[논문]거창 일대에 분포하는 섬록암류와 화강암류에 대한 암석학적 연구

한미; 김선웅; 양경희; 김진섭

거창 일대에 분포하는 섬록암류와 화강암류에 대한 암석학적 연구
Petrological Study of the Dioritic and Granitic Rocks from Geochang Area 원문보기

암석학회지 = The journal of the petrological society of korea, v.19 no.3 = no.61, 2010년, pp.167 - 180

한미 (부산대학교 지구환경시스템학부) , 김선웅 (부산대학교 지구환경시스템학부) , 양경희 (부산대학교 지구환경시스템학부) , 김진섭 (부산대학교 지구환경시스템학부)

초록
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본 연구는 거창일대에 분포하는 섬록암류, 흑운모 화강암, 각섬석 화강암을 대상으로 하였다. 모드조성 분석 결과 섬록암류는 석영섬록암, 석영 몬조섬록암, 토날라이트 영역에 속하며 흑운모 화강암은 화강섬록암와 화강암 영역에 해당된다. 그리고 각섬석 화강암은 화강암, 석영몬조니암, 석영섬장암 영역에 해당하여 기존의 연구와 어느 정도 일치함을 보였다. 본 연구지역 암체는 모두 비알칼리 계열의 칼크-알칼리 계열에 속하며 평균 Al 포화지수(molar A/CNK)는 각각 1.00, 1.06, 1.05로 모두 I-type이며 저알루미나질과 과알루미나질의 특징을 가진다. 평균 MORB에 표준화시킨 미량원소의 거미도표에서 비교적 유동성이 큰 Rb, Ba, Th, Nd는 부화되어 있고 유동성이 작은 Nb, Hf, Zr, Y는 상대적으로 결핍되어 있다. 특히 Nb와 Zr-Hf에서 부(-) 이상이 잘 나타나며 이러한 양상은 섭입대와 관련되어 생성된 칼크 - 알칼리 계열 암석의 특징을 잘 나타내는 것이다. 콘드라이트에 표준화시킨 희토류 원소 변화도에서 세 암체 모두 경희토류 원소가 중희토류 원소에 비해 부화되어 있으며 Eu의 부(-) 이상이 약하게 나타난다. 이는 남한에 분포하는 쥬라기 화강암류의 패턴과 유사하다. Culler & Graf(1984)에 의하면 총 희토류 원소의 합($\sum$REE)이 60~499 ppm이고 $(La/Lu)_{CN}$의 값이 8.9~66 ppm에 해당하는 암체들은 대륙이나 그 주변부의 구조적 환경에서 형성된 화 강암류임을 제시하였다. 본 연구지역의 흑운모 화강암의 REE값은 한 시료(39.69 ppm)만 제외하고는 76.21 ~137.05ppm의 값을 가지며, 각섬석 화강암의 $\sum$REE값은 73.84~483.21 ppm의 값을 가진다. 또한 흑운모 화강암의 $(La/Lu)_{CN}$의 값은 9.61~36.47 ppm, 각섬석 화강암의 $(La/Lu)_{CN}$의 값은 7.17~21.85 ppm이다. 따라서 연구지역의 암체를 형성시킨 마그마의 생성환경이 대륙 또는 대륙 연변부임을 알 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The geochemical studies on the plutonic rocks of the Geochang, the central part of the Ryongnam massif, were carried out in order to constrain the petrogenesis and the paleotectonic environment. The objects of this study are dioritic rocks, biotite granite and hornblende granite. The modal compositions indicate that the dioritic rocks are quartz diorite, quartz monzodiorite, tonalite, biotite granites are granodiorite, granite and hornblende granites are granite, quartz monzonite, quartz syenite. These rocks belong to the calc-alkaline series. Especially, trace elements such as Sr, Nb, Sr, Ti are depleted, suggesting that these rocks are produced in the subduction zone related to calc-alkaline series. Also, the studied granitic rocks correspond to peraluminous and I-type. Chondrite-normalized REE patterns show that LREE are enriched much more than HREE, and have weak Eu(-) anomaly. It is similar to pattern of Jurassic granitoids in the South Korea. Total REE value of the biotite granite and hornblende granite ranges 76.21~137.05 ppm and 73.84~483.21 ppm, respectively, also $(La/Lu)_{CN}$ value ranges 9.61~36.47 and 7.17~21.85. It is suggest that studied rocks suppor their emplacement at active continental margin. Also, these rocks are derived from magma generated by partial melting of lower continental crust materials.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

