[국내논문]경상분지 서남부에 분포하는 백악기 진동화강암의 지화학적 특성:아다카이틱(adakitic)한 특성을 중심으로 Geochemical Characteristics of the Cretaceous Jindong Granites in the Southwestern Part of the Gyeongsang Basin, Korea: Focussed on Adakitic Signatures원문보기
주성분원소, 미량원소 및 희토류원소에 대한 지화학적 연구를 통하여 진동화강암의 성인과 마그마 근원물질의 지화학적특징 및 지구조적 환경을 살펴보았다. 진동화강암은 비알칼리암 중에서 칼크-알칼리계열의 화강암류이며, 마그마의 특성이 metaluminous에서 분화가 진행됨에 따라 peraluminous한 쪽으로 진행됨을 알 수 있다. 이들의 주성분 및 미량원소의 변화경향은 체계적인 연속성을 나타내며, 콘드라이트에 표준화한 희토류원소의 패턴은 일반적으로 경희토류원소가 부화되어 나타나며((La/Yb)c=4.2-12.8), Eu의 이상이 거의 나타나지 않는다. 진동화강암체의 Rb-Sr전암연대는 $114.6{\pm}9.1\;Ma$이며 $^{87}Sr/^{86}Sr$의 초생값은 0.70457로 나타났다. 낮은 $^{87}Sr/^{86}Sr$의 초생값은 경상분지 남부의 마산, 김해, 부산지역에 분포하는 백악기 화강암류들($^{87}Sr/^{86}Sr=0.7049-0.707$)과 유사하다. 이는 진동화강암체의 관입시기가 경상분지내에 분포하는 백악기 화강암류 중에서 가장 오래된 백악기 초기였으며 근원물질이 상부맨틀과 관련이 있음을 지시한다. 진동화강암체는 경상분지내의 다른 백악기 화강암류에 비해 상대적으로 높은 $Al_{2}O_{3},\;Na_{2}O$ 및 Sr과 낮은 $K_{2}O$와 Y의 함량을 보인다. 이들의 주성분원소($Al_{2}O_{3},\;K_{2}O,\;Na_{2}O,\;MgO$) 및 미량원소(Sr, Y, Rb) 함량범위는 adakite의 범주에 포함되며 남서부 일본의 큐슈(Kyushu)섬에서 나타나는 화강암체와 유사한 adakitic한 지화학적 특성을 나타낸다. 지구조 판별도 및 AUK vs. ACNK도에 점시해본 결과 I-type의 화강암으로 지구조적 환경은 화산호화 강암(VAG) 영역에 해당된다. 이 결과로 미루어 진동화강암류는 중생대 백악기 이자나기판의 섭입과 관련되어 관입한 대륙주변부 환경에서 생성되었음을 시사한다.
