[논문]제주도 선흘리 일대에 분포하는 맨틀포획암 내의 광물의 지화학적 특성 연구

길영우; 신홍자; 윤성효; 고정선; 안웅산

제주도 선흘리 일대에 분포하는 맨틀포획암 내의 광물의 지화학적 특성 연구
Geochemical Characteristics of Mineral Phases in the Mantle Xenoliths from Sunheul-ri, Jeju Island 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.21 no.4 = no.58, 2008년, pp.373 - 382

길영우 (한국지질자원연구윈 지질박물관) , 신홍자 (한국지질자원연구윈 지질박물관) , 윤성효 (부산대학교 지구과학과) , 고정선 (부산대학교 지구과학과) , 안웅산 (안동대학교 지구환경과학과)

초록
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제주도 동북사면에서 발견된 선흘리 스피넬 페리도타이트 맨틀포획 암의 지화학적 특성은 처음보고 되는 것으로 제 4기 제주도 동북사면 하부에 위치한 상부맨틀의 화학 조성, 평형 온도, 마그마 정체 시간에 관한 일련의 정보를 제공하여 준다. 감람석($Fo_{89-90}$)을 포함한 스피넬 페리도타이트 내 구성광물들의 화학 조성은 일정하며 광물 중심부와 연변부의 화학 조성 차이 또한 크지 않다. 사방휘석-단사휘석 지온계를 이용하여 얻은 평형 온도 범위(약 $951{\sim}1035^{\circ}C$)는 기존 제주도 다른 지역에서 산출되는 맨틀포획암에서 얻어진 온도 범위와 유사하다. 스피넬 페리도타이트가 모마그마에 포획되어 정체된 시간은 확산방정식과 감람석 내 칼슘 농도 변화를 이용하여 계산하여 본 결과 약 42일이다.

Abstract ▼ AI-Helper

First reported geochemical characteristics of mantle xneoliths (spinel peridotites) from Sunheul-ri, Jeju Island, provide important clues for understanding the lithosphere composition, equilibrium temperature, and the period of entrainment and transport of the xenoliths in the host magma. Core and rim of mineral phases in the xenoliths are constant chemical compositions as $Fo_{89-90}$ of olivines. The ranges of equilibrium temperature, obtained by two pyroxenes geothermometer, are about $951{\sim}1035^{\circ}C$ for Sunheul-ri spinel peridotite xenoliths and are similar to the range of equilibrium temperatures for the xenoliths from other sites in Jeju island. The period of entrainment and transport of the xenoliths in the host magma of Sunheul-ri mantle xenoliths is about 42 days.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

애월 지질보고서(1998)에서는 선흘리 현무암질 안산암으로 기재되어 있고, 길영우(1995)는알밤오름 하와아 아이트라로 기재하였다(그림 1). 이번 연구의 목적은 새로이 발견된 제주도 동북부 선흘리 일대에 분포하는 알밤 오름 화산암에 포획된 맨틀 포획암, 특히 스피넬페리도타이트에 대한 광물 화학적 특성을 고찰하는 데 있다.

제안 방법

단 사휘석 및 사방 휘석의 주성분 원소를 분석하고자 한국지질자원구원의 전자현미분석 기(Cameca SX-50)를 이용하였다. 분석 조건은 가속전압 15 kV, 빔 전류 15 nA, 빔직경 2~3 jim이고, 주성분 원소는 20~40초, 미량원소는 40~100초의 시간을 두고 분석하였다.
이용하였다. 분석 조건은 가속전압 15 kV, 빔 전류 15 nA, 빔직경 2~3 jim이고, 주성분 원소는 20~40초, 미량원소는 40~100초의 시간을 두고 분석하였다. 평형온도를 계산하기 위해 사용된 사방휘석, 단사휘석, 스피넬의 Fe"과 F* e는 Droop (1987)의 방법을 사용하여 계산하였다.
스피넬페리도타이트의 평형 온도를 알아보기 위하여 다양한 지온계를 사용하였다 (표 2). 평형 온도계산을 위해 사방 휘석-단사휘석을 이용한 Wood and Banno (1973)와 Brey and Kohler (1990) 지온계, 사방 휘석을 이용한 Brey and Kohler (1990) 지온계, 감람석-스피넬을 이용한 Ballhaus et al.
182 X 10-12 cm2/sec)는 감람석 C-axis 방향으로 /(02) = 10, T = 1200℃ , Ptot = 1 bar의 실험조건에서 얻어진 값이 이용되었다 (Jeurewicz and Watson, 1988; Kohler and Brey, 1990). 칼슘 농도가 낮은 감람석에서 칼륨 농도 측 정치의 신뢰도를 높이기 위해 전자현미 분석기로 3~5회 측정된 칼슘 농도의 평균치를 사용하였고, 인접 단사휘석의 이차 형광효과(second fluorescenece efEbct)를 줄이기 위해 감람석 결정을 암석에서 분리하여 칼슘 농도를 측정하였다(그림6). 그림6에서와 같이 칼슘 농도 변화는 중심에서는 일정 하나 연변 부에서 약 68 pm 떨어진 지점부터 급격히 증가하는 경향을 보인다.

