A Possibility of Dual Volcanic Chains in the Southern Part of Korea: Evidences from Geochemistry

한국 남부의 쌍화산대 가능성: 지화학적 근거

The development of dual volcanic chains, parallel to the trend of the subduction trench, is observed in the southern part of Korea. Elsewhere on the Earth volcanic arcs dominantly consist of two such chains. In the southern part of Korea, two volcanic chains within a single volcanic arc was developed. Kyongsang basin, where the first volcanic chain located, and Youngdong-Kwangju depression zone where the second volcanic zone located, showed sub-parallel volcanic rock distributed areas. Concentrations of incompatible elements in the southern part of Korea samples show clear across-arc variations, with lavas from the first volcanic chain being most depleted in these elements, all incompatible element concentrations increase towards the second volcanic chain. The above across-arc variation may be caused by the difference in solid phases coexisting with the fluid phases during the dehydration processes. The concentrations of incompatible elements, Zr/Y ratios, and Rb/K ratios indicate that the second volcanic chain (Youngdong-Kwangiu depression zone) was generated by low degrees of partial melting at the deeper depth compared to the conditions of the first volcanic chain (Kyongsang basin) and residual garnet probably attributed to the their partial melting.

한국 남부에서 섭입 해구의 방향과 나란히 쌍으로 발달한 화산대가 발견된다. 경상분지와 영동-광주 함몰대의 화산암류는 거의 나란한 양상을 보이며, 이들은 각각 동일한 섭입 체계에 따르는 첫 번째 화산대, 두 번째 화산대이다. 경상분지와 영동-광주 함몰대 화산암류의 불호정성 원소 함량은 호를 가로지르는 변화를 뚜렷하게 보인다. 즉, 첫 번째 화산대 (경상분지 및 남해안 도서지역)용암들의 불호정성 원소 함량은 두 번째 화산대 (영동-광주 함몰대)에 비해 더욱 결핍되며 두 번째 화산대에서 더욱 증가하는 경향을 보인다. 이와 같이 호를 가로지르는 변화를 보이는 것은, 탈수과정 동안 유체상과 공존하는 고체상의 차이에 기인한 것으로 보인다. 두 번째 화산대의 불호정성 원소의 함량, Zr/Y 비, Rb/K 비는 첫 번째 화산대에 비해 더 깊은 깊이에서 더 적은 정도의 부분 용융, 그리고 용융 과정에서의 잔류 석류석에 기인할 것이다.