남한의 알카리 현무암에 분포하는 맨틀포획암의 암석화학적 연구: 상부맨틀포획암의 암석화학적 연구: 상부맨틀의 온도 및 압력 추정 Petorshemical Study on the Mantle Xwnoliths in alkli basalts from S. Korea: P-T Regime of Upper Mantle원문보기
간성, 보온, 백령도의 알카리 현무암에 나타나는 맨틀포획암들은 감람석-사방휘석-단사휘석-스피넬의 구성광물로 이루어진 스피넬-러어조라이트이다. 스피넬은 갈색, 타형으로 감람석, 휘석 결정사이를 채우는 간극상으로 나타나며, 감람석과 휘석들은 킹크밴딩을 나타내며 삼증점이 결정경계선에 잘나타난다. 일정한 방향의 배열성은 없으며 거정질의 프로토그래뉴라 및 등립질의 광물조직을 보인다. 감람석의 Fo성분은 89.0-90.2로 입자의 중심부와 외연부 사이에서 매우 균질하며 CaO는 매우 낮은 0.03-0.12 wt%를 보인다. 사방휘석의 En조성범위는 89.0-90.0 인 엔스타이트로 $Al_2O_3$ 함량은 4-5wt%이다. 단사휘석은 En성분이 47.2-49.1인 다옵사이드이며 $Al_2O_3$ 함량은 보은이 높은 7.42-7.64wt% 백령도가 낮은 4.70-4.91wt%로 지역적인 차이를 보인다. 스피넬의 Mg값은 75.1-81.9이며 Cr수치는 8.5-12.6의 값을 보이며 AI성분이 증가할수록 Cr성분이 감소하는 뚜렷한 음의 경향을 보인다. 포획암들의 평현온도 및 압력을 구하기 위해 휘석-지질온도계 (Wood and Banno, 1973; Wells, 1977; Mercier, 1980; Sachtleben and Seck, 1981; Bertrand and Mercier, 1985; Brey amd Kohler, 1990)와 AI 용해도를 이용한 지질압력계 (Mercier, 1980; Lane and Ganguly. 1980)를 이용하였다. Mercier(1980)와 Sachtleben and Seck(1981)의 지질온도계가 합당한 값을 보이며 이들 둘의 평균값인 평형온도는 970-$1020^{\circ}C$이며 Mercier(1980)의 AI-등성분선에 Fe의 영향틀포획암의 평형온도, 압력을 P-T space에 나타내 보면 남한의 상부맨틀 지온구배에 속하는 남아프리카(Lesotho) 및 남부 인도와는 뚜렷한 대조가 된다. 중국 동부와 남한의 스피넬-레졸라이트는 광물화학조성이 매우 유사한 초생적 특징을 가지고 있는 해양 지온구배를 나타내고 있으나, 남한에 비하여 중국은 결핍도가 심한 다양한 포획암들이 산출되는 것으로 보아 서로 다른 부분용융에 따른 상부맨틀의 결핍도는 국부적으로 다를 가능성이 있다.
간성, 보온, 백령도의 알카리 현무암에 나타나는 맨틀포획암들은 감람석-사방휘석-단사휘석-스피넬의 구성광물로 이루어진 스피넬-러어조라이트이다. 스피넬은 갈색, 타형으로 감람석, 휘석 결정사이를 채우는 간극상으로 나타나며, 감람석과 휘석들은 킹크밴딩을 나타내며 삼증점이 결정경계선에 잘나타난다. 일정한 방향의 배열성은 없으며 거정질의 프로토그래뉴라 및 등립질의 광물조직을 보인다. 감람석의 Fo성분은 89.0-90.2로 입자의 중심부와 외연부 사이에서 매우 균질하며 CaO는 매우 낮은 0.03-0.12 wt%를 보인다. 사방휘석의 En조성범위는 89.0-90.0 인 엔스타이트로 $Al_2O_3$ 함량은 4-5wt%이다. 단사휘석은 En성분이 47.2-49.1인 다옵사이드이며 $Al_2O_3$ 함량은 보은이 높은 7.42-7.64wt% 백령도가 낮은 4.70-4.91wt%로 지역적인 차이를 보인다. 스피넬의 Mg값은 75.1-81.9이며 Cr수치는 8.5-12.6의 값을 보이며 AI성분이 증가할수록 Cr성분이 감소하는 뚜렷한 음의 경향을 보인다. 포획암들의 평현온도 및 압력을 구하기 위해 휘석-지질온도계 (Wood and Banno, 1973; Wells, 1977; Mercier, 1980; Sachtleben and Seck, 1981; Bertrand and Mercier, 1985; Brey amd Kohler, 1990)와 AI 용해도를 이용한 지질압력계 (Mercier, 1980; Lane and Ganguly. 1980)를 이용하였다. Mercier(1980)와 Sachtleben and Seck(1981)의 지질온도계가 합당한 값을 보이며 이들 둘의 평균값인 평형온도는 970-$1020^{\circ}C$이며 Mercier(1980)의 AI-등성분선에 Fe의 영향틀포획암의 평형온도, 압력을 P-T space에 나타내 보면 남한의 상부맨틀 지온구배에 속하는 남아프리카(Lesotho) 및 남부 인도와는 뚜렷한 대조가 된다. 중국 동부와 남한의 스피넬-레졸라이트는 광물화학조성이 매우 유사한 초생적 특징을 가지고 있는 해양 지온구배를 나타내고 있으나, 남한에 비하여 중국은 결핍도가 심한 다양한 포획암들이 산출되는 것으로 보아 서로 다른 부분용융에 따른 상부맨틀의 결핍도는 국부적으로 다를 가능성이 있다.