대상 데이터

95 wt/%로서 지화학적으로 알칼리 계열에 속한다(길영우, 1995).모암인 알밤 오름 화산암은 맨틀 암석인 스피넬 페리도 타이트 이외에도 하부지각물질과 휘석반정들을 지표에 올라오는 동안 포획하였다(그림 2A). 포획된 스피넬 페리도 타이트는 감람석, 사방휘석, 단사휘석, 스피넬로 구성되어져있고, 크기가 3 cm 이하로 작게 산출된다(그림 2).

이론/모형

분석 조건은 가속전압 15 kV, 빔 전류 15 nA, 빔직경 2~3 jim이고, 주성분 원소는 20~40초, 미량원소는 40~100초의 시간을 두고 분석하였다. 평형온도를 계산하기 위해 사용된 사방휘석, 단사휘석, 스피넬의 Fe"과 F* e는 Droop (1987)의 방법을 사용하여 계산하였다.
평형 온도계산을 위해 사방 휘석-단사휘석을 이용한 Wood and Banno (1973)와 Brey and Kohler (1990) 지온계, 사방 휘석을 이용한 Brey and Kohler (1990) 지온계, 감람석-스피넬을 이용한 Ballhaus et al. (1991) 지온계, 감람석-사방 휘석-스피넬을 이용한 Witt-Eickschen and Seek (1991) 지온겨】, 감람석-단사휘석-스피넬을 이용한 Powell and Powell (1974) 지온계를 이용하였다 (표 2). 여러 지온계에서 얻어진 선흘리 스피넬 페리도 타이트의 평형 온도 범위는 약 900笆 ~1100℃ 이다(그림5).

성능/효과

1) 선흘리 맨틀 포획암은 감람석, 단사휘석, 사방휘석, 스피넬로 구성된 스피넬 페리도타이트이며, 구성 광물들의 중심부와 연변부 화학 조성 변화의 폭이 좁다. 감람석의 Fo 조성이 89-90이며 스피넬의 Mg-ninnber와 Cr-number는 이 암석이 일반적인 맨틀 기원의 암석임을 지시한다.
2) Brey and Kohler (1990) 지온계에서 얻어진 중심부와 연변부의 평형 온도는 50℃ 이내로 일정하며, 7개의 스피넬 페리도 타이트에서 얻어진 평형 온도는 951~1035℃의 좁은 범위를 보인다.
3) 맨틀에서 형성된 모마그마가 스피넬 페리도 타이트 맨틀 암석을 포획하여 지표에 올라온 시간은 확산 방정식을 이용한 결과 약 42일이다.
지온계 중에서 사방휘석-단사휘석를 이용한 Brey and Kohler (1990) 지온계는 평균에 가까운 온도 범위를 보이고 있고 중심부와 연변부 온도 범위가 크지 않으므로 스피넬 페리도 타이트의 평형 온도를 나타내는 지시자로서 사용하기에 적당하다. 결과적으로 스피넬 페리도 타이트에 대한 적당한 지압계가 아직 없으므로 평형 압력이 15 kb라는 가정 하에서 Brey and Kohler (1990) 지온계에서 얻어진 평형온도 범위는 중심부가 951笆 ~1031笆 이고연변부가 961笆 ~ 1035笆 이다.
알밤오름 화산암에 포획된 맨틀 암석은 크기가 작아서 모드 조성을 통하여 암석명을 확인할 수는 없었지만 쌍안현미경을 이용하여 관찰한 결과 단사휘석의 함량이 5% 이상인 스피넬 페리도 타이트 중에서도 스피넬레졸라이트에 속한다 (그림 2B). 스피넬 페리도 타이트는 원생입상조직(protogranular texture), 반상쇄설 조직 (porphyroclastic texture), 등립상조직(equigranular texture)으로 구분된다(Merger and Nicolas, 1975; Harte, 1977).

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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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