Journal of the Mineralogical Society of Korea (한국광물학회지)

The Mineralogical Society of Korea (한국광물학회)
권호 표지

Geochemistry of Granitic Rocks Around the Southern Part of the Yangsan Fault

양산단층 남부일원에 분포하는 화강암질암의 지화학적 연구

  • Hwang Byoung-Hoon (Geological Environmental Science Major, Division of Earth Environmental System, Pusan National University) ;
  • Yang Kyounghee (Geological Environmental Science Major, Division of Earth Environmental System, Pusan National University)
  • 황병훈 (부산대학교 지구환경시스템학부 지질환경과학) ;
  • 양경희 (부산대학교 지구환경시스템학부 지질환경과학)
  • Published : 2005.09.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The granitic rocks distributed in the southern part of the Yangsan Fault are classified into five distinct rock facies based on the field relation, petrography and geochemical characteristics. These five different rock facies can be grouped into two considering their origins. Group I, which reveals various evidences of magma mixing, includes three rock facies of granodiorite, enclave-rich porphyritic granite, and enclave-poor porphyritic granite. Group H intruding Croup I includes equigranular granite and micrographic granite with no evidence of magma mixing. It is suggested that the distinctively different trace element and isotopic chemistries between group I and II, support evolution from the different parental magma. It is suggested that the three rock facies in group I were generated by different degrees of magma mixing in addition to fractionation of plagioclase. MMEs experienced fractionation of biotite. The two facies in group H seem to have been generated from different parent magma from group I and evolved by fractionation of K-feldspar. The Rb-Sr whole-rock ages of the group I rocks yield $59.2\~58.9Ma$, and those of the group II rocks give 53. $3\~51.7Ma$, regardless of their distribution whether they occur in the eastern or western parts of the Yangsan Fault. Based on Sm-Nd isotope compositions, depleted mantle model ages $(T_2DM)$ of the group I range $0.8\~0.9Ga$, while those of the group II$0.6\~0.7Ga$.

양산단층 남부지역에 분포하는 화강암류들은 야외산상 및 암석기재적 특징에 의해 다섯 암상으로 분류되며, 이 다섯 암상은 다시 성인과 관련하여 두 그룹(그룹 I과 그룹 II)으로 분류된다 그룹 I의 화강섬록암, 포유암 함량이 많은 반상화강암, 그리고 포유암 함량이 적은 반상화강암은 마그마혼합의 영향을 받은 특징을 잘 나타낸다. 반면에 이들을 관입한 그룹 II의 등립질화강암과 미문상화강암에서는 마그마혼합의 증거들이 나타나지 않는다. 양산단층을 경계로 그룹별로 나타나는 매우 뚜렷한 미량원소 및 동위원소 조성은 이 두 그룹의 마그마가 서로 다른 마그마로부터 진화된 것으로 해석된다. 그룹 I내의 세 암상은 사장석의 분별과정을 포함하는 마그마 혼합의 정도차이에 의해 형성되었으며, MME는 흑운모의 분별과정을 겪었다. 그룹 II의 두 암상은 그룹 I과는 다른 모 마그마로부터 정장석의 분별과정을 통하여 형성되었다. 그룹별로 Rb-Sr 전암연령을 구하여 보면, 동측지괴와 서측지괴의 그룹 I이 각각 $59.2\pm2.9Ma,\;58.9\pm6.2Ma$이고 그룹 II가 $53.3\pm2.2$(모두 $2{\sigma}$ 오차)Ma, 51.7Ma로 나타나, 양측지괴에서 그룹별로 서로 다른 군집된 연령을 보여주었다. Sm-Nd 동위원소 연구결과, 화강암류들의 근원물질은 그룹별로 달랐을 것으로 판단되며, 결핍맨틀에 의한 모델연령은 그룹 I이 약 $0.8\~0.9Ga$이며, 그룹 II는 이보다 $0.1\~0.2Ga$ 정도 젊은 약 $0.6\~0.7Ga$에 해당된다

