영덕 화강암은 경상분지에 속해있는 영양 소분지의 동부에 분포하고 있으며 균질한 중립질 내지 조립질의 괴상으로 산출된다. 하부에서는 편암 및 편마암 복합체를 관입하고 있으며 상부는 백악기 퇴적암에 의해 부정합적으로 피복되어있다. 암석화학분석을 통하여 영덕 화강암의 마그마형을 밝히고 광물화학분석에 각섬석 지압계를 적용하여 정치깊이를 추정하고자 하였다. 암석화학 분석결과 마그마의 분화가 진행됨에 따라 $TiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3{^*}$, FeO, $Fe_2O_3$, MnO, MgO, CaO, $Na_2O$ 및 $P_2O_5$의 함량은 감소하고 $K_2O$의 함량은 증가하는 경향을 보여주며, 마그마 분화양상의 도식에서는 칼크알칼리계열에 해당하였고 철이온의 산화경향 및 알칼리성분의 함량비는 I-타입의 마그마임을 지시한다. 또한 각섬석의 $Al^T$성분을 Hollister et al. (1987)의 식에 적용한 결과 화강암의 정치압력은 지하 약 8.98 내지 17.19 km, 평균깊이는 13.03 km인 것으로 계산되었다.
영덕 화강암은 경상분지에 속해있는 영양 소분지의 동부에 분포하고 있으며 균질한 중립질 내지 조립질의 괴상으로 산출된다. 하부에서는 편암 및 편마암 복합체를 관입하고 있으며 상부는 백악기 퇴적암에 의해 부정합적으로 피복되어있다. 암석화학분석을 통하여 영덕 화강암의 마그마형을 밝히고 광물화학분석에 각섬석 지압계를 적용하여 정치깊이를 추정하고자 하였다. 암석화학 분석결과 마그마의 분화가 진행됨에 따라 $TiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3{^*}$, FeO, $Fe_2O_3$, MnO, MgO, CaO, $Na_2O$ 및 $P_2O_5$의 함량은 감소하고 $K_2O$의 함량은 증가하는 경향을 보여주며, 마그마 분화양상의 도식에서는 칼크알칼리계열에 해당하였고 철이온의 산화경향 및 알칼리성분의 함량비는 I-타입의 마그마임을 지시한다. 또한 각섬석의 $Al^T$성분을 Hollister et al. (1987)의 식에 적용한 결과 화강암의 정치압력은 지하 약 8.98 내지 17.19 km, 평균깊이는 13.03 km인 것으로 계산되었다.
The Yeongdeok granite emplaced in the eastern Yeongyang subbasin is typically a medium- to coarse-grained massive biotite granite. It intruded into Precambrian schist & gneiss complex and is unconformably overlain by Cretaceous sedimentary rocks. In this study, we attempt to investigate the magma ty...
The Yeongdeok granite emplaced in the eastern Yeongyang subbasin is typically a medium- to coarse-grained massive biotite granite. It intruded into Precambrian schist & gneiss complex and is unconformably overlain by Cretaceous sedimentary rocks. In this study, we attempt to investigate the magma type which formed Yeongdeok granite and estimate the emplacement depth using Al-in-hornblende geobarometer to mineral composition. According to the magma fractionation, $TiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3{^*}$, FeO, $Fe_2O_3$, MnO, MgO, CaO, $Na_2O$ and $P_2O_5$ show positive trend but $K_2O$ indicate negative trend with $SiO_2$ contents. Those are identified as calc-alkaline series in AFM diagram and show the chemical characteristics of the I-type magma through the oxidation tendency of the iron ion and the portion of the alkaline composition. When calculated using the equation of Hollister et al. (1987), the emplacement depths of the Yeongdeok granite range from 8.98 to 17.19 km and average depth was estimated 13.03 km approximately.
The Yeongdeok granite emplaced in the eastern Yeongyang subbasin is typically a medium- to coarse-grained massive biotite granite. It intruded into Precambrian schist & gneiss complex and is unconformably overlain by Cretaceous sedimentary rocks. In this study, we attempt to investigate the magma type which formed Yeongdeok granite and estimate the emplacement depth using Al-in-hornblende geobarometer to mineral composition. According to the magma fractionation, $TiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3{^*}$, FeO, $Fe_2O_3$, MnO, MgO, CaO, $Na_2O$ and $P_2O_5$ show positive trend but $K_2O$ indicate negative trend with $SiO_2$ contents. Those are identified as calc-alkaline series in AFM diagram and show the chemical characteristics of the I-type magma through the oxidation tendency of the iron ion and the portion of the alkaline composition. When calculated using the equation of Hollister et al. (1987), the emplacement depths of the Yeongdeok granite range from 8.98 to 17.19 km and average depth was estimated 13.03 km approximately.