주성분원소, 미량원소 및 희토류원소에 대한 지화학적 연구를 통하여 진동화강암의 성인과 마그마 근원물질의 지화학적특징 및 지구조적 환경을 살펴보았다. 진동화강암은 비알칼리암 중에서 칼크-알칼리계열의 화강암류이며, 마그마의 특성이 metaluminous에서 분화가 진행됨에 따라 peraluminous한 쪽으로 진행됨을 알 수 있다. 이들의 주성분 및 미량원소의 변화경향은 체계적인 연속성을 나타내며, 콘드라이트에 표준화한 희토류원소의 패턴은 일반적으로 경희토류원소가 부화되어 나타나며((La/Yb)c=4.2-12.8), Eu의 이상이 거의 나타나지 않는다. 진동화강암체의 Rb-Sr전암연대는 $114.6{\pm}9.1\;Ma$이며 $^{87}Sr/^{86}Sr$의 초생값은 0.70457로 나타났다. 낮은 $^{87}Sr/^{86}Sr$의 초생값은 경상분지 남부의 마산, 김해, 부산지역에 분포하는 백악기 화강암류들($^{87}Sr/^{86}Sr=0.7049-0.707$)과 유사하다. 이는 진동화강암체의 관입시기가 경상분지내에 분포하는 백악기 화강암류 중에서 가장 오래된 백악기 초기였으며 근원물질이 상부맨틀과 관련이 있음을 지시한다. 진동화강암체는 경상분지내의 다른 백악기 화강암류에 비해 상대적으로 높은 $Al_{2}O_{3},\;Na_{2}O$ 및 Sr과 낮은 $K_{2}O$와 Y의 함량을 보인다. 이들의 주성분원소($Al_{2}O_{3},\;K_{2}O,\;Na_{2}O,\;MgO$) 및 미량원소(Sr, Y, Rb) 함량범위는 adakite의 범주에 포함되며 남서부 일본의 큐슈(Kyushu)섬에서 나타나는 화강암체와 유사한 adakitic한 지화학적 특성을 나타낸다. 지구조 판별도 및 AUK vs. ACNK도에 점시해본 결과 I-type의 화강암으로 지구조적 환경은 화산호화 강암(VAG) 영역에 해당된다. 이 결과로 미루어 진동화강암류는 중생대 백악기 이자나기판의 섭입과 관련되어 관입한 대륙주변부 환경에서 생성되었음을 시사한다.
Major, trace and rare earth elements data of the Cretaceous Jindong granitic rocks were investigated in order to constrain the magma source characteristics and to establish the paleotectonic environment of the southwestern part of the Gyeongsang Basin. Geochemical signatures of the granitic rocks fr...
Major, trace and rare earth elements data of the Cretaceous Jindong granitic rocks were investigated in order to constrain the magma source characteristics and to establish the paleotectonic environment of the southwestern part of the Gyeongsang Basin. Geochemical signatures of the granitic rocks from the study area indicate that all of the rocks have characteristics of calc-alkaline series in the subalkaline field, and progressively shift from metaluminous to peraluminous with differentiation. In the variation diagrams, the overall geochemical features of the granites show systematic variations in major and trace elements. Chondrite normalized REE patterns show generally enriched LREE((La/Yb)c=4.2-12.8) and slight negative to flat Eu anomalies. Rb-Sr isotope data of the Jindong granites show that the whole rock age and Sr initial ratio are $114.6{\pm}9.1Ma$ and 0.70457, respectively. The Sr initial ratio of the Jindong granites is very similar to those of the Creataceous granites from Masan, Kimhae and Busan area($^{87}Sr/^{86}Sr=0.7049-0.707$). These results suggest that the magma have the mantle signature and intruded into the area during the early Cretaceous age. The Jindong granites have higher $Al_{2}O_{3},\;Na_{2}O$, Sr and lower $K_{2}O$, Y concentrations compared with typical calc-alkaline granitic rocks. These adakitic signatures are similar to those of adakitic pluton on Kyushu Island, southwest Japan arc. On the ANK vs. ACNK and tectonic discrimination diagrams, parental magma type of the granites corresponds to I-type, VAG granite. Interpretations of the geochemical characteristics of the granitic rocks favor their emplacement at continental margin during the subduction of Izanagi plate.
