Major, Rare-Earth and Trace Geochemistry of Ulleungdo Volcanic Rocks

울릉도 화산암의 주원소, 휘토류 및 미량원소 지구화학

The volcanic rocks of Ulleungdo reveal very high alkali element abundances and most of them have high K20/Na20 ratios and belong to potassium-series. Ulleungdo volcanics show very wide range of variation in their composition from basalts to trachytic basalt, basaltic trachyandesite, trachyandesite, and finally to trachyte on total alkali-silica diagram. Such a general trend of compositional variation can be explained well by differentiation due to fractional crystallization of various minerals. Olivine, clinopyroxene, plagioclase, ilmenite, and apatite are suggested as the major fractionated minerals. Ulleungdo volcanics show Nb/U and PbICe ratios similar to oceanic volcanics such as MORB and OIB, but significantly different .from volcanic rocks of island arc environments, which suggest that they are not directly related with subduction along the Japanese arc. LREE abundances of Ulleungdo volcanics are highly enriched compared with HREE abundances ((La)N=193-420, (L~)~=7.5-19.5).O nly trachyte-1 show appreciable negative Eu anomalies among various rock types, which suggests significant amount of plagioclase were fractionated. However, trachyte-2, trachyte-3, phonolite, and pumice reveal quite different variation trend of trace and rare earth element abundances from trachyte-1, which suggest that they have originated from different magma batches and have experienced different differentiation processes. A prominent bimodal distribution, thus lacking of intermediate composition, is observed from the Ulleundo volcanics.

울릉도의 화산암들은 매우 높은 알칼리 함량을 보이며 대부분 K2O/Na2O 비율이 높은 K-계열에 속한다. 울릉도의 화산암들은 매우 넓은 범위에 걸친 조성변화를 보여 총알칼리-실리카 분류도에 현무암으로부터 조면현무암, 현무암질 조면안산암, 조면안산암을 거처 조면암에 이르기까지의 범위를 차지한다. 이러한 조성의 일반적인 변화경향은 광물의 정출에 의한 분화에 의해 대체로 잘 설명되며 감람석, 단사휘석, 사장석, 티탄철석 및 인회석이 주된 정출광물로 판단된다. 울릉도 화산암의 Nb/U, Pb/Ce 값은 MORB, OIB등과 같은 해양성 화산암과 같으며 도호환경의 암석들과는 상당한 차이가 있어 이들의 생성이 일본열도를 연한 섭입작용과는 직접적인 관계가 없음을 말해준다. LREE가 HREE에 비해 매우 부화된 모슴을 보인다((La)N=193-420, (Lu)N=7.5-19.5). 다양한 암석중 조면암-1만이 두드러진 음의 뗘 이상치를 갖으며 상당한 사장석의 정출을 수반하여 만들어진 것으로 판단된다. 그러나 조면암-2와 조면암-3 및 포놀라이트와 부석등은 미량원소와 희토류원소의 변화경향이 조면암-1과 다르며, 별도의 마그마 솥에서 만들어져 서로 다른 분화경로를 갖고 진화한 것으로 판단된다. 울릉도 화산암에서는 성분의 양분화 및 중간 조성의 결핌 현상이 현저하게 나타난다.