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문제 정의
- 본 연구 지역의 유문암의 산출상태를 알아보기 위하여 유상구조의 주향과 경사를 고도에 따라 측정하였다. 해운대구 우동 해발 고도 133 m (N35°10'42.
- 본 연구 지역인 경상분지 유천소분지의 동남쪽에 위치하는 부산 장산(634 m) 일대의 화산암체에 유상 구조와 구과상 구조를 가지는 유문암이 산출되며, 동심원상 구조보다는 핵 부분에 방사상 구조가 잘 나타나고 있다. 장산 지역에서 나타나는 구과상 유문암에 대한 암석학적 특징 및 성인 고찰을 목적으로 연구가 진행된 바 없어 이 연구를 수행하게 되었다. 본 연구에서는 지질도폭(Son et al.
제안 방법
- 2011년 7월부터 2012년 4월에 걸쳐 수차례의 야외 조사를 실시하였고, 편광현미경 관찰 및 암석 화학 분석을 위해 노두에서 대표적인 신선한 암석 표품을 채취하였으며, 채취한 표품은 실내에서 박편으로 제작하여 경하에서 구성광물의 종류 및 조직을 관찰하였다. 편광현미경 관찰을 통해 대표적인 시료의 연마편 4개를 선택하여 구성광물의 화학적 특성을 밝히기 위하여 경상대학교 공동실험실습관의 전자현미분석기 (EPMA; JXA-8100)를 이용하여 점분석을 실시하였다.
- EPMA 면분석: 구과 전체에서 특정 성분의 변화를 알아보기 위해 X-선 면분석을 실시하였다(Fig. 12 &13).
- XRD분석: 구과를 구성하는 유문암에 함유된 미세한 광물 결정을 감정하는 또 다른 방법으로 X-선 분말회절분석을 실시하였다. 2개의 시료에 대해 분석을 실시하였는데 분석 결과, 주구성 광물은 석영, 사장석, 알칼리장석과 소량의 운모류, 고령석, 녹니석으로 분석되었다(Fig.
- 1 µm, 길이 800 µm, 분석시간은 16분이다. 구과를 이루는 물질에 대하여 한국기초과학자원연구원 부산분소에서 XRD분석을 실시하였으며, 구과상 유문암의 화학성분 분석을 위해 부경대학교 공동실험실습관에서 XRF분석을 실시하였다.
- 본 암석의 전암 분석결과에 근거하여 2개의 시료에서 얻어진 평균치 AAVE와 BAVE를 Kim(2009)의 장산 지역에 나타나는 유문암과 비교해 본 결과를 그림 15에서 검토해 보았다. 본 연구 지역의 2개의 평균치 값은 Al2O3, Fe2O3, TiO2, MnO, CaO, MgO, P2O5 값은 전체 분화에 따른 변화 경향의 선상에 도시되나, K2O는 특징적으로 높은 값을, Na2O는 다소 낮은 값을 보여 주고 있다.
- 장산 지역에서 나타나는 구과상 유문암에 대한 암석학적 특징 및 성인 고찰을 목적으로 연구가 진행된 바 없어 이 연구를 수행하게 되었다. 본 연구에서는 지질도폭(Son et al., 1978; Jang et al., 1983)과 기존 연구논문, 장산에 관련된 참고문헌 등을 기초로 하여 야외조사를 실시하여 본 역에 산출되는 화산암류 및 관입암류의 야외 산출상태, 암상 변화와 분포 양상을 파악하여 장산 화산암체(Cha, 1985)에서 산출되는 구과상 유문암의 특징을 살펴보았다. 편광현미경 관찰을 통한 암석기재적 특징을 고찰하고, 구과상 유문암 및 구성 광물의 성분 분석을 통하여 지구화학적 특성을 밝히고, 구과의 성인을 고찰하였다.
- 입자들 사이에 미세한 작은 구멍들이 혼재해 있고 철산화물들이 0.5 µm 이하로 들어 있어서 이들을 피해 평탄한 면을 찾아서 분석하였다.
- , 1983)과 기존 연구논문, 장산에 관련된 참고문헌 등을 기초로 하여 야외조사를 실시하여 본 역에 산출되는 화산암류 및 관입암류의 야외 산출상태, 암상 변화와 분포 양상을 파악하여 장산 화산암체(Cha, 1985)에서 산출되는 구과상 유문암의 특징을 살펴보았다. 편광현미경 관찰을 통한 암석기재적 특징을 고찰하고, 구과상 유문암 및 구성 광물의 성분 분석을 통하여 지구화학적 특성을 밝히고, 구과의 성인을 고찰하였다.
- 2011년 7월부터 2012년 4월에 걸쳐 수차례의 야외 조사를 실시하였고, 편광현미경 관찰 및 암석 화학 분석을 위해 노두에서 대표적인 신선한 암석 표품을 채취하였으며, 채취한 표품은 실내에서 박편으로 제작하여 경하에서 구성광물의 종류 및 조직을 관찰하였다. 편광현미경 관찰을 통해 대표적인 시료의 연마편 4개를 선택하여 구성광물의 화학적 특성을 밝히기 위하여 경상대학교 공동실험실습관의 전자현미분석기 (EPMA; JXA-8100)를 이용하여 점분석을 실시하였다. 정량분석 조건으로 가속전압 15 kv, 가속전류 10 nA, 전자빔 직경은 1 µm이다.