Major, trace and rare earth elements data of the Cretaceous Jindong granitic rocks were investigated in order to constrain the magma source characteristics and to establish the paleotectonic environment of the southwestern part of the Gyeongsang Basin. Geochemical signatures of the granitic rocks from the study area indicate that all of the rocks have characteristics of calc-alkaline series in the subalkaline field, and progressively shift from metaluminous to peraluminous with differentiation. In the variation diagrams, the overall geochemical features of the granites show systematic variations in major and trace elements. Chondrite normalized REE patterns show generally enriched LREE((La/Yb)c=4.2-12.8) and slight negative to flat Eu anomalies. Rb-Sr isotope data of the Jindong granites show that the whole rock age and Sr initial ratio are $114.6{\pm}9.1Ma$ and 0.70457, respectively. The Sr initial ratio of the Jindong granites is very similar to those of the Creataceous granites from Masan, Kimhae and Busan area($^{87}Sr/^{86}Sr=0.7049-0.707$). These results suggest that the magma have the mantle signature and intruded into the area during the early Cretaceous age. The Jindong granites have higher $Al_{2}O_{3},\;Na_{2}O$, Sr and lower $K_{2}O$, Y concentrations compared with typical calc-alkaline granitic rocks. These adakitic signatures are similar to those of adakitic pluton on Kyushu Island, southwest Japan arc. On the ANK vs. ACNK and tectonic discrimination diagrams, parental magma type of the granites corresponds to I-type, VAG granite. Interpretations of the geochemical characteristics of the granitic rocks favor their emplacement at continental margin during the subduction of Izanagi plate.
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문제 정의
없는 편이다. 이 연구는 진동지역의 화성활동의 특성을 규명하는 한편, 경상분지내의 백악기 화성활동을 연구하는데 필요한 지화학적 자료를 제공하고자 한다. 진동화강암체에 대한 암석학적 및 성인적 연구를 위하여 암석의 구성광물과 조직에 대한 관찰, 전암 의지 구화 학적 자료에 의한 마그마분화과정을 고찰하고 동위원소 연구를 통한 마그마 근원물질 및 관입시기를 규명하고자 한다.
이 연구는 진동지역의 화성활동의 특성을 규명하는 한편, 경상분지내의 백악기 화성활동을 연구하는데 필요한 지화학적 자료를 제공하고자 한다. 진동화강암체에 대한 암석학적 및 성인적 연구를 위하여 암석의 구성광물과 조직에 대한 관찰, 전암 의지 구화 학적 자료에 의한 마그마분화과정을 고찰하고 동위원소 연구를 통한 마그마 근원물질 및 관입시기를 규명하고자 한다. 또한, 인근지역의 화강암류와 비교하여 경상분지 서남부지역의 화성활동에 대한 특징을 지화 학적 자료를 통해 알아 본다.
진동화강암체에 대한 암석학적 및 성인적 연구를 위하여 암석의 구성광물과 조직에 대한 관찰, 전암 의지 구화 학적 자료에 의한 마그마분화과정을 고찰하고 동위원소 연구를 통한 마그마 근원물질 및 관입시기를 규명하고자 한다. 또한, 인근지역의 화강암류와 비교하여 경상분지 서남부지역의 화성활동에 대한 특징을 지화 학적 자료를 통해 알아 본다.
분석오차를 살펴보기 위해 몇 개의 국제 표준시료를 같이 분석하였으며, 주성분 및 미량원소의 분석 오차는 대체로 5% 미만을 보이며, 함량이 매우 적은 몇 가지 미량원소들도 대체로 10%미만으로 나타났다. 진동화강암체 주변에 분포하는 비슷한 시기에 관입한 화강암류들과 지화 학적 특성을 비교하기 위해 기 발표된 자료를 인용하였다.
제안 방법
캐나다에 소재하는 Activation Lab.에 의뢰하여 주성분 원소, 미량원소 및 희토류원소에 대해 분석을 실시하였다. 주성분원소와 일부 미량원소(Ba, Sr, Y, Sc, Zr)는 XRF로 분석하였고, 나머지 미량원소와 희토류원소는 ICP-MS를 사용하여 분석하였다.
에 의뢰하여 주성분 원소, 미량원소 및 희토류원소에 대해 분석을 실시하였다. 주성분원소와 일부 미량원소(Ba, Sr, Y, Sc, Zr)는 XRF로 분석하였고, 나머지 미량원소와 희토류원소는 ICP-MS를 사용하여 분석하였다. 분석오차를 살펴보기 위해 몇 개의 국제 표준시료를 같이 분석하였으며, 주성분 및 미량원소의 분석 오차는 대체로 5% 미만을 보이며, 함량이 매우 적은 몇 가지 미량원소들도 대체로 10%미만으로 나타났다.
