Albitization of feldspar in the Cretaceous Kusandong Tuff, Korea

백악기 구산동응회암 내 장석의 알바이트화 작용

  • Jeong, Jong-Ok (Department of Earth and Environmental Sciences and Research Institute of National Sciences, Gyeongsang National University) ;
  • Sohn, Young-Kwan (Department of Earth and Environmental Sciences and Research Institute of National Sciences, Gyeongsang National University)
  • 정종옥 (경상대학교 지구환경과학과/기초과학연구소) ;
  • 손영관 (경상대학교 지구환경과학과/기초과학연구소)
  • Published : 2005.12.01

Abstract

The Kusandong Tuff, known as a representative key bed in the Cretaceous Gyeongsang Basin, is a crystal-rich tuff of pyroclastic flow and surge origin. It is 1-4 m thick and laterally extends for more than 200 km intercalated in the upper part of the Hayang Croup. Observations and analyses of the feldspar crystals in the tuff, using polarizing microscopes, EPMA, and BSE images, reveal that the plagioclase crystals in the tuff were completely albitized (>$97\%$ Ab) whereas those in the southernmost localities where the tuff is rich in fine ash matrix are unaltered or partly albitized. K-feldspars are partly albitized at all localities, irrespective of the matrix content of the tuff, Perthitic textures, chessboard twinning, albitization along micro-fractures and cleavages, and the relationship between matrix content and the degree of albitization suggest that feldspars in the Kusandong Tuff were albitized by Na-rich fluid after burial. Albitization is interpreted to start preferentially along micro-fractures and cleavages and be hampered in matrix-rich tuffs with a low permeability. Original composition of the plagioclases in the Kusandong Tuff is also interpreted to have ranged between oligoclase and andesine ($Ab_{62.5}-Ab_{83.3}$) before the albitization.

백악기 경상분지의 대표적인 건층으로 알려진 구산동응회암은 하양층군 상부에 약 1-4m의 두께로 200km 이상 연장되어 나타나는 화쇄류 및 화쇄난류 기원의 결정질 응회암이다. 구산동응회암에 포함된 장석을 편광현미경, 전자 현미 분석기(EPMA), BSE(back-scattered electron) 이미지로 분석 및 관찰한 결과, 사장석은 대부분의 지점에서 거의 순수한 알바이트(>$97\%$ Ab) 조성을 띠며, 기질의 함량이 현격히 높은 최남단 지점에서는 부분적인 알바이트화 작용을 받았다. K-장석은 기질의 함량과 관계없이 전 지역에서 부분적인 알바이트화 작용을 받았다. 퍼사이트 조직과 체스판 쌍정, 벽개면 또는 미세절리를 따라 일어난 알바이트화 작용 그리고 기질의 함량과 알바이트화 작용의 상관관계 등은 구간동응회암이 매몰된 후 Na를 많이 함유한 외부유체에 의해 알바이트화 작용이 일어난 것으로 해석된다. 알바이트화 작용은 벽개면이나 절리면을 따라 우선적으로 시작되며 높은 기질 함량으로 인해 투수도가 낮고 외부유체의 침투가 어려운 경우 알바이트화 작용이 잘 일어나지 않는 것으로 해석된다. 또한 구간동응회암의 사장석의 현재 조성은 대부분 알바이트이나 본래 조성은 올리고클레스(oligoclase)에서 안데신(andesine)의 조성범위(Ab62.5-Ab83.3) 가졌을 것으로 해석된다.