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문제 정의
과거 논란이 되었던 영덕 화강암의 연대문제는 여러 연구들을 통하여 밝혀졌으며 따라서 현재는 영덕 화강암에 대한 세부적인 연구들이 요구되고 있다. 본 연구에서는 야외조사와 실내연구를 통하여 영덕 화강암의 암석학적 특징과 정치깊이를 밝히고자 한다. 연구지역에서 총 38개의 대표 암석시료를 채취하였으며, 채취된 암석시료들에 대하여 현미경 관찰, 모드분석, 주성분 분석을 실시하였다.
총 38개의 시료를 채취하였으며, 야외 지질조사를 비롯하여 전 시료에 대해 전암 분석 및 모드분석, EPMA 분석 등을 실시하였다. 야외조사 결과와 더불어 실내연구를 통한 광물화학적 접근을 통해 영덕화강암의 암석학적 특징과 마그마 정치깊이를 알아보고자 하였다.
제안 방법
분석 시의 전압, 전류 조건은 40 kV, 30 mA이었으며, 시료는 Li7B2O5를 융제로 첨가한 비드의 형태로 전처리하였다. 2가철과 3가철의 분리를 위해 수행한 습식산화적정에는 적정기기(METTLER TOLEDO DL50 Graphix)를 사용하였고, 시료는 황산과 불산을 배합한 혼합산에 녹여서 실험하였다. 한편 경북대학교 공동실험실습관의 Shimadzu EPMA 1600 전자현미분석기(EPMA)를 통해 본 지역 화강암질암체의 광물분석을 실시하였다.
시료 내에 존재하는 각섬석들 중 6개체의 각섬석을 선별하여 광물 주성분분석을 실시하였다(Table 3). 각섬석은 지압계로 적용시키기 위하여 풍화의 흔적이 없는 광물들을 선택하여 분석하였으며 분석지점은 외부의 압력을 잘 반영하도록 결정의 가장자리를 기준으로 하였다.
영덕 화강암은 현미경 하에서 각섬석 지압계를 이용하기에 충분한 광물조합을 가지고 있었으며, 후기 저온변질의 영향을 최소화하기 위해서 연마된 박편 상에서 변질을 거의 받지 않은 각섬석 6곳을 대표로 선별하여 분석하였다. 그리고 각섬석 내의 AlT에 다음 4가지의 각섬석 지압계를 적용시켜 각각이 정치압력을 계산한 후 3.5km당 1kb의 지압구배를 이용해 환산하여 평균을 내어보았다(Table 4).
시료 내에 존재하는 각섬석들 중 6개체의 각섬석을 선별하여 광물 주성분분석을 실시하였다(Table 3). 각섬석은 지압계로 적용시키기 위하여 풍화의 흔적이 없는 광물들을 선택하여 분석하였으며 분석지점은 외부의 압력을 잘 반영하도록 결정의 가장자리를 기준으로 하였다.
야외지질조사를 통해 연구지역 내에서 채취한 38개의 대표 시료에 대하여 박편을 제작하여 편광 현미경으로 관찰하였고 구성광물들의 상대적 함량을 측정하기 위하여 박편의 점셈(point counting)을 통해 모드 분석을 수행하였다.
본 연구에서는 야외조사와 실내연구를 통하여 영덕 화강암의 암석학적 특징과 정치깊이를 밝히고자 한다. 연구지역에서 총 38개의 대표 암석시료를 채취하였으며, 채취된 암석시료들에 대하여 현미경 관찰, 모드분석, 주성분 분석을 실시하였다. 이러한 접근들을 통해 마그마 분화 양상을 밝힘과 아울러 화강암과 근원 마그마를 분류하고 각섬석 지압계를 이용해 화강암의 정치 깊이를 계산하였다.
