충남 금산 서북부 지역에 분포하는 화성암류에 대해 암석화학적 연구를 실시하였다. 이 지역에는 선캠브리아기의 흑운모편마암과 시대미상의 옥천층군, 그리고 이들을 관입 또는 분출한 중생대 쥬라기의 흑운모화강암 및 백악기의 화산암, 홍색장석화강암, 석영반암 등이 존재한다. 흑운모화강암은 연변부로 갈수록 점이적으로 우백질 암상을 나타내는데, 중심부로부터 연변부로 갈수록 $SiO_2,\;Na_2O,\;K_2O$의 성분은 증가하는데 비해 $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5,\;MgO,\;TiO_2$ 성분은 감소하는 등 역누대구조를 나타낸다. 흑운모화강암과 석영반암은 비알칼리계열에 속하며, 우백질 흑운모화강암은 알칼리계열에 속한다. 또한 이들 화성암은 모두 I-type화성암에 속하며, 동시에 칼크-알칼리계열의 결정분화작용에 부합하는 양상을 나타낸다. 쥬라기의 흑운모화강암은 Eu의 부현상(negative anomaly)이 미약하여 마그마 분화초기의 특징을 나타내는 반면, 백악기의 석영반암은 부현상이 뚜렷하여 진화가 상당히 이루어졌음을 시사한다.
충남 금산 서북부 지역에 분포하는 화성암류에 대해 암석화학적 연구를 실시하였다. 이 지역에는 선캠브리아기의 흑운모편마암과 시대미상의 옥천층군, 그리고 이들을 관입 또는 분출한 중생대 쥬라기의 흑운모화강암 및 백악기의 화산암, 홍색장석화강암, 석영반암 등이 존재한다. 흑운모화강암은 연변부로 갈수록 점이적으로 우백질 암상을 나타내는데, 중심부로부터 연변부로 갈수록 $SiO_2,\;Na_2O,\;K_2O$의 성분은 증가하는데 비해 $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5,\;MgO,\;TiO_2$ 성분은 감소하는 등 역누대구조를 나타낸다. 흑운모화강암과 석영반암은 비알칼리계열에 속하며, 우백질 흑운모화강암은 알칼리계열에 속한다. 또한 이들 화성암은 모두 I-type화성암에 속하며, 동시에 칼크-알칼리계열의 결정분화작용에 부합하는 양상을 나타낸다. 쥬라기의 흑운모화강암은 Eu의 부현상(negative anomaly)이 미약하여 마그마 분화초기의 특징을 나타내는 반면, 백악기의 석영반암은 부현상이 뚜렷하여 진화가 상당히 이루어졌음을 시사한다.
Igneous rocks occurring in the northwesern part of Keumsan area, Chungcheongnam-do were studied petrogeochemically. The geology of this area is composed mainly of the Precambrian biotite gneiss, age-unknown Ogchon supergroup, Jurassic biotite granite, and Cretaceous volcanic rocks, pink feldspar gra...
Igneous rocks occurring in the northwesern part of Keumsan area, Chungcheongnam-do were studied petrogeochemically. The geology of this area is composed mainly of the Precambrian biotite gneiss, age-unknown Ogchon supergroup, Jurassic biotite granite, and Cretaceous volcanic rocks, pink feldspar granite and quartz porphyry. The biotite granite is gradually changes to leucocratic nature by going from center to periphery of the rock mass. It shows variation, with distance from the center, in chemical components: $SiO_2,\;Na_2O\;and\;K_2O$ increase, whereas $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5,\;MgO,\;and\;TiO_2$ decrease. Based on geochemical data, the biotite granite and quartz porphyry belong to subalkaline series and I-type. They show calc-alkaline differentiation trend. The biotite granite shows little negative Eu-anomaly pattern, whereas quartz porphyry show marked negative Eu-anomaly pattern, indicating that quartz porphyry was evolved further, when compared with biotite granite.
Igneous rocks occurring in the northwesern part of Keumsan area, Chungcheongnam-do were studied petrogeochemically. The geology of this area is composed mainly of the Precambrian biotite gneiss, age-unknown Ogchon supergroup, Jurassic biotite granite, and Cretaceous volcanic rocks, pink feldspar granite and quartz porphyry. The biotite granite is gradually changes to leucocratic nature by going from center to periphery of the rock mass. It shows variation, with distance from the center, in chemical components: $SiO_2,\;Na_2O\;and\;K_2O$ increase, whereas $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5,\;MgO,\;and\;TiO_2$ decrease. Based on geochemical data, the biotite granite and quartz porphyry belong to subalkaline series and I-type. They show calc-alkaline differentiation trend. The biotite granite shows little negative Eu-anomaly pattern, whereas quartz porphyry show marked negative Eu-anomaly pattern, indicating that quartz porphyry was evolved further, when compared with biotite granite.