대상 데이터
- 본 연구 지역인 경상분지 유천소분지의 동남쪽에 위치하는 부산 장산(634 m) 일대의 화산암체에 유상 구조와 구과상 구조를 가지는 유문암이 산출되며, 동심원상 구조보다는 핵 부분에 방사상 구조가 잘 나타나고 있다. 장산 지역에서 나타나는 구과상 유문암에 대한 암석학적 특징 및 성인 고찰을 목적으로 연구가 진행된 바 없어 이 연구를 수행하게 되었다.
- 본 연구 지역인 부산 장산 일대는 행정구역상 부산광역시 해운대구(위도 35°08'55"~35°13'45"N, 경도 129°07'30"~129°12'30"E)에 위치한다.
- , 1983)의 북동부 일대의 양 도폭에 걸쳐 있는 지역이다. 본 연구지역은 경상분지 내 유 천소분지의 동남부에 위치하는 곳으로서 유천층군의 이천리층과 안산암질암을 기반으로 하여 조기 유문암, 유문암질 용결응회암, 후기 유문암 및 화강반암과 이들 주변을 관입하여 분포하는 심성암류들로 구성된다 (Cha, 1985; Yun and Sang, 1994). 장산은 유문암질 용결응회암으로 구성되는 화산암체(Cha, 1976; Son et al.
성능/효과
- 8). 1.15~1.2 mm 사이에서 K, Na 성분이 다시 높게 변하는 것으로 보아 얇은 1층의 각을 지나 구과의 바깥 유문암 기질부로 나왔다는 것을 알 수 있다.
- XRD분석: 구과를 구성하는 유문암에 함유된 미세한 광물 결정을 감정하는 또 다른 방법으로 X-선 분말회절분석을 실시하였다. 2개의 시료에 대해 분석을 실시하였는데 분석 결과, 주구성 광물은 석영, 사장석, 알칼리장석과 소량의 운모류, 고령석, 녹니석으로 분석되었다(Fig. 14).
- 5 µm 이하로 들어 있어서 이들을 피해 평탄한 면을 찾아서 분석하였다. EPMA 분석 결과(Fig. 6) 후방산란전자이미지(BSI: Back scattered electron image)에서 구과의 내부에서 어두운 부분은 주로 밝은 색 광물들로 이루어져 있었고, 대부분 Si 원소와 O 원소가 풍부하였다. 구과 내부의 밝은 부분은 Si와 O가 결핍되어 있었고, Na과 Al 원소가 많이 나타났다.
- EPMA 선분석: EPMA를 통한 성분변화를 X-선 선 분석으로 알아본 결과, O, Si 값이 대체적으로 많았고 K, Na, Al 성분의 변화가 우세하였으며, 이들의 함량변화는 구과의 각과 일치하는 경향을 보이고 있었다.
- 구과의 최외각 껍질 부분에서는 Si 함량이 매우 높으며, 반면 Al, K, Na, Fe가 매우 낮으므로 순수한 실리카 광물이 구과를 둘러싸고 있는 것으로 해석된다. O, Si 값이 대체적으로 많았고 구과의 성분변화를 한 눈에 잘 알아볼 수 있었다.
- XRD 분석 결과, 석영, 사장석, 알칼리장석, 운모류, 고령석, 녹니석으로 구성된다. 구과를 이루고 있는 물질은 SiO2가거의 82% 이상이며, Al2O3는 7~10%, Na2O+K2O는 8% 이하로 나타났으며, 미세한 실리카광물과 알칼리 장석이 섞여 있는 것으로 생각된다. 구과 내 장석의 성분은 새니딘 영역에 주로 표시된다.
- 본 연구 지역에 나타나는 구과들은 대부분 중앙부가 실리카함량이 높은 광물의 집합체로 이루어져 있으며, 높은 실리카 함량은 미세한 석영 결정 사이에 부분적으로 미세한 알칼리장석이 형성되어 혼합되어 있는 것으로 사료된다. 여러 개의 각이 잘 발달된 구 과일수록 중심부에서 가장자리로 갈수록 실리카의 함량은 줄어들고 알칼리장석의 함량이 늘어났으며 구과의 바깥쪽에서는 다시 실리카광물이 증가하기 시작했다.