각섬석을 지압계에 적용하기 위해서는, 각섬석이 암석 내에서 석영, 알칼리장석, 흑운모, 스핀 및 산화광물 등과 공존해야하며, 열수나 지구조력 등에 의한 후기 저온변질작용의 영향이 없어야 한다. 영덕 화강암은 현미경 하에서 각섬석 지압계를 이용하기에 충분한 광물조합을 가지고 있었으며, 후기 저온변질의 영향을 최소화하기 위해서 연마된 박편 상에서 변질을 거의 받지 않은 각섬석 6곳을 대표로 선별하여 분석하였다. 그리고 각섬석 내의 AlT에 다음 4가지의 각섬석 지압계를 적용시켜 각각이 정치압력을 계산한 후 3.
영덕 화강암의 화학분석결과 칼크알칼리 계열의 마그마에 해당하였으며, 철이온의 산화상태 및 알칼리 성분의 함량비는 I-타입의 화성기원 마그마를 지시하였다. 연구지역에서 산출되는 각섬석은 회각섬석군, 에데나이트에 해당되었고 각섬석 지압계를 적용하여 마그마 정치깊이를 추정한 결과 8.
연구지역에서 총 38개의 대표 암석시료를 채취하였으며, 채취된 암석시료들에 대하여 현미경 관찰, 모드분석, 주성분 분석을 실시하였다. 이러한 접근들을 통해 마그마 분화 양상을 밝힘과 아울러 화강암과 근원 마그마를 분류하고 각섬석 지압계를 이용해 화강암의 정치 깊이를 계산하였다.
남북 방향으로 지질구조 선이 발달하고 있지만 이에 수반한 변질은 두드러지지 않는다. 총 38개의 시료를 채취하였으며, 야외 지질조사를 비롯하여 전 시료에 대해 전암 분석 및 모드분석, EPMA 분석 등을 실시하였다. 야외조사 결과와 더불어 실내연구를 통한 광물화학적 접근을 통해 영덕화강암의 암석학적 특징과 마그마 정치깊이를 알아보고자 하였다.
2가철과 3가철의 분리를 위해 수행한 습식산화적정에는 적정기기(METTLER TOLEDO DL50 Graphix)를 사용하였고, 시료는 황산과 불산을 배합한 혼합산에 녹여서 실험하였다. 한편 경북대학교 공동실험실습관의 Shimadzu EPMA 1600 전자현미분석기(EPMA)를 통해 본 지역 화강암질암체의 광물분석을 실시하였다. 분석 시의 전압, 전류 조건은 15 kV, 20 nA이었고, 빔의 직경은 5 µm이었으며, 시료는 다이아몬드 혼탁액을 이용하여 평탄하게 연마한 후 탄소로 코팅한 박편 상태로 사용하였다.
33 wt%의 함량범위를 보이고 있다. 화강암의 분화 정도를 의미하는 SiO2의 함량에 따라 각 산화물들의 변화 경향을 살펴보았다(Fig. 4). 전체적으로 거의 선적인 양상을 띠며, SiO2의 함량이 증가함에 따라 TiO2, Al2O3, Fe2O3*, FeO, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O 및 P2O5의 함량은 감소하고 K2O의 함량은 증가하는 마그마 분화 경향을 보여주는데, 일반적인 화강암이 나타내는 경향과 비교해볼 때 예외적으로 마그마 분화가 진행됨에 따라 Na2O성분의 함량이 감소하는 점이 특징적이다.
대상 데이터
분석 시의 전압, 전류 조건은 15 kV, 20 nA이었고, 빔의 직경은 5 µm이었으며, 시료는 다이아몬드 혼탁액을 이용하여 평탄하게 연마한 후 탄소로 코팅한 박편 상태로 사용하였다.
연구지역 화강암질암체의 주성분 분석에는 경북대학교 지질학과의 Phlips 1404 X-선형광분석기(XRF)와 철의 습식 산화 적정법을 이용하였다. 분석 시의 전압, 전류 조건은 40 kV, 30 mA이었으며, 시료는 Li7B2O5를 융제로 첨가한 비드의 형태로 전처리하였다. 2가철과 3가철의 분리를 위해 수행한 습식산화적정에는 적정기기(METTLER TOLEDO DL50 Graphix)를 사용하였고, 시료는 황산과 불산을 배합한 혼합산에 녹여서 실험하였다.
