Occurrence and Geochemistry of Argyrodite, a Germanium-Bearing Mineral(Ag₈GeS₆), from the Weolyu Ag-Au Hydrothermal Vein Deposits

국문 초록 (Abstract)

월류(月留) 은(銀)-금(金) 열수광상(熱水鑛床)의 맥상광석(脈狀鑛石)내에는 평균 34.9g/ton, 최대 145g/ton에 이르는 상당량의 게르마늄 (Ge)이 아지로다이트 (argyrodite)의 형태로 산출된다. 본 연구에서는, 전자현미분석법(電子顯微分析法)에 의하여 아지로다이트와 수반 광물의 광물화학(鑛物化學)을 검토하였고, ICP 질량(質量) 분광분석법(分光分析法)에 의하여 13개 광석시료내에 함유된 28개 원소(元素)의 정량분석(定量分析)을 수행하였다. 아지로다이트는 탄산염(炭酸鹽) 광물(鑛物)+석영(石英)+자연은(自然銀)+휘은석(煇銀石)+함은(含銀) 유염(硫鹽) 광물의조합으로 구성되는 후기 광물군(鑛物群)내에 산출되며, 이는 게르마늄의 침전(沈澱)작용이 초기 금(金) 및 후기의 은(銀) 침전(沈澱)으로 구성된 복잡한 광화작용(鑛化作用)중 후반부에서 진행되었음을 지시한다. 아지로다이트의 평균(平均) 화학조성(化學造成)은 $Ag_{7.90}(Ge_{0.76}Sn_{0.04})S_6$이며, 미량의 Cu, Fe, Sb, As, Sn 및 Zn이 함유되고, 특히 Cu에 의한 Ag, Sb에 의한 Ge의 체계적인 치환(置換)현상이 인지된다. 광석(鑛石)시료에 대한 정량분석결과, 금속원소의 침전작용(沈澱作用)은 $Fe{\rightarrow}Pb$, $Zn{\rightarrow}Cu{\rightarrow}Ag$, Sb, As, Ge의 순서로 진행되었고, 특히 Ge은 As 및 Sb와 강한 지화학적(地化學的) 친화도(親和度)를 가졌음을 규명하였다. Ge은 Cu, Pb, Zn, Mo 및 Sr과도 미약한 정(正)의 수반관계를 나타낸다. 월류(月留) 천열수계(淺熱水系)내 순환천수(循環天水)의 유입량(流入量) 증가에 기인한 냉각작용(冷却作用)에 수반하여, Ge은 주로 $175^{\circ}{\sim}210^{\circ}C$의 온도 범위에서 침전(沈澱)하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Ag-Au vein ores from the Weolyu mine, Youngdong district, contain significant germanium (up to 145g/t, average 34.9g/t), in the form of argyrodite ($Ag_8GeS_6$). Mineral chemistries of argyrodite and its associated minerals were determined by electron probe microanalysis. Twenty eight elements in thirteen ore samples were analyzed using an ICP mass spectrometer. Argyrodite occurs in the paragenetically later mineral assemblage consisting of carbonates+quartz+native silver+argentite+Ag-sulfosalts, indicating that the germanium mineralization represents the culmination of a complex mineral sequence which includes early gold and late silver deposition. The mean formula of the argyrodite is $Ag_{7.90}\;(Ge_{0.76}Sn_{0.04})S_6$, with minor amounts of Cu, Fe, Sb, As, Sn, and Zn. The Weolyu argyrodite shows systematic substitutions of Ag by Cu, and of Ge by Sb. Chemical analyses of vein ores indicate that metals were precipitated in the order of $Fe{\rightarrow}Pb$, $Zn{\rightarrow}Cu{\rightarrow}Ag$, Sb, As, Ge. Germanium has a strong geochemical affmity with As and Sb, and Cu, Pb, Zn, Mo, and Sr show weak positive correlations with Ge. Germanium deposition at Weolyu was mainly a result of cooling of hydrothermal fluids (down to $175^{\circ}C{\sim}210^{\circ}C$, due to increasing involvement of cooler meteoric waters in the epithermal system.