Magmatism and Metamorphism of the Proterozoic in the Northeastern Part of Korea : Petrogenetic and Geochemical Characteristics of the Okbang Amphibolites

한국(韓國) 북동부지역(北東部地域) 원생대(原生代)의 화성활동(火成活動)과 변성작용(變成作用) : 옥방(玉房) 앰피볼라이트의 암석성인(岩石成因)과 지구화학적(地球化學的) 특징(特徵)

The Okbang amphibolites occurring as sill-shaped bodies within the Precambrian Wonnam Group have been studied in terms of geochemical characteristics for their tectonomagmatic environments. The amphibolites fall in the ortho-amphibolite fields in Ni and Cr versus Cu diagrams. They belong to subalkaline and tholeiitic series in total alkali versus silica and ternary AFM diagrams, respectively. They show the compositional variation corresponding to the differentiation trend of tholeiitic suites. In discrimination diagrams using high-field-strength elements such as Ti, Zr, Nb and Y, the amphibolites show geochemical affinities to both of volcanic-arc tholeiites and normal (depleted) mid-oceanic ridge tholeiites. The REE patterns of the amphibolites are nearly flat and extremely similar to those of back-arc tholeiites. $(La/Yb)_{CN}$ ratios vary from 0.89 to 2.02 with an average value of 1.23. Such low light-REE abundances in the amphibolites suggest that they were derived from the upper mantle source depleted in these elements. In view of geochemical characteristics showing strong enrichments of incompatible elements such as K and Rb, distinctive negative Nb anomalies, depletions of light-REE observed also in normal (depleted) mid-oceanic ridge tholeiites, and unfractionated immobile elements such as Y and Yb, the tholeiitic magmas, from which the parent rocks of the amphibolites were formed, would be generated from a depleted upper mantle source and contaminated by continental crustal materials en route to surface. Tectonomagmatic environment for the amphibolites can be assumed to be continental back-arc basin.

경북 봉화군 소천면 소재 옥방 회중석광산 주변부에 분포하는 앰피볼라이트는 그 암석성인적 측면에서 많은 관심을 불러 일으켰다. 이 앰피볼라이트는 선캠브리아기의 원남층군내에 관입암상의 형태로 산출되며 옥방회중석광산의 모암이기도 하다. 주성분과 미량성분의 지구화학적 특징에 의하면, 이 앰피볼라이트는 정앰피볼라이트로서 비알카리 계열의 쏘레라이트 현무암질 암석으로 분류되며 쏘레라이트의 분화경향을 그대로 따르고 있었다. 희토류원소 및 친액상원소들의 지구화학적 특징에 의하면, 이 앰피볼라이트를 형성한 기원암의 마그마는 친액상원소들이 결핍된 상부맨틀로부터 유래되었으며 상승도중 대륙지각물질의 혼염이 있었고 이 마그마가 관입된 조구조적 환경이 대륙배호분지 (continental back-arc basin)임을 강력하게 시사하고 있다. 따라서 이 앰피볼라이트에 의해 관입된 원남층군이 퇴적된 조구조 환경 역시 대륙배호분지에 해당됨을 암시한다고 할 수 있다.