[논문]중생대 산청섬장암의 Rb-Sr 조성과 의미

박계헌; 김동연; 송용선; 정창식

중생대 산청섬장암의 Rb-Sr 조성과 의미
Rb-Sr Isotopic Composition of Mesozoic Sancheong Syenite and Its Geologic Implication 원문보기

암석학회지 = The journal of the petrological society of korea, v.15 no.1 = no.43, 2006년, pp.1 - 9

박계헌 (부경대학교 환경.해양대학 환경지질과학과) , 김동연 (부경대학교 환경.해양대학 환경지질과학과) , 송용선 (부경대학교 환경.해양대학 환경지질과학과) , 정창식 (한국기초과학지원연구원 동위원소환경연구부)

초록
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산청지역에 분포하는 중생대 심성암 복합체의 하나로 산출되는 섬장암체에 대한 Rb-Sr 연대측정을 실시하였다 그 결과 $211{\pm}23(2\sigma)$ Ma의 연대와 $0.70598{\pm}0.00060$의 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기치를 구했다. 이러한 연대는 산청 섬장암이 중생대의 삼첩기-쥬라기 경계시기 부근에 형성된 암체임을 확인한다. 또한 낮은 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기치는 산청 섬장암의 생성과정에 오래된 지각물질의 영향이 적었음을 의미한다. 산청-마천 지역과 바로 인접한 북측의 함양-거창 지역에서 산출되는 동시기의 심성암체들 암상은 각각 섬장암-석록암-반려암과 화강암-화강섬록암으로 대조적이다. 또한 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기치 역시 대조적인 것으로 판단된다. 이러한 차이는 국지적인 지구조적 환경의 차이를 반영하는 것일 가능성을 제기한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sr isotopic compositions are determined from the syenite of Sancheong area, yielding age of $211{\pm}23(2\sigma)$ Ma and $^{87}Sr/^{86}Sr$ initial ratio of $0.70598{\pm}0.00060$. Such result confirms that Sancheong syenite was emplaced during the Mesozoic around the Triassic-Jurassic boundary. Rather low initial $^{87}Sr/^{86}Sr$ ratio suggests insignificant influence of old crustal materials. There are strong contrast in rock types of plutonic associations between Sancheong-Macheon area and adjacent Hamyang-Geochang area to the north, i.e. syenite-diorite-gabbro and granite-granodiorite respectively. $^{87}Sr/^{86}Sr$ initial ratios also show distinction between these areas. Such differences suggest regional contrast in tectonic environments between them.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구에서는 산청-마천 지역의 섬장암-섬록암-반려암 복합체 중에서 산청지역 에 분포하는 섬장암을 대상으로 Rb-Sr 연대측정을 수 행하였다. 이를 통해 이 암체에 대한 추가적인 연대자 료를 제시하고, Sr 동위원소 초기치를 남한의 다른 화 성암들과 비교한 결과를 바탕으로 이 암체의 기원물질 등에 대하여 논의한다.