Mantle xenoliths in alkali basalt from Boun, Gansung area, and Baegryung island in S. Korea are spinel lherzolites composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, and spinel. The xenoliths generally show triple junctions among grams, kink-banding in olivine and pyroxenes, and protogranular...
Mantle xenoliths in alkali basalt from Boun, Gansung area, and Baegryung island in S. Korea are spinel lherzolites composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, and spinel. The xenoliths generally show triple junctions among grams, kink-banding in olivine and pyroxenes, and protogranular and eqigranular textures having m orlentatron of specific direction. Anhedral brown spinels are disseminated in the intergranular spaces of minerals. Mineral compositions are very homogeneous without compositional zonation from rim to core in grains regardless different locahties. Olivine shows Fo. component of 89.0-90.2 and low CaO of 0.03-0.12wt%, orthopyroxene is enstatite with En component of 89.0 - 90.0 and $Al_2O_3$ of 4-5wt%, and clinopyroxene is diopside having En. component of 47.2-49.1 and $Al_2O_3$ of 7.42-7.64wt% from Boun and 4.70-4.91wt% from Baegryung showing local variation. Spinel shows the distinctive negative trend with increasing of A1 and decreasing of Cr, and Mg value and Cr number are 75.1-81.9 and 8.5-12.6, respectively. To estlmate T and P for these mantle xenoliths pyroxene-geothermometers (Wood and Banno, 1973; Wells, 1977; Mercier, 1980; Sachtleben and Seck, 1981; Bertrand and Mercier, 1985; Brey and Kohler, 1990) and Al-solubility geobarometer (Mercier, 1980; Lane and Ganguly, 1980) are used. Temperatures of Mercier (1980) and Sachtleben and Seck (1981) are compatible and equilibrium temperatures of xenoliths, average value of these two, aiie from $970^{\circ}C$ to $1020^{\circ}C$, and equihbrium pressures derived from Mercier (1980) are in the range of 12-19 Kb (42-63 Km). These temperatures and pressures seem to be reasonble wlth the consideration of Al-isopleths in MAS system (Lane and Ganguly, 1980) and Fe effect on Al-solubility in orthopyroxene (Lee and Ganguly, 1988). Equllibrium of temperatures and pressures of xenoliths in P-T space belong to ocenanic geothem among the Mercier's mantle geotherms (1980) and are completely different from continental geotherms of S. Africa (Lesotho) and S. India having different geologcal ages. anera1 compositions of spmel-lherzohtes in S. Korea and eastern China are primitwe and paleogeothems of both are very s~mllar, but degrees of depletion of upper mantle could be locally different from each other since eastern China has various depleted xenoliths due to different degrees of partial melting.
Mantle xenoliths in alkali basalt from Boun, Gansung area, and Baegryung island in S. Korea are spinel lherzolites composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, and spinel. The xenoliths generally show triple junctions among grams, kink-banding in olivine and pyroxenes, and protogranular and eqigranular textures having m orlentatron of specific direction. Anhedral brown spinels are disseminated in the intergranular spaces of minerals. Mineral compositions are very homogeneous without compositional zonation from rim to core in grains regardless different locahties. Olivine shows Fo. component of 89.0-90.2 and low CaO of 0.03-0.12wt%, orthopyroxene is enstatite with En component of 89.0 - 90.0 and $Al_2O_3$ of 4-5wt%, and clinopyroxene is diopside having En. component of 47.2-49.1 and $Al_2O_3$ of 7.42-7.64wt% from Boun and 4.70-4.91wt% from Baegryung showing local variation. Spinel shows the distinctive negative trend with increasing of A1 and decreasing of Cr, and Mg value and Cr number are 75.1-81.9 and 8.5-12.6, respectively. To estlmate T and P for these mantle xenoliths pyroxene-geothermometers (Wood and Banno, 1973; Wells, 1977; Mercier, 1980; Sachtleben and Seck, 1981; Bertrand and Mercier, 1985; Brey and Kohler, 1990) and Al-solubility geobarometer (Mercier, 1980; Lane and Ganguly, 1980) are used. Temperatures of Mercier (1980) and Sachtleben and Seck (1981) are compatible and equilibrium temperatures of xenoliths, average value of these two, aiie from $970^{\circ}C$ to $1020^{\circ}C$, and equihbrium pressures derived from Mercier (1980) are in the range of 12-19 Kb (42-63 Km). These temperatures and pressures seem to be reasonble wlth the consideration of Al-isopleths in MAS system (Lane and Ganguly, 1980) and Fe effect on Al-solubility in orthopyroxene (Lee and Ganguly, 1988). Equllibrium of temperatures and pressures of xenoliths in P-T space belong to ocenanic geothem among the Mercier's mantle geotherms (1980) and are completely different from continental geotherms of S. Africa (Lesotho) and S. India having different geologcal ages. anera1 compositions of spmel-lherzohtes in S. Korea and eastern China are primitwe and paleogeothems of both are very s~mllar, but degrees of depletion of upper mantle could be locally different from each other since eastern China has various depleted xenoliths due to different degrees of partial melting.
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