Keywords

References

  1. 김근수, 김정진, 박맹언 (1997) 경상분지에 분포하는 화강암질암체에 대한 Rb-Sr 연대. 한국암석학회 학술발표회 요약집, 20
  2. 김종선 (2001) 경상분지 남부 지역의 화강암류에 산출되는 포유체의 암석학적 연구: 마그마 불균질 혼합에 관한 고찰. 부산대학교 박사학위논문, 211p
  3. 대한지질학회 (1999) 한국의 지질. 시그마프레스, 802p
  4. 이종익, 이미정, 두경택, 이민성, Keisuke Nagao (1997) 경상분지 중동부 울산-경주 지역의 화강암체에 대한 K-Ar 연대 측정. 한국지구과학회지, 18(5), 379-389
  5. 정창식, 권성택, 김정민, 장병욱 (1998) 경상분지 북부에 분포하는 온정리 화강암에 대한 암석화학적, 동위원소 지구화학적 연구: 경상분지 다른 지역과 서남 일본 내대에 분포하는 백악기-제3기 화강암류와의 고찰. 암석학회지, 7(2), 77-97
  6. 진미정, 김종선, 이준동, 김인수, 백인성 (2000) 양산시 원효산 화강암에 산출되는 포획암에 대한 암석학적 연구. 암석학회지, 9(3), 142-168
  7. 황병훈 (1995) 경주 남산-토함산 일원의 화강암질 암체에 관한 암석학적 연구. 부산대학교 석사학위논문, 70p
  8. 황병훈 (2004) 경상분지 남부지역에 분포하는 화강암질암에 대한 암석학, 동위원소 및 성인. 부산대학교 박사학위논문, 307p
  9. 황병훈, 이준동, 양경희 (2004) 양산단층 주변에 분포하는 화강암질암의 암석학적 연구: 양산단층의 수평 변위량. 지질학회지, 40(2), 161-178
  10. Arth, J.G. (1976) Behaviour of trace elements during magmatic processes - a summary of theoretical models and their applications. J. Res. U.S. Geol. Surv., 4, 41-47
  11. Ayuso, R.A. and Arth, J.G. (1992) The Northeast Kingdom batholith, Vermont: magmatic evolution and geochemical constraints on the origin of Acadian granitic rocks. Contribution to Mineralogy and Petrology, 111, 1-23 https://doi.org/10.1007/BF00296574
  12. Barker, K. (1989) Tracer versus trace element diffusion: diffusional decoupling of concentration from Sr isotope composition. Geochimica et Cosmochimica Acta, 53, 3015-3023 https://doi.org/10.1016/0016-7037(89)90177-4
  13. Faure, G. (1986) Principles of isotope geology. John Willey & Sons, Inc., 589p
  14. Holden, P., Halliday, A.N., and Stephens, W.E. (1987) Neodymium and strontium isotope content of microdiorite enclaves points to mantle input to granitoid production. Nature, 330, 53-56 https://doi.org/10.1038/330053a0
  15. Koh, J.S. (2001) Mineralogical, geochemical and Sr-Nd isotopic characteristics of the Namsan A-type and Gyeongju I-type granitic rocks in the Gyeongsang basin, Korea. Ph D. Thesis, Pusan National University, 173p
  16. Lee, J.J. (1991) Petrology, mineralogy and isotopic study of the shallow-depth emplaced granitic rocks, southern part of the Kyeongsang basin, Korea: Origin of micrographic granite. Ph D. Thesis, University of Tokyo, 197p
  17. Lugmair, G.W. and K. Marti (1978) Lunar initial $^{143}Nd/^{144}Nd$: Differential evolution of the linar crust and mantle. Earth and Planetary Science Letters, 39, 349-357 https://doi.org/10.1016/0012-821X(78)90021-3
  18. Mason, B. and Moore C.B. (1982) Principles of geochemistry-Fourth edition. John Willey & Sons, Inc., 344p
  19. McBirney, A.R. (1993) Igneous petrology. Jones and Bartlett Publishers, Inc., 508p
  20. Michard, A., Gurriet, P., Soudant, M., and Albarede, F. (1985) Nd isotopes in French Phanerozoic shales: external vs. internal aspects of crustal evolution. Geochimica et Cosmochimica Acta, 49, 601-610 https://doi.org/10.1016/0016-7037(85)90051-1
  21. Myers, J.D., Marsh, B.D., Frost, C.D., and Linton, JA (2002) Petrologic constraints on the spatial distribution of crustal magma chamber, Atka Volcanic Center, central Aleutian arc. Contribution to Mineralogy and Petrology, 143, 567-586 https://doi.org/10.1007/s00410-002-0356-7
  22. Na, C.K. (1994) Genesis of granitoid batholiths of Okchon zone, Korea and its implications for crustal evolution. Ph. D. dissertation, Univ. Tsukuba, 154p
  23. Poli, G.B. and Tomasini, S. (1991) Model for the origin and significance of microgranular enclaves in calc-alkaline granitoids. Journal of Petrology, 32, 657-666 https://doi.org/10.1093/petrology/32.3.657
  24. Rollinson H. (1993) Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Longman Group UK Ltd., 352p
  25. Sajona, F.G., Maury, R.C., Pubellier, M., Leterrier, J., Bellon, H., and Cotten J. (2000) Magmatic source enrichment by slab-derived melts in a young post-collision setting, central Mindanao (Philippines). Lithos, 54, 173-206 https://doi.org/10.1016/S0024-4937(00)00019-0
  26. Steiger, R.H. and Jager, E. (1977), Subcommission on geochronology: convention on the use of decay constants in geochronology and cosmochronology. Earth and Planetary Science Letters, 36, 359-362 https://doi.org/10.1016/0012-821X(77)90060-7
  27. Sun, S.S. (1982) Chemical composition and origin of the Earth's primitive mantle. Geochimica et Cosmochimica Acta, 46, 179-192 https://doi.org/10.1016/0016-7037(82)90245-9
  28. Tremblay, A., Lafleche, M.R., McNutt, R.H., and Bergeron M. (1994) Petrogenesis of CambroOrdovician subduction-related granitic magmas of the Quebec Appalachians, Canada. Chemical Geology, 113, 205-220 https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)90067-1