수 있다. 또한, 앞에서 제시한 본 연구지역의 섬록암, 흑운모 화강암, 각섬석 화강암의 지화학적 특성을 바탕으로 하여 암석을 형성한 마그마의 생성환경을 유추하기 위해 지구조 판별도에 도시해 보았다. Rb vs Sr의 상관도(Fig.
본 연구에서는 경상남도 거창 일대에 분포하는 섬록암류와 화강암류를 대상으로 하였으며 특히 섬록암류, 흑운모 화강암, 각섬석 화강암의 암석기재학적 특징 및 지화학적 특성을 밝히고 전암 화학조성을 비교 검토하여 마그마의 성인 및 지구조 환경을 고찰하기 위한 목적으로 수행되었다.

제안 방법

ICP-MS로 희토류 원소와 미량 원소 15개(Be, Co, Ni, Cu, Ga, Rb, Y, Nb, Mo, Cd, Cs, Hf, Pb, TH, U)를 분석하였다. ICP-AES 분석은 RF generator power 1500W, RF frequency 40.68MHz의 조건에서 이루어졌으며, 미량원소 7개(Ba, Cr, Sr, Zn, Sc, V, Zr)를 분석하였다.
ICP-MS 분석 시 사용된 기종은 Elan 6100 m, Perkin Elmer(USA)이며 RF generator power 1100 W, RF frequency 40 MHz의 분석 조건에서 이루어졌다. ICP-MS로 희토류 원소와 미량 원소 15개(Be, Co, Ni, Cu, Ga, Rb, Y, Nb, Mo, Cd, Cs, Hf, Pb, TH, U)를 분석하였다. ICP-AES 분석은 RF generator power 1500W, RF frequency 40.
L.O.I(Loss On Ignition)의 측정은 시료 분말을 950℃ 30'에서 가열한 다음 데시게이트에서 30분 냉각 후 무게를 측정하여 무게비의 차이로 계산하였다.
분석에 선정된 시료들에 대하여 박편을 제작하여 현미경 하에서 구성광물 및 조직을 관찰하였으며 모드조성 분석을 하였다. 모드조성 분석을 위해 박편당 1,000~2,000 타씩 점계수를 실시하였으며 분석 시 견운모는 변질 받기 전 원래의 광물로 간주하였다. 암석시료 중 대표적이고 신선한 시료를 선정하여 주성분 원소, 미량 원소 및 희토류원소의 화학분석을 실시하여 그 특징을 비교, 검토하였다.
분석은 가속전압 40 kV, 전류 70 mA 하에서 X-선을 조사한 후 시료로부터 방출되는 원소의 특성 에너지를 갖는 형광 X-선을 측정하여 형광 X-선의 방출 강도를 표준시료의 것과 비교하여 이루어졌으며, 3 회 측정 후 평균값으로 계산하였다. 미량원소 및 희토류 원소는 한국기초과학지원연구원의 유도결합플라즈마 질량분석기(ICP-MS)와 유도결합플라즈마 방출분광 분석기(ICP-AES)로 분석하였다. ICP-MS 분석 시 사용된 기종은 Elan 6100 m, Perkin Elmer(USA)이며 RF generator power 1100 W, RF frequency 40 MHz의 분석 조건에서 이루어졌다.
본 연구지역 암체의 마그마 계열을 알기 위하여 Irvine and Baragar(1971)의 TAS(Na2O + K2O − SiO2)도와 AFM(Na2O+K2O − FeO − MgO) 삼각도에 주성분 원소 분석치를 도시하여 보았다(Fig. 4).
야외 지질조사 및 시료 채취는 1 : 50,000의 거창 도폭과 1 : 25,000 지형도를 사용하여 실시되었다. 분석에 선정된 시료들에 대하여 박편을 제작하여 현미경 하에서 구성광물 및 조직을 관찰하였으며 모드조성 분석을 하였다. 모드조성 분석을 위해 박편당 1,000~2,000 타씩 점계수를 실시하였으며 분석 시 견운모는 변질 받기 전 원래의 광물로 간주하였다.
모드조성 분석을 위해 박편당 1,000~2,000 타씩 점계수를 실시하였으며 분석 시 견운모는 변질 받기 전 원래의 광물로 간주하였다. 암석시료 중 대표적이고 신선한 시료를 선정하여 주성분 원소, 미량 원소 및 희토류원소의 화학분석을 실시하여 그 특징을 비교, 검토하였다.