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문제 정의
이번 연구에서는 금산군 서북부에 해당하는 금성면, 진산면, 추부면, 마전면, 군북면 일대에 분포하는 다양한 화성암류에 대하여 암석 화학적 연구를 실시하는 것을 목적으로 삼았다.
논문연구 중에 사용한 지질도를 포함하여 화학분석자료, X선회절분석 자료, 현미경사진, 그림 등을 모두 포함시킬 경우 논문분량이 크게 늘어날 것을 우려하여 상당부분을 제외하였음을 밝히며, 이들 자료가 필요하신 분은 저자에게 연락주시면 제공해 드리도록 하겠습니다. 논문에 사용된 자료를 정리하는데 도움을 준 충남대학교 대학원 지질학과의 신현숙과 Baatar Amaijargal 연구생들에게 감사하며 , 전암화학분석을 해주신 한국기초과학지원연구원 부산분 원과 충남대학교 공동실험실습관의 담당자들께도 감사드린다.
제안 방법
본 연구를 위하여 야외 지질조사를 실시하였으며, 지표 지질조사 시에는 국립지리원 발행의 1:25, 000 지형도와 한국자원연구소 발행의 1:50, 000 한국지질도 금산(홍승호와 최위찬, 1978), 대전(이상만 등, 1980), 옥천(김동학 등, 1978), 무주(홍승호 등, 1980) 도폭을 사용하여 암석의 분포양상, 특징, 암석의 상호관계를 조사하였다. 총 200여개의 암석시료를 채취하여 편광현미경 관찰하였으며, 결정구조를 통한 광물확인을 위해 X-선 회절분석을 실시하였으며, 주구성원소, 미량원소, 희토류원소 분석 등을 위해 X선 형광분석법과 ICP-MS분석을 실시하였다.
조사하였다. 총 200여개의 암석시료를 채취하여 편광현미경 관찰하였으며, 결정구조를 통한 광물확인을 위해 X-선 회절분석을 실시하였으며, 주구성원소, 미량원소, 희토류원소 분석 등을 위해 X선 형광분석법과 ICP-MS분석을 실시하였다.
대상 데이터
본 연구지역은 1:50, 000 지질도상에서는 대전도폭과 옥천도폭의 하부, 금산도폭과 무주도폭의 상부에 해당한다. 그러나 이 연구지역에 산출되는 각종 암석명 및 지질계통은 위에 기술한 4개의 지질도폭과 정확히 일치하지는 않는다.
관입하고 있다. 대체로 담황갈색 내지 담색이며, 2~3 mm 정도 크기의 석영 반정 또는 장석 반정을 가진다. 현미경하에서 구과상 조직, 취반상 조직, 그리고 미문상조직이 관찰된다.
이론/모형
1. Modal compositions of quartz, plagioclase and alkali-feldspar for the granitic rocks plotted on the IUGS classification scheme. ●= biotite granite, ○= biotite with leucocratic appearance, ■=pink feldspar granite.
성능/효과
%로서 흑운모화강암보다 크게 높다. 흑운모화강암의 중심부와 연변부의 주성분원소의 특징을 비교해 보면(그림 3), SiO2, Na2O, K2O의 성분은 중심부보다 연변부가 높으며, Fe2O3, CaO, P2O5, MgO, TiO2는 중심부가 높다.
이 지역에 분포하는 화강암류 및 화산암류를 형성했던 마그마의 특성을 추정하기 위해 SiO2와 NazO+KR와의 관계도에 도시해 본 결과(그림 4), 흑운모화강암, 우백질 흑운모화강암, 석영반암, 응회암은 비알칼리계열(subalkaline series)에 속함을 알 수 있고, 유문암은 알칼리계열(alkaline series)의 특징을 나타낸다. 또한 AFM 삼각도에 투영해 보면, 칼크-알칼리암 계열이 나타내는 결정분화작용 평균조성 변화곡선에 모두 잘 일치함을 알 수 있다(그림 5).
series)의 특징을 나타낸다. 또한 AFM 삼각도에 투영해 보면, 칼크-알칼리암 계열이 나타내는 결정분화작용 평균조성 변화곡선에 모두 잘 일치함을 알 수 있다(그림 5). 또한 대부분의 화강암체가 A-F 선상에 가까이 투영되는데 이를 Petro et al.