- Ewart(1971)는 구과구조가 발달됨에 따라 K 성분이 증가하는 것은 탈유리화가 활발히 진행되는 단계에서 잔류 유리질 물질(glass) 내에 K 성분이 농집되는 것이 장석과 석영-장석에서 일어나는 것보다 더 큰 것에 기인하며, 이러한 구과상 구조의 형성동안 후기에 일어나는 알칼리 함량에서의 분화 작용은 이전에 분출했던 암석 내의 반정에 의한 분별결정작용에 의해 좌우된다고 언급하였다. 본 연구 지역에서 구과상을 가지는 암석에서 Na에 비해 높은 K 함량을 가지는 것은 장산 지역에서 나타나는 이전의 유문암을 포함한 암석의 분별결정작용의 결과 잔류 멜트 내에서 K2O의 농집의 결과에 기인하며 이는 구과상 유문암이 후기 유문암에 속한다는 사실과 잘 부합한다.
- 를 Kim(2009)의 장산 지역에 나타나는 유문암과 비교해 본 결과를 그림 15에서 검토해 보았다. 본 연구 지역의 2개의 평균치 값은 Al2O3, Fe2O3, TiO2, MnO, CaO, MgO, P2O5 값은 전체 분화에 따른 변화 경향의 선상에 도시되나, K2O는 특징적으로 높은 값을, Na2O는 다소 낮은 값을 보여 주고 있다. 이러한 결과를 구과상 구조의 분석 결과와 비교해 보면, 그림 12에서는 석영을 중심으로 해서 성장한 각 부분에 Na 함량이 낮고, K의 함량이 높게 나타나고 있다.
- 본 연구 지역에 나타나는 구과들은 대부분 중앙부가 실리카함량이 높은 광물의 집합체로 이루어져 있으며, 높은 실리카 함량은 미세한 석영 결정 사이에 부분적으로 미세한 알칼리장석이 형성되어 혼합되어 있는 것으로 사료된다. 여러 개의 각이 잘 발달된 구 과일수록 중심부에서 가장자리로 갈수록 실리카의 함량은 줄어들고 알칼리장석의 함량이 늘어났으며 구과의 바깥쪽에서는 다시 실리카광물이 증가하기 시작했다. 각이 없거나 있어도 매우 얇은 각을 가진 타원형의 구과들은 중앙부가 실리카광물로 집중되어 있는 것은 동일했다.
- 그림 6의 샘플 a, b, c, d에 대한 점분석을 실시하였다. 은미정질 기질부 물질의 성분분석에서 주로 SiO2가 거의 80%이상이며, Al2O3는 7~10%, Na2O, K2O는 장석으로 보이는 광물에서 4~5%로 나타났다. 이는 일반적으로 구과의 내부가 크리스토발라이트나 칼세도니와 같은 실리카광물로 구성된다는 사실과 달리 미세한 실리카광물과 장석의 집합체로 구성됨을 보여준다.
- 그림 13에서는 중심부의 석영을 둘러싸고 각을 이루는 부분에서 Na 함량이 아주 낮고 석기를 이루고 있는 K 성분이 각을 이루는 부분에 침투하듯이 불규칙하게 높은 함량을 나타내고 있다. 이와 같은 결과로 보아 구과가 발달되는 곳에서는 Na 성분 보다는 K 성분이 더 농집됨을 알 수 있으며 전암 분석 결과와 밀접한 관련성이 있는 것으로 사료된다. Ewart(1971)는 구과구조가 발달됨에 따라 K 성분이 증가하는 것은 탈유리화가 활발히 진행되는 단계에서 잔류 유리질 물질(glass) 내에 K 성분이 농집되는 것이 장석과 석영-장석에서 일어나는 것보다 더 큰 것에 기인하며, 이러한 구과상 구조의 형성동안 후기에 일어나는 알칼리 함량에서의 분화 작용은 이전에 분출했던 암석 내의 반정에 의한 분별결정작용에 의해 좌우된다고 언급하였다.
- 전암 주성분 분석: 구과를 가지는 유문암의 전암 분석 결과는 표 1과 같으며, SiO2 함량은 75.4~75.7%, Al2O3 11.9~12.6%, CaO 0.9~0.3%, Na2O 2.6~2.4%, K2O 5.9~6.2%로 전형적인 고규산질 유문암에 해당된다.
- 즉 핵 부분에는 실리카 광물과 Na-장석이, 각 부분에서는 실리카 광물과 K-장석이 혼합되어 존재함을 지시한다. 전체적으로 구과의 내부 핵 부분에는 Si, O 성분이 많이 나타나 실리카 물질이 우세하고 각에서는 K, Al 성분이 많아 장석 성분이 우세함을 보인다. 아주 얇지만 테두리 부분은 Na, Al 성분이 얇은 띠모양으로 나타나고 있고 구과의 밖인 기질부분은 대부분은 Si, O 성분이지만 Al, K, Na도 많이 나타나고 있다.
- 2). 즉 본 연구 지역에서 발견되는 구과상 유문암은 구과들이 각을 가지지 않고 하나의 핵을 중심으로 방사상을 나타내는 단식 구과형과 육안상 흰색을 띠는 각을 가지면서 핵 부분을 중심으로 방사상을 나타내는 방사상 단식 구과형으로 비교적 단순한 형태를 보여주고 있다. 그리고 이들 구과들이 서로 인접하여 합체된 포도송이와 같은 집합체를 보여주기도 한다.
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