대상 데이터

미량원소 및 희토류 원소는 한국기초과학지원연구원의 유도결합플라즈마 질량분석기(ICP-MS)와 유도결합플라즈마 방출분광 분석기(ICP-AES)로 분석하였다. ICP-MS 분석 시 사용된 기종은 Elan 6100 m, Perkin Elmer(USA)이며 RF generator power 1100 W, RF frequency 40 MHz의 분석 조건에서 이루어졌다. ICP-MS로 희토류 원소와 미량 원소 15개(Be, Co, Ni, Cu, Ga, Rb, Y, Nb, Mo, Cd, Cs, Hf, Pb, TH, U)를 분석하였다.
유리 원판(Glass Bead)은 시료 : 용융제(Li2B4O7, lithium tetraborate)를 1 : 7 비율로 혼합하여 만들었으며 검량선은 16 개의 표준시료로 작성하였다. USGS 표준시료는 BIR-1(Basalt), RGM-1(Rhyolite), STM-1(Nepheline Syenite), SDC-1(Mica Schist), MBH 표준시료는 SARM1(Granite), 2(Syenite), 6(Dunite), 44(Sillimanite Schist), 48(Fluorspar Granite), SARM49 (Quartz), UM-4(Ultramafic Rock), BRAMMER표준시료는 MO11(Anorthosite), VS2119-1(Gabbro), GBW3114 (Siliceous Material), GBW7110(Andesite), GBW7111 (Granodiorite)이다. 분석은 가속전압 40 kV, 전류 70 mA 하에서 X-선을 조사한 후 시료로부터 방출되는 원소의 특성 에너지를 갖는 형광 X-선을 측정하여 형광 X-선의 방출 강도를 표준시료의 것과 비교하여 이루어졌으며, 3 회 측정 후 평균값으로 계산하였다.
, 2000; Oh, 2006). 대보 화강암은 남한의 경기육괴, 옥천대, 영남 육괴 등에 분포하여 있으며 영남육괴 중부에 위치하는 거창을 연구지역으로 선정하였다. 거창은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 정편마암류를 기반으로 하여 중생대 화성암류와 시대미상의 해인사화강암 및 섬록암질암이 관입하며 백악기 퇴적암이 부정합으로 덮여있다.
선캠브리아기의 변성암류는 구성광물과 조직에 따라 흑운모 편마암, 화강편마암, 반상변정 편마암, 조립질 화강편마암, 흑운모 대상 편마암, 세립 화강편마암이 있으며 섬록암류는 중남부 일부에 분포한다. 본 암체는 동부의 변성암류를 관입하였으며 흑운모화강암에 의해 관입당하고 있다. 김용준 외(1989)는 이 암석을 각섬석 섬록암으로 기재하였으며 모드분석 결과는 섬록암 내지 석영 섬록암 영역에 속한다고 밝혔다.
본 연구를 위해 야외 지질조사와 실내연구를 수행 하였다. 야외 지질조사 및 시료 채취는 1 : 50,000의 거창 도폭과 1 : 25,000 지형도를 사용하여 실시되었다.
미량원소 중 LREE가 HREE에 대해 부화되어 있고 Eu의 부(-) 이상이 나타나는 양상은 남한에 분포하는 쥬라기 화강암류의 패턴과 유사하다. 본 연구지역의 암석은 지구조 판별도에서 화산호화상암과 동시충돌성 화강암 영역에 해당한다. 다음의 결과에서도 본 연구지역의 암석을 형성시킨 마그마가 중생대 태평양판이 대륙 주변부로 섭입 하는 지구조 환경에서 하부 지각 물질의 용융에 의해 생성되었음을 알 수 있다.
섬록암류는 연구지역 중남부에 분포하며(Fig. 1), 시료는 마리면 일대와 남하면 일대에서 채취되었다. 본 암은 중립질이며 각섬석과 흑운모와 같은 유색광물이 약 20 vol.
1). 시료는 남하면 일대에서 채취되었다. 본 암은 1~5 mm의 중립질이며 5~10 mm의 크기를 가지는 알칼리장석 거정으로 인해 담홍색을 띤다.
I(Loss On Ignition)의 측정은 시료 분말을 950℃ 30'에서 가열한 다음 데시게이트에서 30분 냉각 후 무게를 측정하여 무게비의 차이로 계산하였다. 유리 원판(Glass Bead)은 시료 : 용융제(Li2B4O7, lithium tetraborate)를 1 : 7 비율로 혼합하여 만들었으며 검량선은 16 개의 표준시료로 작성하였다. USGS 표준시료는 BIR-1(Basalt), RGM-1(Rhyolite), STM-1(Nepheline Syenite), SDC-1(Mica Schist), MBH 표준시료는 SARM1(Granite), 2(Syenite), 6(Dunite), 44(Sillimanite Schist), 48(Fluorspar Granite), SARM49 (Quartz), UM-4(Ultramafic Rock), BRAMMER표준시료는 MO11(Anorthosite), VS2119-1(Gabbro), GBW3114 (Siliceous Material), GBW7110(Andesite), GBW7111 (Granodiorite)이다.
주성분 원소의 분석은 부경대학교 공동실험실습관의 X-선 형광분석기(XRF)를 이용하였으며, XRF 분석시 사용된 기종은 XRF - 1700, SHIMADZU(Japan) 이다. 분석의 전처리 과정과 조건은 다음과 같다.