(1984)은 화성암의 성인을 조구조적 정치 (tectonic setting)에 따라 분류해 본 결과 판(plate)의 동시충돌형 (syncollision), 화산 호형 (volcanic arc), 판의 내부형 (within plate) 그리고 해령형(ocean ridge)으로 구분된다고 하였다. 따라서, 흑운모화강암과 백악기 석영반암 그리고 화산암류를 SiO2-Y 관계도에 도시하면(그림 7A) 화산호형 또는 판의 동시충돌형, 해령형 영역의 특징을 모두 나타나는데 비해, Rb-(Y+Nb) 관계도(그림 7B)에서는 화산호형 화강암에 속한다. 이로부터 이들 화성암이 태평양 연안의 현재 조산대와 유사한 환경에서 생성되었을 것으로 추측된다.
1) 금산지역의 지질은 선캠브리아기의 흑운모 편마암과 시대미상의 옥천층군 그리고 이를 관입, 분출한 쥬라기의 흑운모화강암과 백악기의 화산암, 홍색장석화강암 및 석영반암 및 유문암으로 이루어져 있다.
2) 흑운모화강암은 마전리층과의 경계부에서 우백질 암상을 나타내며, 그 상호관계는 점이적이다. 이 암체의 중심부에서 연변부로 갈수록 SiO2, Na2O, K2O의 성분은 증가하는데 비해 Fe2O3, CaO, P2O5, MgO, TiO2 성분은 감소한다.
3) SiO2에 대한 Na2O와 K2O의 변화를 도시한 결과 본 연구지역에 분포하는 쥬라기의 흑운모 화강암과 백 악기 의 석 영반암은 비 알칼리 계열에 속하며, 우백질 흑운모화강암은 알칼리계열에 속한다. 또한 이들 암석을 ACF 삼각도에 도시한 결과 모두 I-type 화강암과 칼크-알칼리계열의 결정분화작용 특징에 잘 부합하는 양상을 나타낸다.
속한다. 또한 이들 암석을 ACF 삼각도에 도시한 결과 모두 I-type 화강암과 칼크-알칼리계열의 결정분화작용 특징에 잘 부합하는 양상을 나타낸다.
4) 흑운모화강암의 중심부와 연변부의 우백질 화강암에서의 Sr과 Rb를 비교하면, Sr은 중심 부분이 높은 반면, Rb는 연변부가 높다. 이러한 현상은 Sre 마그마 정출초기에 형성되는 광물 내에 자리잡는 대신 잔류용액에 풍부히 농집되었기 때문이며, Rb는 초기에 정출하는 광물 내에 치환으로 소모되었음을 의미한다.
5) 쥬라기 흑운모화강암은 Eu의 부현상이 미약한 것으로 미루어 마그마 분화초기의 특징을 나타내는 반면, 백악기의 석영반암은 뚜렷한 부현상을 나타내어 진화가 많이 이루어졌음을 의미한다. 하지만 두 암석은 동원마그마로부터 형성된 것이 아니므로 동위원소 등의 연구가 추가로 필요하다.
후속연구
하지만 두 암석은 동원마그마로부터 형성된 것이 아니므로 동위원소 등의 연구가 추가로 필요하다.
Drake, M.J. and Weill, D.F. (1975) Partition of Sr, Ca, Y, Eu and other REE between plagiclase feldspar and magmatic liquids; an experimental study. Geochim. Cosmochim. Acta, 39, 669-712
Mason, B. and Moor, C.B. (1982) Principles of geochemistry. 4th ed., John Wiley and Sons, 344p
Pearce, J.A., Harris, N.B.W. and Tindle, A.G. (1984) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrol., 25, 956-983
Petro, W.L., Vogel, T.A. and Wilband, J.T. (1979) Major-element chemistry of plutonic rocks suites from compressional and extensional plate boundaries. Chemical Geology, 26, 217-235
Ringwood, A.E. (1955) The principles govering trace element distribution during magmatic crystallization. part I: The influence of electro magnetivity. Geochim. Cosmochim. Acta, 19, 189-202
Tsusue, A., Mizuta, T., Tamai, T. and Kim, S.W. (1987) Mesozoic granitic rocks of South Korea: Trace element evidence regarding their differentiation. J. Japan, Assoc. Min. Petr. Econ. Geol., 82, 23-35
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