[논문]각섬석류를 활용한 하동지역 회장암체의 변성작용에 관한 연구

곽지영; 최진범

doi:10.9727/jmsk.2015.28.3.221

각섬석류를 활용한 하동지역 회장암체의 변성작용에 관한 연구
Metamorphism of Anorthositic Rocks with Respect to Amphiboles in Hadong Area 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.28 no.3, 2015년, pp.221 - 231

곽지영 (경상대학교 지질과학과 및 기초과학연구소) , 최진범 (경상대학교 지질과학과 및 기초과학연구소)

초록
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선캠브리아기의 지리산 편마암 복합체는 초기의 백립암상에서 후기의 각섬암상 또는 녹색편암상까지 후퇴변성작용을 받았으며, 편마암 복합체 내 관입한 하동 회장암체는 이 중 후기 변성작용의 영향을 받았다. 회장암체 내 주요 유색광물은 각섬석으로 이를 통해 변성조건 및 변성상에 관한 추정이 가능하다. 회장암체 내 각섬석은 개방니콜 하에서 주로 청녹색 내지 녹색을 나타내고, 반자형 내지 타형의 형태를 보인다. 일부 갈색의 각섬석 주변부로 청록색으로 변하는 누대조직(zonal texture)이 존재하고, 사방휘석 내에는 각섬석으로 변하는 반응부가 존재해 후퇴변성 내지 변질 양상을 보인다. 회장암을 구성하는 각섬석은 크기 및 산상에 따라 기질을 이루는 미정질의 각섬석[I 그룹 : 페로혼블렌드(ferrohornblende)]과 1 mm 이상의 크기를 보이며, 주로 불투명광물 내지 사장석과의 경계에서 산출되는 각섬석[II 그룹 : 페로파가사이트(ferropargasite)]으로 구분된다. 화학분석결과, 각섬석 내 $Al^{vi}$의 함량을 통해 회장암체의 변성압력이 5 kbar 이하의 저압의 조건이었음이 인지되는 한편, 각섬석 내 Ti 함량범위 및 각섬석+사장석+석류석+흑운모+녹니석의 광물조합을 통해 회장암체의 변성상이 각섬암상에 속하는 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Precambrian Jirisan gneiss complex suffered retrograde metamorphism ranging from granulite facies to the amphibolite facies and/or greenschist facies. Intrusive anorthositic rocks in gneiss complex are influenced by late metamorphism. Mafic mineral in anorthositic rock composed mainly of amphiboles, which can anticipate the information about metamorphic conditions and metamorphic facies. Amphiboles from anorthositic rock show subhedral to anhedral in shape and mostly blueish green and/or green in colour in plane polarized light. Some of brownish amphiboles show zonal texture with brownish to blueish green in color from core to rim. Reaction parts in clinopyroxene which exchange with amphibole. It suggests retrograde metamorphism and/or alteration. Amphiboles composing anorthositic rocks can be classified into two types depending on the size and occurrence of amphibole. The first type is microcrystalline amphibole occurring matrix [Group I: ferrohornblende]. The second type is amphibole with 1 mm or larger in size, which is usually occurred in the boundary between opaque mineral and plagioclase [Group II: ferropargasite]. Electron microscopic analyses base on the $Al^{vi}$ composition in amphiboles suggest that the metamorphic pressure of anorthositic rock was low with 5 kbar or less. Ti compositional range in amphibole and representing hornblende+ plagioclase+garnet+biotite+chlorite mineral assemblage suggest that metamorphic facies of anorthositic rock is in amphibolite facies.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

, 2002), Song and Lyu (1993)는 지리산 편마암복합체에서 휘석을 함유한 백립암변성상의 광물군을 발견하면서, 이 지역의 변성암들이 초기에 백립암상의 변성작용을 받은 것으로 보고하였다. 최근까지 활발하게 진행된 지리산편마암 복합체의 연구들과는 달리 그를 관입한 회장암체의 변성작용과 관련된 추가적인 연구진행이 미비함에 따라 본 연구에서는 하동 남부지역에 산출되는 회장암체의 변성상을 파악하고, 변성온도-압력과 같은 변성조건을 밝히고자 하였으며, 이를 위해 회장암체 내 산출되는 주요 유색광물인 각섬석의 산상 및 지화학적 특성을 활용하였다.

제안 방법

각섬석(amphibole)의 산출 및 조직적 특징을 살펴보기 위해 분류된 시료들의 박편을 관찰하였다. 연구지역의 각섬석은 회장암체를 구성하는 주 광물인 사장석과 함께 대표적인 광물로 산출된다.
과 Si의 분석 데이 터를 통해 변성압력을 5 kbar를 기준으로 고압변성작용 및 저압변성작용으로 구분하였다. 또한 그는 각섬석 내 Ti 함량을 활용해 변성상을 녹색편암-각섬석 전이상(greenschist-amphibolite transition facies), 각섬암상(amphibolite facies), 각섬석-백립암상(hornblend granulite facies)으로 구분하였다.
분석은 한국해양과학기술원 부설 극지연구소의 JXA-8530F (JEOL)을 이용하여 수행하였으며, 분석조건은 빔전류와 가속전압을 각각 10 nA, 15 kV로 하고, 빔직경을 5 µm로 하였다.
1에 도시되었다. 시료의 박편 및 연마편을 제작하여, 각섬석의 산상을 확인하였고, 전자탐침 미세분석기(EPMA) 분석을 통해 각섬석에 대한 화학분석을 실시하여, 화학조성의 변화를 동정하였다. 분석은 한국해양과학기술원 부설 극지연구소의 JXA-8530F (JEOL)을 이용하여 수행하였으며, 분석조건은 빔전류와 가속전압을 각각 10 nA, 15 kV로 하고, 빔직경을 5 µm로 하였다.
회장암체 내 산출되는 각섬석에 대해 박편관찰 및 화학분석을 실시하였다. 시료는 하동 남부 북천 면에서 산출되는 회장암체의 야외시료와 시추된 코어 시료에서 채취하였으며, 채취한 시료의 위치는 Fig.

