[논문]울릉도 죽암분석층에서 나온 화성쇄설물들의 조직과 분화유형

황상구; 안웅산; 이소진; 오경식

doi:10.9719/eeg.2019.52.5.459

울릉도 죽암분석층에서 나온 화성쇄설물들의 조직과 분화유형
Eruption Types and Textures of Pyroclastics from the Jugam Scoria Deposits, Ulleung Island, Korea 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.52 no.5, 2019년, pp.459 - 469

황상구 (안동대학교 자연과학대학 지구환경과학과) , 안웅산 (제주특별자치도 세계유산본부) , 이소진 (안동대학교 기초과학연구소) , 오경식 (안동대학교 공과대학 신소재학부)

초록
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울릉도 북동부 죽암분석층에서 나온 조립 라필리의 밀도, 기공률과 미조직에 대한 정량적 및 정성적 평가를 하였다. 이들 라필리는 하부에서 61%와 상부에서 67%의 최빈기공률, 그리고 연결되지 않은 아원상 기공이 우세한 기공집단을 가진다. 최빈기공률의 쇄설물은 외연부에 평행한 누대를 가지는데, 이 외연부는 대기저에서 급랭된 것이며 미정 없는 적철유리대로서 "파쇄동시"의 마그마성 조직을 보존한 것으로 해석된다. 한편 이 적철유리 외연부는 내부로 가면서 점차 조립화되는 미정 및 기공 조직을 갖는 "파쇄후"의 흑철유리 내부로 점이된다. 그리고 탈기작용 시나리오는 마그마가 주로 닫힌계에서 탈기되었음을 증명해주는 파쇄동시 기공조직과 연결된다. 한편 대기와 접촉하는 조면안산암질 화성쇄설물의 확산적 냉각속도는 치솟는 분사에서 화성쇄설물의 운반과 분산에 관해 추론할 수 있는 파쇄후 기공 및 미정 조직과 연결된다. 이러한 조직 분석은 죽암 분화가 일반적인 대기저 분화유형 중에서 부분적으로 하와이식 분천을 닮은 스트롬볼리식 분화이었다는 것을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

We present a quantitative evaluation of density, vesicularity and microtextures for coarse lapilli collected from the Jugam Scoria Deposits, northeastern Ulleung Island. Lapilli from the deposits have modal vesicularities of 61% in the lower part and 67% in the upper part, and vesicle populations dominated by non-interconnected subround vesicles. Clasts of modal vesicularity have margin-parallel zonation, with subaerially quenched rims interpreted to preserve "syn-fragmentation" magmatic textures in microlite-free sideromelane rims, grading "post-fragmentation" tachylitic interiors with vesicle and microlite textures that progressively coarsen from rim to interior. Degassing scenarios are linked to syn-fragmentation vesicle textures to demonstrate that the magmas degassed in dominantly closed systems. And diffusion-controlled cooling rates of trachyandesitic pyroclasts in contact with atmosphere are linked to post-fragmentation evolution of vesicle and microlite textures to infer about transportation and dispersal of the pyroclasts in low shooting jets. These textural analyses show that the Jugam eruptions were strictly applied to the strombolian type, analogous to the hawaiian type among any classical subaerial eruption type.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. (a) Location map; (b) Geological map of the Ulleung Island; (c) Geological map around the Jugam scoria cone, modified from Hwang et al. (2012).
그림 Fig. 2. Typical scoriaceous lapilli and bomb fragment collected from the lower and upper parts of the Jugam Scoria Deposits. (a) S-type scoriaceous lapillus showing fine vescles; (b) S-type scoriaceous lapillus with fluidal surface; (c) ST-type scoriaceous lapillus, with vesicles coarsening from rim to interior; (d) T-type scoriaceous lapillus with some coarse vesicles; (e) T-type scoriaceous lapillus consisting of coarse vesicles; (f) Scoriaceous bomb fragment showing separately quantified textural zones S, ST and T. Similar divisions were made, but are not shown for the other clasts.
그림 Fig. 3. Photomicrographs that show typical vesicle textures in types S, ST and T of modal scoriaceous lapilli, under plane light. (a) Type S in the lower part; (b) Type ST in the lower part; (c) Type T in the lower part; (d) Type S in the upper part; (e) Type ST in the upper part; (f) Type T in the upper part. Arrows indicate microlites of feldspars in the T zones. All images are taken at 25× magnification.
그림 Fig. 4. Histograms showing density range for the scoriaceous lapilli from (a) Ja1 and (b) Ja2 of the lower part, and (c) Ja3 and (d) Ja4 of the upper part in the Jugam Scoria Deposits.
그림 Fig. 5. Histograms showing vesicularity distribution for the scoriaceous lapilli from (a) Ja1 and (b) Ja2 of the lower part, and (c) Ja3 and (d) Ja4 of the upper part in the Jugam Scoria Deposits.
표 Table 1. Quantitative parameters of scoriaceous lapilli from the Jugam Scoria Deposits

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구에서 우리는 울릉도에서 산출되는 단성 화산 중에 칼데라 외부에서 발견되는 죽암분석층을 자세히 검토하고, 이 분석 층이 폭발 성 분화 동안 화도에서 일어난 변화에 중점을 둔다. 이 분화 작용은 폭발사건 직전에 화도 환경을 시험하고 폭발사건 동안 화도 역학을 유추하여 분화 유형을 설명할 수 있을 것이다.

