장석이 vug로 바뀐 반암(porphyries)와 결정질 응회암(crystal tuffs)에서 우세하게 나타난다. 규암질(quartzitic)과 점토질(argillaceous) 암석들이 유사한 광물 공생군을 보여준다. 그와는 대조적으로 동일한 유체와 반응하는 석회암과 백운암은 용액의 pH를 급상승시킨다. \"High-sulfidation suite\"는 이러한 조건하에서 침전되지 않으며, 용액 내 비소는 바깥 지역까지 빠져나갈지도 모른다. 그러나 칼슘이 용액 내로 도입될 때, 염화물 복합체에 의해 석회질 암석으로 운반되어진 연과 아연은 침전된다(아마도 강한 Ca-Cl 복합체를 형성하기 때문).
암석의 공극률은 반응과 침전을 조절하는데 있어서 또한 중요하다. Honshu 남쪽의 Nansatsu 지역에서 다량의 Enargite와 산성 황산염을 함유한 금 광상은 중심부에 높은 품위의 맥을 포함한다. 높은 투수성 또는 유체를 가진 응회암층과 반응한 구조에서는 상대적으로 넓은 광체와 다량의 vuggy silica가 산출되는 경향이 있다. 얕은 심도에서 광상이 생성되었다는 증거(각력암, 지표 물질)가 바로 여기에 있다. 전 세계에 분포하는 미량 광물의 변화는 계의 유용 원소에 대한 함수이며, 오랜 기간동안 상세히 연구된 정도에 의해 변하는 것 같다.