대상 데이터

본 연구는 에너지기술평가원의 에너지⋅자원기술개발사업-전략응용기술사업 중 ‘국내 희유금속 탐사 및 활용기술개발’(2015-0171)과제(2012.01.01.~ 2015.12.31.)의 4차년도 사업의 일부로서 수행되었다.
회장암체 내 산출되는 각섬석에 대해 박편관찰 및 화학분석을 실시하였다. 시료는 하동 남부 북천 면에서 산출되는 회장암체의 야외시료와 시추된 코어 시료에서 채취하였으며, 채취한 시료의 위치는 Fig. 1에 도시되었다. 시료의 박편 및 연마편을 제작하여, 각섬석의 산상을 확인하였고, 전자탐침 미세분석기(EPMA) 분석을 통해 각섬석에 대한 화학분석을 실시하여, 화학조성의 변화를 동정하였다.

이론/모형

분석된 결과는 산소 23개를 기준으로 양이온 값이 재계산되었으며, 계산된 Al의 양이온 값을 Pauling (1929)에 의해 제안된 법칙에 따라 Al^ⅳ와 Al^ⅵ으로 구분하여 Table 1에 나타내었다. 또한 철의 총 함량으로 부터 Fe²⁺와 Fe³⁺의 변환은 Droop (1987)에 의해 제시된 철-마그네슘 규산염 광물의 Fe³⁺ 계산법을 활용하였다.
분석은 한국해양과학기술원 부설 극지연구소의 JXA-8530F (JEOL)을 이용하여 수행하였으며, 분석조건은 빔전류와 가속전압을 각각 10 nA, 15 kV로 하고, 빔직경을 5 µm로 하였다. 분석된 결과는 산소 23개를 기준으로 양이온 값이 재계산되었으며, 계산된 Al의 양이온 값을 Pauling (1929)에 의해 제안된 법칙에 따라 Al^ⅳ와 Al^ⅵ으로 구분하여 Table 1에 나타내었다. 또한 철의 총 함량으로 부터 Fe²⁺와 Fe³⁺의 변환은 Droop (1987)에 의해 제시된 철-마그네슘 규산염 광물의 Fe³⁺ 계산법을 활용하였다.
하동 회장암체의 주 구성 광물은 사장석과 각섬석 등으로 이 중 각섬석은 회장암 복합체의 주요 유색광물로 존재한다. 회장암내 산출되는 각섬석은 Ca가 풍부한 각섬석으로 이러한 각섬석의 자세한 분류가 Leake et al. (1997)에 의해 수행되었으며, 본 연구에서는 이에 따라 각섬석을 구분하였다.

성능/효과

Saxena and Ekstorom (1970)는 압력이 높고, 온도가 낮을 때각섬석 내 Al^ⅵ이 높은 함량을 가진다고 언급하였으며, Leake (1971)은 다양한 칼슘 각섬석에서 Al^ⅵ가 높은 함량을 가질 때 Ti는 상대적으로 낮은 값을 가진다고 하였다. 따라서 분석된 결과가 지시하는 Al^ⅵ 및 Ti 변화는 변성작용이 고압저온에서 저압고온으로의 변화 내지 저압고온에서 고압저온으로 변화한다는 것을 의미하는데 연구지역은 후퇴 변성작용에 해당함으로 저압고온에서 고압저온으로 변성과정을 겪은 것으로 판단된다. 그러나 이러한 온도의 압력의 변화는 절대값이 아닌 조성변화에 따른 암석 내부에서 상대적인 값을 의미하는 것으로 전체적인 변성압력은 앞서 밝힌 것과 같이 저압에 해당하며, 갈색을 띄는 각섬석이 거의 존재하지 않으므로, 변성온도 또한 저온으로 볼 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	각섬석이란 무엇인가?	각섬석은 다양한 조성을 가지는 대부분의 화성 암과 변성암에 수반되는 대표적인 구성광물로서 넓은 범위의 온도-압력 조건에서 산출된다. 각섬석은 이와 같은 다양한 생성 조건에 따라 그 조성도 다양하게 나타난다(Deer et al.
	영남육괴 남서부에 위치하는 하동지역에 존재하는 회장암체의 유색광물은 어떤 광물조합으로 이루어져있는가?	각섬석 내의 Al 및 Ti의 조성들은 회장암이 최고 5 kbar 이하의 저압조건에서 저변성도를 가지는 각섬암상에 해당함을 지시한다. 전체적인 광물조합은 각섬석-사장석-석류석-흑운모-녹니석으로 각섬암상의 변성광물군을 이루고 있어 이 또한 각섬암상의 변성상을 나타낸다.
	각섬석의 Al의 함량을 활용해 무엇을 추정할 수 있는가?	, 1997). 따라서 각섬석의 Al의 함량을 활용해 칼크-알칼리질암(calcalkali rock)의 변성압력을 추정하고(Hammarstrom and Zen, 1986; Hollister et al., 1987), 칼슘 각섬석(calcic amphiboles)의 지화학적 데이터를 활용한 변성 온도-압력에 대한 연구(Leake, 1965, 1971;Raase, 1974; Vanko, 1986)의 진행과 같은 각섬석을 구성하는 각 원소(Al, Ti, Fe, Si 등)들의 지화 학적 연구를 통해 변성작용을 받은 암석의 변성환 경에 대한 연구가 다양하게 진행되었다.

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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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