제안 방법

김용준 외(1991)는 지화학적 연구를 통해 이 지역의 염기성암과 중성암이 각각 다른 마그마의 분화산물이라고 하였으며, 중성마그마는 먼저 관입한 염기성 심성암류가 재용융되었을 가능성을 제기하였다. 또한 이들이 칼크-알칼리 계열의 분화경향 을 보이는 대륙이나 대륙연변부에서의 화성활동산물 인 것으로 해석하였다. 최근 고보균과 박영록(2004) 역시 이 지역의 심성암들이 대륙판연변부에서의 화성활동에 의해 만들어진 것으로 해석하였다.
섬장암 전암 분말에 대하여 Rb-Sr 동위원소계에 대한 분석을 수행하였다. 분말의 제작은 텅스텐카바이드 재질의 분쇄기를 이용하였다.
Rb 및 Sr의 분리와 질량 분석과 정은 모두 한국기초과학지원연구원에서 수행하였다. 약 50-100 mg 정도의 암석분말에 84Sr(99.626 atom%) 및 87Rb(98 atom%) 스파이크를 더한 뒤에 혼 합산(HF : HCIO4 10 : 1)을 3 ml 정도 더하여 테플론 용기의 뚜껑을 닫고 밤새 가열하였다. 다음날 뚜껑을 열고 증발시킨 후 소량의 2.
00060으로 거의 동일하다(MSWD = 23). 이 논문에서는 비록 오차가 약간 더 크고 MSWD가 훨씬 더 커 지기는 하지만 모든 표품을 다 포함하는 211±23(2σ) Ma의 연대와 0.70598±0.00060의 ^Sr^Sr 초기치가 더 대표성 있는 값이라고 판단하여 이 값들을 이용하여 논의한다. 이 연대는 오차범위를 감안할 때 Kim and Turek(1996)의 저콘 U-Pb 연대측정에 의한 197±1 Ma 의 결과와 합치한다.
따라서 왜 영남육괴의 다른 지역들과는 달리 산청-마 천지역에서만 섬장암-섬록암-반려암 복합체가 산출되 는지를 규명할 필요가 있다. 이 연구에서는 산청-마천 지역의 섬장암-섬록암-반려암 복합체 중에서 산청지역 에 분포하는 섬장암을 대상으로 Rb-Sr 연대측정을 수 행하였다. 이를 통해 이 암체에 대한 추가적인 연대자 료를 제시하고, Sr 동위원소 초기치를 남한의 다른 화 성암들과 비교한 결과를 바탕으로 이 암체의 기원물질 등에 대하여 논의한다.
그 이유는 경상분지가 백악기초에 형성되기 시작한 퇴적분지 이며 영남육괴와의 사이에 뚜렷한 지구조적 경계가 있는 것으로 알려져 있지 않기 때문이다. 즉 영덕-영해- 청송 암체들이 관입할 당시는 주변지역이 모두 영남육 괴의 일부였을 것으로 판단되기 때문에 주변의 선백악 기 암체들과 함께 비교하여 논의한다.

대상 데이터

복잡성을 피하기 위해 비교를 위한 대상자료들은 비교적 연대가 확실하다고 판단되는 것과 Sr 동위원소 자료의 신뢰도가 높은 것들을 위주로 선정하였다(Table 2, Fig. 3). 그러나 이전에 보고된 다른 자료들을 추가하거나 선정된 암체들의 정치연대에서 다소 오차가 있 더라도 이 연구에서의 논의에 큰 영향을 주지는 않는다.
섬장암 전암 분말에 대하여 Rb-Sr 동위원소계에 대한 분석을 수행하였다. 분말의 제작은 텅스텐카바이드 재질의 분쇄기를 이용하였다. Rb 및 Sr의 분리와 질량 분석과 정은 모두 한국기초과학지원연구원에서 수행하였다.
산청지역에 분포하는 중생대 심성암.복합체의.

이론/모형

5N HC₁ 에 녹여 염산 매질 의 양이온 교환수지칼럼 (AG50W-X8)을 이용하여 Rb과 Sr을 분리하였다. 동위원소 비율의 측정은 한국기초과 학지원연구원의 열이온화 질량분석기(VG 54-30 모델)를 사용하였다. 실험과정의 바닥값은 Rb과 Sr 모두 0.
000018 (n = 24, 2σm)의 평균값을 보였다. 분석자료의 통계적 처리와 동시선연대의 계산은 Ludwig(1994)를 따랐으며, 계산된 연대와 ^Sr^Sr 초기치는 95% 신뢰도(2σ)로 보 고한다.

성능/효과

1 ng 이하였다. Sr 동위원소 분석시 내부질량분별은 86Sr/88Sr = 0.1194의 비율로 보정하였으며, NIST-987 Sr 동위원소 표준의 87Sr/86Sr 측정값은 0.710233± 0.000018 (n = 24, 2σm)의 평균값을 보였다. 분석자료의 통계적 처리와 동시선연대의 계산은 Ludwig(1994)를 따랐으며, 계산된 연대와 ^Sr^Sr 초기치는 95% 신뢰도(2σ)로 보 고한다.

후속연구

산청-마천 화성암복합체가 낮은 87Sr/86Sr 초기치를 갖는 것은 이들의 기원에 맨틀 물질이 보다 많이 포함될 수 있는 지구조적 환경이었 을 가능성을 제기한다. 비록 두 지역이 바로 인접해 있 기는 하지만 화성활동이 일어날 당시 압축력이 우세한 북쪽의 화강암질 화성활동 지역과는 대조적으로 지리 산-마천 지역은 적어도 국지적으로는 인장력이 작용하는 환경하에서 맨틀물질의 상승에 의한 보다 염기성인 마그마가 만들어 지 고, 이로부터 분화된 반려암-섬록암 -섬장암의 복합체가 만들어졌을 가능성을 제기한다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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