제안 방법

이 연구에서 우리는 울릉도에서 산출되는 단성 화산 중에 칼데라 외부에서 발견되는 죽암분석층을 자세히 검토하고, 이 분석 층이 폭발 성 분화 동안 화도에서 일어난 변화에 중점을 둔다. 이 분화 작용은 폭발사건 직전에 화도 환경을 시험하고 폭발사건 동안 화도 역학을 유추하여 분화 유형을 설명할 수 있을 것이다. 왜냐하면 분화 유형은 이 분석 층의 구성물질로부터 증명될 수 있기 때문이다.

대상 데이터

밀도와 기공률을 측정하기 위해, 시료는 중거리부에서 2곳(하부 층), 근거리부에서 2곳(상부 층)에서 통계적으로 타당한 분포를 나타내기에 충분한 입도를 가진 곳에서 수집되었다. 이러한 수집은 반정 함량에 대해 보정하지 않은 상태에서 그 퇴적층에서 기공률의 균질성을 나타낼 뿐만 아니라 더 많은 분석을 시도할 수 있는 대표적 쇄설물이 선택되도록 하였다.
울릉도는 동해 서부에 발달하는 울릉 분지의 북변부에 위치하며 약 2,200 m 깊이의 심 해저에서 해수면 위로 984.6 m까지 솟아있는 화산이다(Fig. 1a).
죽암분석층은 죽암 마을 남동쪽의 능선 부에 250×330 m 크기로 분포하며(Fig. 1c) 고도 276.1 m의 작은 봉우리를 중심으로 하여 작은 분석 구를 이루고 있다. 석포조면암과 말잔등응회암 위에 놓이며 대체로 불규칙한 기존 지형을 덮고 있다.

성능/효과

울릉도 북동부의 죽암분석층은 조면안산암질 마그마가 닫힌 계 탈기 작용과 연결되는 지속적 폭발 성 분화의 생산물이라고 해석된다. 급랭 적철 유리의 라필리에 보존된 기공 조직은 파쇄 시기의 마그마 상태를 나타내는 것으로 해석되고, 화산탄편의 외 연부에서 내부로 가면서 기공과 미정 조직의 점이 적 변화는 뜨거운 화성쇄설물이 차가운 공기와 접촉하여 냉각되는 확산적 냉각시간동안 파쇄 후 쇄설물 내부에서 계속되는 기포화작용의 결과로 볼 수 있다.
분석 구의 입체 모양, 쇄설물의 미 조직, 그리고 탈기 과정에 대한 분석에 의하면, 죽암분석층은 대체로 용존 된 휘발성물질이 천부 상승 동안 기포 형태로 마그마와 연결되어 있다는 의미에서 부분적으로 하와이식 화염 분천을 닮는 스트롬볼리식 분화에 의해 형성되었음을 암시한다. 스트롬볼리식 분화는 큰 기포가 마그마를 통해 올라와 분출표면에서 터지는 것인데, 마그마 계 내의 심부로부터 화구로 운반되는 휘발성 물질(주로 CO₂) 축적의 정교한 과정을 통해서만 가능하다.
따라서 이 분화는 수백 m 높이에 달하는 분사에 의해 진행되었다고 생각된다. 확산적 냉각 및 조직 수정 시간을 고려할 때, 입자 낙하 시간은 화성쇄설물의 외부 표면이 충분히 냉각되어 퇴적 전에 고화 되었다는 것을 암시하지만, 더 큰 쇄설물의 내부에서 조직적 성숙이 퇴적 후에도 계속되었음을 암시한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	울릉도는 무엇인가?	울릉도는 동해 서부에 발달하는 울릉 분지의 북변부에 위치하며 약 2,200 m 깊이의 심 해저에서 해수면 위로 984.6 m까지 솟아있는 화산이다(Fig. 1a).
	라필리의 종류로 무엇이 있는가?	라필리는 대개 적철유리로 이루어진 적갈색 S형 라필리(Fig. 2a, b), 흑철유리로 이루어진 암회색 T형 라필리(Fig. 2d. e) 와 적철유리와 흑철유리로 이루어진 암갈색 ST형 라필리가 있다(Fig. 2c). 화산탄은 외 연부가 적철유리이고 중심부가 흑철유리로 이루어져있다.
	죽암분석층의 두께는 어느 정도인가?	석포조면암과 말잔등응회암 위에 놓이며 대체로 불규칙한 기존 지형을 덮고 있다. 두께는 근거리 부(proximal part)에서 최고 약 20 m 정도이다. 그리고 이 분석 층은 다른 암층에 의해 덮이지 않기 때문에 울릉 화산의 모든 암층들 중에서 가장 젊은 것으로 보았다(Hwang et al.

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