추가령 열곡대에 분포하는 전곡현무암의 지화학적 특성

Geochemical Characteristics of the Quaternary Jungok Basalt in Choogaryong Rift Valley, Mid-Korean Peninsula

제 4기 전곡현무암은 추가령 열곡대내의 한탄강유로를 따라 길게 분포하고 있으며 이대성 외 (1983)에 의하면 대략 10-20 m정도의 두께를 가지고 있다. 전곡현무암의 암석분화 과정을 밝히기 위해 57개의 시료가 채취 되었으며, 이중 16개의 시료에 대한 주성분 및 미량원소의 화학분석이 실시되었다. 분석된 시료들의 화학조성에 의하면 전곡현무암은 알칼리계열의 현무암으로 특징지워지며, MgO를 제외한 주성분원소의 변화범위가 미량원소에 비하여 상당히 좁은 영역을 나타낸다. 분별결정작용 모델을 정량적으로 시험하기 위해서 Multiple linear regression을 사용하였다. 주성분원소와 반정으로 산출되는 광물의 화학조성을 사용하여 계산된 결과는 전곡현무암의 화학조성의 변화는 감람석, 사장석, 휘석, 자철석이 56 : 25 : 17 : 2의 비율로 분별정출되어 분화된 것으로 설명할 수 있다. 그러나 위의 결과를 가지고 미량원소의 함량을 계산하면 불호정 (incompatible) 원소의 계산치는 딸암석의 실제 함량에 미치지 못한다. 이러한 점으로 미루어 전곡현무암의 화학조성의 변화는 광물들의 단순한 분별정출 작용만으로는 설명하기가 어렵다. 따라서 전곡현무암의 화학조성의 변화는 약간 다른 정도의 부분용융에 의해 불호정 원소의 초기치가 다른 것들이 분별정출과정을 겪었거나, 혹은 RTF과정에 의한 불호정원소의 부화가능성을 배제할 수 없음을 시사한다.

Quaternary Jungok basalts are distributed along the old Hantan river in Mid-Korean Peninsula. They were flowed out from Mt. Ori and Upland (680 m), and they formed narrow and long basalt plateau showing the layers of 10 to 20 meters in thickness and about 95 km in length. Fifty seven samples were collected from the study area, and sixteen rock samples were selected and analysed for major and trace elements. The analyzed samples have alkalic composition and show a relatively restricted variation in major element chemistry (except MgO), as comparing to the that of trace element. Based on major element chemistry, a quantitative modelling of fractional crystallization by multiple linear regression method suggests that the chemical evolution of the evolved rocks can be generated by fractionation of olivine, plagioc1ase, clinopyroxene, and magnetite in proportion of 56 : 25 : 17 : 2, respectively. The calculated trace element abundances by mineral proportions estimated from major element modelling, however, underestimate the incompatible element concentrations in the evolved rocks. According to the incompatible element abundances, simple fractional crystallization process has difficulty to explain the chemical variation of the evolved rocks. It seems that the other processes, which enrichment of incompatible elements can occure without concomitant changes in major element compositions, are needed in order to explain the chemical variation of the Jungok basalts. Thus, the major elements and compatible trace elements variations of the Jungok basalts are due to fractional crystallization, but the incompatible elements variation is due to fractional crystallization superimposed on already varying concentrations caused by slightly different degrees of melting of the same source, and/or due to periodic replenishment, tapping and fractionation(RTF) processes.