진동화강암체의 Rb-Sr전암 연대는 기초과학지 원 연구소의 VG54-30 열이온화질량분석기(TIMS)를 이용하여 측정되었고 그 결과는 Table 3에 나타내었다. 분석된 자료로부터 계산된 전암연대는 114.
진동화강암체와 지리적으로 인접한 지역에 분포하면서 관입시기나 87sr/86sr의 초생값이 유사한 마산 각섬석 흑운모 화강암과 순천-광양암체를 진동화강암체와 서로 비교해보았다. 이들을 암석기재학적인 관점에서 살펴보면 주 구성광물이 석영, 알칼리장석, 사장석, 흑운모 및 각섬석으로 구성되어 있으며 진동화강암체를 구성하는 암석들과 구성광물면에서 유사하다.
대상 데이터
, 2005, 2006). 연구지역의지질은 백악기의 퇴적암류, 천부 관입암류 및 화산암류로 구성되며(Fig. 1), 퇴적암류는 이 지역에서 가장 오래된 층으로 2700-2900m의 두께를 가지며 심한 지각변동을 받은 흔적은 보이지 않는다(이준동, 1991). 퇴적암류는 진동화강암체의 북서부에 분포하는 사암 및 이 암으로 구성된 함안층과 화강암체 주변부에 광범위하게 나타나며 셰일, 사암 및 석회질 셰일 등으로 구성된 진동층으로 구분되며, 진동층은 진동화강암류의 관입으로 접촉부가 호온펠스화 되어있다.
성능/효과
낮은 87Sr/86Sr의 초생값은 경상분지 남부지역에 분포하는 백악기 화강암류들과 동일하다. 이 결과는 진동화강암체의 관입시기는 경상분지내에 분포하는 백악기 화강암류 중에서 가장 오래된 백악기 초기였으며 근원 물질이 상부맨틀과 관련이 있음을 지시한다.
주성분원소와 일부 미량원소(Ba, Sr, Y, Sc, Zr)는 XRF로 분석하였고, 나머지 미량원소와 희토류원소는 ICP-MS를 사용하여 분석하였다. 분석오차를 살펴보기 위해 몇 개의 국제 표준시료를 같이 분석하였으며, 주성분 및 미량원소의 분석 오차는 대체로 5% 미만을 보이며, 함량이 매우 적은 몇 가지 미량원소들도 대체로 10%미만으로 나타났다. 진동화강암체 주변에 분포하는 비슷한 시기에 관입한 화강암류들과 지화 학적 특성을 비교하기 위해 기 발표된 자료를 인용하였다.
본 연구 지역에서 나타나는 화강암류들의 마그마의 근원 물질을 알아보기 위해 ANK vs. ACNK 상관도 (Fig. 2)에 도시한 결과 대부분 암체들의 ACNK 값이 1.1 보다 작은 I-T^pe으로 나타났으며 (White and Chappell, 1983), 이러한 지화학적 특성은 남한의 백악기 화강암류의 마그마 유형과도 잘 일치한다(Jin, 1981). 주성분 원소의 화학 조성을 바탕으로 연구 지역 화강암류를 생성시킨 마그마의 특성을 알아보기 위해 SiO2 vs.
1 보다 작은 I-T^pe으로 나타났으며 (White and Chappell, 1983), 이러한 지화학적 특성은 남한의 백악기 화강암류의 마그마 유형과도 잘 일치한다(Jin, 1981). 주성분 원소의 화학 조성을 바탕으로 연구 지역 화강암류를 생성시킨 마그마의 특성을 알아보기 위해 SiO2 vs.NazO+I&O의 상관도(Irivine and Barager, 1971)에 도시해본 결과, 연구 지역 대부분의 암체들이 subalkaline 화성암류에 해당되며, AFM도에 도시했을 때 대부분이 calc-alkaline 마그마 분화의 특징을 보여주며, 분화가 진행됨에 따라 마그마의 특성이 metaluminous에서 peraluminous한 쪽으로 진행됨을 알 수 있다.