Keywords

References

  1. 김충현, 1990, 경상분지 서남부 함안층-진동층 경계부의 층서 및 퇴적. 경북대학교 석사학위논문, 49 p
  2. 노진환, 최우일, 2001, 경북 군위지역 신동층군 사암의 속 성광물상 및 속성작용. 지질학회지, 37, 323-344
  3. 손진담, 1976, 경상북도 군위-대율동-신령 일대의 상부 백 악계 층서 및 지사. 복현지질, 2, 13-19
  4. 장기홍, 1977, 경상분지 상부중생계의 층서, 퇴적 및 지구 조. 지질학회지, 13, 76-90
  5. 장기홍, 고인석, 이재영, 김상욱, 1977, 한국지질도 (1:50,000), 구산동 도폭 및 설명서, 자원개발연구소, 25 p
  6. 정종옥, 전용문, 손영관, 2005, 백악기 구산동응회암의 암석기재와 모드조성 변화. 지질학회지, 41, 73-90
  7. 좌용주, 이용일, Orihashi, Y., 2004, 구산동 응회암과 진동 화강암에서 산출되는 저콘에 대한 U-Pb 연대와 진동층 퇴적시기에 대한 고찰. 2004 대한지질학회 추계학술발표회 초록집, 73
  8. Chang, K.H., 1975, Cretaceous stratigraphy of southeast Korea. Journal of Geological Society of Korea, 11, 1-23
  9. Chang, K.-H. and Park, S.-O., 2003, Cretaceous stratigraphy of Korea and interregional correlations. Memoir of the Fukui Prefectural Dinosaur Museum, 2, 103-112
  10. Chang, K.H., Park, S.O. and Kim, H.S., 1997, Cretaceous stratigraphy and geologic history of medial Kyongsang Basin: tectonics and volcanism. Geoscience Journal, 1, 2-9 https://doi.org/10.1007/BF02910444
  11. Choi, H.I., 1986, Sedimentation and evolution of the Cretaceous Gyeongsang Basin, southeastern Korea. Journal of the Geological Society, London, 143, 29-40 https://doi.org/10.1144/gsjgs.143.1.0029
  12. Chough, S.K., Kwon, S.T., Ree, J.H. and Choi, D.K., 2000, Tectonic and sedimentary evolution of the Korean peninsula: a review and new view. Earth-Science Reviews, 52, 175-235 https://doi.org/10.1016/S0012-8252(00)00029-5
  13. Jeon, Y.M. and Sohn, Y.K., 2003, Sedimentary characteristics and stratigraphic implications of the Kusandong Tuff, Cretaceous Gyeongsang Basin, Korea. Geosciences Journal, 7, 53-64 https://doi.org/10.1007/BF02910265
  14. Lee, J.I. and Lee, Y.I., 1998, Feldspar albitization in Cretaceous non-marine mudrocks, Gyeongsang Basin, Korea. Sedimentology, 45, 745
  15. Leichmann, J., Broska, I. and Zachovalova, K., 2003, Lowgrade metamorphic alteration of feldspar minerals: a CL study. Terra Nova, 15(2), 104-108 https://doi.org/10.1046/j.1365-3121.2003.00467.x
  16. Milliken, K.L., 1992, Chemical behavior of detrital feldspars in mudrocks versus sandstones, Frio Formation (Oligocene), South Texas. Journal of Sedimentary Petrology, 62, 790-801
  17. Morad, S., Bergen, M., Knarud, R. and Nystuen, J.P., 1989, Albitization of detrital plagioclase in Triassic reservoir sandstones from the Snorre field, Norwegian North Sea. Journal of Sedimentary Petrology, 60, 411-425
  18. Ramseyer, K., Boles, J.R. and Lichtner, P.C., 1992, Mechanism of plagioclase albitization. Journal of Sedimentary Petrology, 62, 349-356
  19. Rougvie, J.R. and Sorensen, S.S., 2002, Cathodoluminescence record of K-metasomatism in ash-flow tuffs: Grainscale mechanisms and large-scale geochemical implications. Geology, 30, 307-310 https://doi.org/10.1130/0091-7613(2002)030<0307:CROKMI>2.0.CO;2
  20. Sohn, Y.K., Jeong, J.O. and Son, M., 2005, Long-runout pyroclastic surge on a Cretaceous alluvial plain, Republic of Korea. Terra Nova, 17(1), 13-24 https://doi.org/10.1111/j.1365-3121.2004.00579.x
  21. Tucker, M.E., 1991, Sedimentary Petrology. Blackwell Scientific, Oxford, 260 pp
  22. Yu, K.M., Boggs, S. Jr., Seyedolali, A. and Ko, J., 1997, Albitization of feldspars in sandstones from the Gohan (Permian) and Donggo (Permo-Triassic) formations, Gohan area, Kangwondo, Korea. Geoscience Journal, 1, 26-31 https://doi.org/10.1007/BF02910447
  23. Walker, T.R., 1984, Diagenetic albitization of potassium feldspar in arkosic sandstones. Journal of Sedimentary Petrology, 54, 3-16