데이터처리

USGS 표준시료는 BIR-1(Basalt), RGM-1(Rhyolite), STM-1(Nepheline Syenite), SDC-1(Mica Schist), MBH 표준시료는 SARM1(Granite), 2(Syenite), 6(Dunite), 44(Sillimanite Schist), 48(Fluorspar Granite), SARM49 (Quartz), UM-4(Ultramafic Rock), BRAMMER표준시료는 MO11(Anorthosite), VS2119-1(Gabbro), GBW3114 (Siliceous Material), GBW7110(Andesite), GBW7111 (Granodiorite)이다. 분석은 가속전압 40 kV, 전류 70 mA 하에서 X-선을 조사한 후 시료로부터 방출되는 원소의 특성 에너지를 갖는 형광 X-선을 측정하여 형광 X-선의 방출 강도를 표준시료의 것과 비교하여 이루어졌으며, 3 회 측정 후 평균값으로 계산하였다. 미량원소 및 희토류 원소는 한국기초과학지원연구원의 유도결합플라즈마 질량분석기(ICP-MS)와 유도결합플라즈마 방출분광 분석기(ICP-AES)로 분석하였다.

성능/효과

37 wt%)(Table 2)이다. 각 시료에 대한 화학 분석치를 SiO₂를 분화지 수(횡축)로 하는 하커변화도(Fig. 3)에 도시해 보면, 각 암체 내에서 SiO₂의 함량이 증가함에 따라 TiO₂, Al₂O₃, FeOT, Fe₂O₃T, MgO, CaO, P₂O₅는 감소하는 경향을 잘 나타내며, K₂O와 Na₂O는 다소 분산되어 있지만 Na₂O+K₂O는 증가하는 경향을 보인다. 흑운모 화강암과 각섬석 화강암만 비교해보면, 분화가 진행됨에 따라 일정한 경향을 보이며 서로 아평행하게 나타난다.
사장석은 다른 암석들과 마찬가지로 내부가 변질에 의해 견운모화 되었다. 모드 분석 결과(Table 1)는 다른 암체에 비해 알칼리장석의 함량이 높게 나타났으며 화강암, 석영 몬조암, 석영섬장암 영역에 해당한다. 박영석 외(1993)는 본 암체를 섬장암이라 기재하였으며 모드 조성 분석 결과 섬장암, 석영 섬장암 영역에 도시되어 본 연구와 어느 정도 일치한다.
칼크 -알칼리 마그마 계열은 섭입이 일어나는 판 경계에서 발생하므로 본 연구지역의 암석이 이러한 환경에서 생성되었음을 지시한다. 본 연구지역 암체의 Al 포화지수는 각각 평균 1.00, 1.06, 1.05으로 I-type에 해당하며, 이것은 본 연구지역의 암석이 대륙과 대륙이 충돌하는 지구조적 환경에서 하부 지각 물질의 용융에 의해 생성된 마그마로부터 분화되었음을 지시한다.
본 연구지역 암체의 평균 Al 포화지수(molar A/ CNK)는 각각 1.00, 1.06, 1.05로 분화가 진행 될수록 저알루미나질(metaluminos)에서 과알루미나질(peraluminous)로 변화하는 경향이 있다. 일반적으로 과알루미나질 화강암류는 상부지각 물질의 부분용융에 의해 생성되며 특히 대륙과 대륙이 충돌하는 지구 조적 환경에서 쉽게 생성된다(Lefort, 1981).
