인도양 중앙해령 Mirae-2 열수분출대의 광물·지구화학적 특성 연구

Abstract

2021년 실해역 탐사를 통해 인도양 중앙해령 남위 14도에서 새로운 활동성 열수분출대(Mirae-2 ventfield, MVF-2)를 발견하였다. 무인 잠수정 운용을 통해 열수 분출대 산상 조사 및 침니와 마운드에 대한 체계적인 샘플링을 실시하였으며, 획득한 광체 시료를 대상으로 MVF-2의 성인적 특성을 규명하고자 광물·지구화학적 연구를 수행하였다. 전암분석 결과 침니와 마운드 시료는 Pb (최대 8.91 wt.%), Ba (>10 wt.%), Au (13.5ppm), Ag (955 ppm), Co (4310 ppm) 및 Sn (1000 ppm)이 부화된 특징을 보인다. 주요 구성광물(중정석, 섬아연석, 큐바나이트, 자류철석, 황철석, 방연석, 엘렉트럼)의 산출 및 미량원소 거동 특성에 따라 MVF-2의 광화 작용은 3단계(초기광화 → 주 광화 → 후기광화)로 구분되며, 이는 광화 시기에 따른 유체의 온도, ƒS2, ƒO2 및 pH 변화를 반영한다. In situ 동위원소 분석결과, 주요 황화광물들의 황과 납 동위원소 조성은 각각 δ34S = +5.46‰ – +17.2‰, 208Pb/204Pb = 37.850 – 38.781, 207Pb/204Pb = 15.252 – 15.594 및 206Pb/204Pb = 18.184 – 18.592의 범위를 갖는다. 이러한 결과는 MVF-2를 형성하기 위한 금속의 공급이 마그마 기여의 영향을 거의 받지 않은 주로 물-암석 상호작용에 의해 규제되었으며, 특히 다른 중앙해령 시스템들과 달리 MVF-2의 경우 물-암석 상호작용에 있어 현무암과 초염기성암이 순환 유체에 복합적인 영향을 미쳤음을 시사한다.