본 연구지역에 분포하는 화강암류들의 지화학적 특성을 이용하여 화강암질 마그마의 생성 환경을 알아보기 위해 지구조 판별도에 점시해본 결과, Y vs. Nb 상관도(Fig. 10a)를 보면 본 연구 지역의 화강암류들이 대부분 VAG+syn-COLG에 도시되며, Rb vs. Y+Nb 상관도(Fig. 10b)에서는 VAG 영역에 도시되며, 또한 미량원소들을 Primitive mantle에 표준화하였을 때 뚜렷한 Nb(-)이상이 나타나는 것으로 보아 섭입과 관련된 마그마 활동에 의해 형성되었다는 것을 알 수 있다(Ryerson and Watson, 1987). 위와 같이 미량원소에의한 암석학적 특성에 따라 본 연구 지역 화강암류의 마그마 관입의 지구조적 환경은 중생대 백악기 이자나 기판의 섭입과 관련되어 관입한 대륙주변부 환경에서 형성되었음을 시사하며, 마그마의 근원물질은 낮은 8%r严Sr의 초생값으로 미루어 맨틀물질과 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.
10b)에서는 VAG 영역에 도시되며, 또한 미량원소들을 Primitive mantle에 표준화하였을 때 뚜렷한 Nb(-)이상이 나타나는 것으로 보아 섭입과 관련된 마그마 활동에 의해 형성되었다는 것을 알 수 있다(Ryerson and Watson, 1987). 위와 같이 미량원소에의한 암석학적 특성에 따라 본 연구 지역 화강암류의 마그마 관입의 지구조적 환경은 중생대 백악기 이자나 기판의 섭입과 관련되어 관입한 대륙주변부 환경에서 형성되었음을 시사하며, 마그마의 근원물질은 낮은 8%r严Sr의 초생값으로 미루어 맨틀물질과 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.
1. 진동화강암은 비알칼리암 중 calc-alkaKne계열의 분화 과정을 거친 I-g의 화강암류이며, 마그마의 특성이 metaluminous에서 분화가 진행됨에 따라 pera- luminous한 쪽으로 진행됨을 알 수 있다.
2. 진동화강암체의 Rb-Sr전암연대는 114.6±9.1Ma 로 계산되며 冲Sr의 초생값은 0.70457로 나타났다. 낮은 87Sr/86Sr의 초생값은 경상분지 남부지역에 분포하는 백악기 화강암류들과 동일하다.
3. 진동화강암체는 경상분지내의 다른 백악기 화강암류에 비해 상대적으로 높은 A12O3, Na2O 및 Sr과낮은 IGO와 Y의 함량을 보인다. 이들의 주성분원소(A12O3, &0, Na2O, MgO) 및 미량원소(Sr, Y, Rb)함량범위는 adakite의 범주에 포함되며 경상 분지 내의 다른 백악기 화강암류들과는 달리 진동화강암류는 adakitic한 지화학적 특성을 나타낸다.
4. 지구조 판별도에 점시해본 결과 화산호화강암 (VAG)영역에 해당되며, 대부분의 암체들은 중생대 백악기 이자나기판의 섭입과 관련되어 관입한 대륙주변부 환경에서 생성되었음을 시사한다.
분석된 자료로부터 계산된 전암연대는 114.6±9.1Ma로 나타나며 87址处의 초생값은 0.704572±0.000056(2。)로나타났다(Fig. 7). 이 결과는 이 지역에 관입한 화강암질 마그마의 관입시기는 백악기 초기였으며 근원 물질이 상부맨틀과 관련이 있음을 지시한다.
참고문헌 (38)
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