본 연구지역의 암체는 모드조성 분석 결과 섬록암 류는 석영섬록암, 석영몬조 섬록암, 토날라이트 영역에, 흑운모 화강암은 화강섬록암, 화강암영역에, 각섬석 화강암은 화강암, 석영몬조암, 석영섬장암 영역에 해당한다. 또한 본 연구지역의 암체는 비알칼리 계열중 칼크 - 알칼리 마그마 계열에 해당한다.
이상의 결과를 종합하면, 본 연구지역의 화강암류는 칼크 - 알칼리 마그마 계열, 과알루미나질, I-type 화강암류에 해당하는 특성을 보이며, 이는 본 연구지역의 화강암이 상부맨틀의 부분용융으로 생성된 현무암질 마그마보다 하부 지각물질의 용융에 의해 생성된 마그마에서 분화되었음을 지시한다. 또한 중생대 태평양판이 대륙주변부로 섭입하는 화산호 환경에서 정치된 마그마로부터 형성되었음을 알 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	거창일대에 분포하는 섬록암류, 흑운모 화강암, 각섬석 화강암을 대상으로 모드조성 분석을 한 결과는 어떠한가?	본 연구는 거창일대에 분포하는 섬록암류, 흑운모 화강암, 각섬석 화강암을 대상으로 하였다. 모드조성 분석 결과 섬록암류는 석영섬록암, 석영 몬조섬록암, 토날라이트 영역에 속하며 흑운모 화강암은 화강섬록암와 화강암 영역에 해당된다. 그리고 각섬석 화강암은 화강암, 석영몬조니암, 석영섬장암 영역에 해당하여 기존의 연구와 어느 정도 일치함을 보였다. 본 연구지역 암체는 모두 비알칼리 계열의 칼크-알칼리 계열에 속하며 평균 Al 포화지수(molar A/CNK)는 각각 1.
	한반도에서 가장 활발했던 화성활동에는 무엇이 있는가?	한반도에서 가장 활발했던 화성활동은 대보조산운동과 수반된 중생대 쥬라기와 백악기 초에 걸친 대보 화강암류의 관입과 백악기 말과 제 3기에 걸쳐 일어난 유천층군 화산암류의 분출과 불국사 화강암류의 관입활동이다. 한반도에서 고생대 말에서 쥬라기 초기 (250~210 Ma)에 걸쳐 중국 - 한국판과 양쯔판의 충돌로 아시아판이 형성된 이후 220~180 Ma에 아시아판 아래로 패럴론 - 이자나기판 사이의 중앙해령의 섭입이 일어났다.
	대보 화강암은 어디에 분포하는가?	, 2000; Oh, 2006). 대보 화강암은 남한의 경기육괴, 옥천대, 영남 육괴 등에 분포하여 있으며 영남육괴 중부에 위치하는 거창을 연구지역으로 선정하였다. 거창은 선캠브리아기의 변성퇴적암류와 정편마암류를 기반으로 하여 중생대 화성암류와 시대미상의 해인사화강암 및 섬록암질암이 관입하며 백악기 퇴적암이 부정합으로 덮여있다.

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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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