연구지역은 경상분지 중 영양 소분지의 동부에 해당하며, 지질도폭 상에서는 영양, 영해, 청송 및 영해도폭에 걸쳐서 나타난다. 산출암상은 크게 화강암질 암류, 편암 및 편마암 복합체, 백악기 퇴적암류로 이루어져 있으며, 연구지역은 영덕 화강암이라 불리는 화강암질암류이다(Fig.
이론/모형
58 km의 범위로 나타났으나 Johnson and Rutherford (1989)의 식으로 계산한 값을 제외하면 약 2 km 내외의 좁은 편차를 보인다. 더욱 타당한 결론을 도출하기 위해 각섬석의 AlT 성분을 이용한 여러 사례들 중 본 연구지역과 화학적으로 가장 유사성을 띠는 칼크알칼리 계열 심성암을 대상으로 한 Hollister et al. (1987)의 경험식을 채택하여 적용하였다. 그 결과 지압계에 의한 정치깊이는 8.
연구지역 화강암질암체의 주성분 분석에는 경북대학교 지질학과의 Phlips 1404 X-선형광분석기(XRF)와 철의 습식 산화 적정법을 이용하였다. 분석 시의 전압, 전류 조건은 40 kV, 30 mA이었으며, 시료는 Li7B2O5를 융제로 첨가한 비드의 형태로 전처리하였다.
성능/효과
7) 화강섬록암에서 화강암까지로 향하는 분화경향을 보인다. AFM(Alkaline-FeO*-MgO) 성분도에서는 전형적인 칼크-알칼리암 계열의 변화 경향을 보이는 것으로 나타났으며(Fig. 8) 철 이온의 산화상태를 점시한 그래프(Hine et al.
각 구성산화물의 함량범위를 살펴보면. SiO2는 43.99에서 48.3%, Al2O3는 8.38에서 9.73%, MgO는 10.53에서 12.39%, FeO는 15.53에서 17.71%, CaO는 11.61에서 12.05%, Na2O는 1.02에서 1.35% 그리고 K2O는 0.71에서 0.96%로 나타난다. 분석된 모든 각섬석들의 Ca2+ 이온은 약 1.
각각의 산화물들은 일반적인 화강암에 비해 상대적으로 좁은 함량범위를 가지며, 모든 성분에서 나타나는 선적인 상관관계와 야외에서의 점이적인 암질 변화는 영덕화강암이 단일 마그마 기원의 분화 산물임을 지지한다.
(1987)의 경험식을 채택하여 적용하였다. 그 결과 지압계에 의한 정치깊이는 8.98에서 17.19 km의 다소 넓은 분포를 보였으며 평균 약 13.03 km로 나타난다(Table 4). 연구지역 주변에 분포하는 경상분지 내 백악기 화강암류의 정치깊이가 약 3~11 km의 범위(Koh et al.
모드분석(Table 1) 결과 석영은 약 15에서 32 vol%의 값을, 사장석은 2에서 41 vol%정도의 값을 나타내었다. 알칼리 장석은 16에서 60 vol%까지의 값을 가지는데 마그마 분화가 진행됨에 따라 암석 내 사장석의 함량은 부의 상관관계를 지닌다.
흑운모는 1에서 16 vol%의 값을 나타내었고, 각섬석은 0에서 15 vol%의 값을 나타내었다. 부구성광물인 티탄철석과 불투명 광물들은 함량이 서로 비슷하여 각각 0에서 6, 1에서 7 vol%의 값을 나타내었고, 변질광물인 녹염석과 녹니석 또한 비슷한 함량으로 각각 0에서 4, 0에서 6 vol%의 값을 가짐을 확인하였다. 녹니석의 함량은 2401 시료에서 26 vol%로 최댓값을 가지는 것을 볼 수 있는데, 이때의 사장석과 알칼리 장석의 함량 모두 감소함을 알 수 있다.
영덕 화강암의 화학분석결과 칼크알칼리 계열의 마그마에 해당하였으며, 철이온의 산화상태 및 알칼리 성분의 함량비는 I-타입의 화성기원 마그마를 지시하였다. 연구지역에서 산출되는 각섬석은 회각섬석군, 에데나이트에 해당되었고 각섬석 지압계를 적용하여 마그마 정치깊이를 추정한 결과 8.98에서 17.19 km, 평균 13.03 km로 계산되었으며 화강암체의 중심부로 갈수록 정치깊이가 깊어짐을 확인하였다.
영덕 화강암의 주성분 분석 결과(Table 2)에서 암석 내 SiO2 성분의 함량 범위는 약 61~75%정도로 안산암질부터 화강암질까지 넓게 나타났다. 세부적으로는 2405 시료에서 60.
4). 전체적으로 거의 선적인 양상을 띠며, SiO2의 함량이 증가함에 따라 TiO2, Al2O3, Fe2O3*, FeO, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O 및 P2O5의 함량은 감소하고 K2O의 함량은 증가하는 마그마 분화 경향을 보여주는데, 일반적인 화강암이 나타내는 경향과 비교해볼 때 예외적으로 마그마 분화가 진행됨에 따라 Na2O성분의 함량이 감소하는 점이 특징적이다.
이 외의 모드 분석 결과는 뚜렷한 상관관계를 보이지 않는다. 제작된 박편 38개에 대해 석영, 사장석 및 알칼리장석의 모드 분석을 실시하여 IUGS 분류도에 점시해본 결과 대부분의 시료가 화강암에 속하였다(Fig. 3).
편광 현미경 하에서 석영, 사장석, 알칼리장석, 흑운모, 각섬석 등이 주 구성광물로 관찰되었으며, 그 외 티탄철석, 인회석, 저어콘, 티타나이트, 불투명 광물 등이 부수광물로서 나타났고 변질광물로는 녹염석, 녹니석, 견운모 등이 발견되었다. 영덕 화강암에서 산출되는 대부분의 석영은 파동소광을 보이고 타형으로 산출되며 대부분의 입자가 서로 모여 모자익상을 이루고 있는 것이 특징이다(Fig.
2c), 결정의 외곽보다 내부의 변질이 더 심한 것이 특징이며 심한 경우 쌍정의 경계가 모호해진 것도 있다. 편광 현미경 하에서 소광각을 이용하여 상대적 함량을 추정해본 결과 올리고클레이스 내지는 안데신 성분의사장석으로 나타났다. 석영과 인접한 사장석의 경우 미르메카이트 조직을 흔히 보인다.
, 2000)를 나타내는 데에 비해 더 깊은 곳에 정치되었 음을 알 수 있는데, 이는 쥬라기 대보 화강암이 백악기 불국사 화강암보다 더 심부에서 정치되었다고 정량적으로 밝힌 기존의 연구(Cho and Kwon, 1994)와도 잘 일치한다. 한편 지압계를 적용시킨 각 시료의 위치를 대조하여 볼 때, 암체의 중심부에서는 17 km정도의 정치깊이를 나타내는 데에 비해 남동쪽 가장자리에서는 9 km정도의 정치깊이를 나타내어, 과거 마그마 관입의 중심과 현재 드러나 있는 영덕 화강암체의 중심이 일치한다는 사실을 추정할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
백악기 퇴적암류가 기저의 영덕 화강암을 에워싸는 형태로 분포하고 있으며 화강암의 남동부에서 그 분포가 두드러진다는 것을 알 수 있는 이유는 무엇인가?
백악기 퇴적암류는 기저의 영덕 화강암을 에워싸는 형태로 분포하고 있으며 화강암의 남동부에서 그 분포가 두드러진다. 그 증거로 영양 및 청송 도폭 내 화강암과 퇴적암류의 경계에서 기저역암이 산출하고 있다.
영덕 화강암이 분포한 곳은 어디인가?
영덕 화강암은 경상분지에 속해있는 영양 소분지의 동부에 분포하고 있으며 균질한 중립질 내지 조립질의 괴상으로 산출된다. 하부에서는 편암 및 편마암 복합체를 관입하고 있으며 상부는 백악기 퇴적암에 의해 부정합적으로 피복되어있다.
심성암의 특징은 무엇인가?
심성암은 화산암과 달리 물리적인 생성환경의 범위가 넓으며, 정치될 당시의 온도 및 압력 등의 물리적 조건을 반영하고 있다는 점에서 광물의 정출순서 및 광화작용 등 심성암체 자체에 대한 주제뿐만 아니라 과거의 지구조 운동이나 판구조운동의 추정 및 해석에도 유용한 정보를 제공한다. 특히 화강암은 한반도 전반에 걸쳐 넓게 분포하고 있어서 학술적인 활용가치가 크며 국내에서도 암체의 지화학, 광상 및 광물학적인 특징(Han et al.
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