Zeolites in the Volcaniclastics of Jeju Island

제주도 화산쇄설암의 불석광물

  • Jeong, Gi-Young (Department of Earth and Environmental Sciences, Andong National University) ;
  • Sohn, Young-Kwan (Department of Earth and Environmental Sciences and RINS, Gyeongsang National University) ;
  • Jeon, Yong-Mun (Headquarters of World Natural Heritage Management Bureau, Jeju Special Self Governing Provincial Government)
  • 정기영 (안동대학교 지구환경과학과) ;
  • 손영관 (경상대학교 지구환경과학과/기초과학연구소) ;
  • 전용문 (제주특별자치도 세계자연유산관리본부)
  • Received : 2010.03.05
  • Accepted : 2010.03.19
  • Published : 2010.03.31

Abstract

Zeolites were formed by the alteration of volcanic glass in the volcaniclastics including tuff cone/rings and subsurface Seoguipo Formation, Jeju Island. Phillipsite and analcime were identified by X-ray diffraction and electron microprobe analysis. Si/(Si+Al) atom ratios of analcime and phillipsite were similar to that of parent basaltic glass. In comparison with the simple chemistry of analcime, phillipsite showed a range of cavity cation compositions. Na is the major cavity cations of phillipsite in the Dangsanbong and Yongmeori tuffs bearing analcime, while K and Ca in core samples of Seoguipo Formation. Microtextural analysis by scanning electron microscope showed a general sequence that early phillipsite encrustification of pores was followed by later analcime infilling. Zeolites are abundant in the older tuff cone/rings but nearly absent in the younger ones.

제주도 응회구 및 응회환과 지하 서귀포층 화산쇄설암에서 화산유리 변질산물로서 불석광물들이 생성되었다. X선회절분석과 전자현미화학분석으로 확인된 주요 불석광물은 필립사이트와 아날심이다. 아날심과 필립사이트의 Si/(Si+Al) 원자비는 모물질인 현무암 유리와 유사하다. 아날심의 화학조성은 매우 단순하지만, 필립사이트는 구조 내 공극 양이온들의 비율이 매우 다양하다. 아날심이 산출되는 당산봉 및 용머리 응회암에서는 Na, 그리고 시추코아에서는 K와 Ca가 필립사이트의 주요 공극양이온이었다. 변질조직의 주사전자현미경 관찰에 의하면 필립사이트가 먼저 침전되고, 후기에 아날심이 충전하였다. 제주도의 여러 응회환/구 중에서도 층서적으로 가장 오래된 당산봉과 용머리 응회암에서 지표수와의 오랜 반응으로 불석광물들이 다량 생성되었고 비교적 연대가 젊은 다른 응회환/구에는 볼석이 거의 생성되지 않았다.

Keywords

References

  1. 고기원, 박준범, 박윤석 (2008) 제주도의 지질과 화산활동에 관한 연구 (I): 동부지역 저지대 시추코어 화산암류의암석화학 및 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 절대연대. 자원환경지질, 41, 93-113.
  2. 김수진, 상기남, 노진환 (1983) 제3기층에 부존하는 불석광물에 대한 광물학적 및 성인적 연구. 지질학회지, 19, 227-236.
  3. 김종환, 문희수 (1978) 3기층 퇴적암중 불석의 산출상태. 광산지질, 11, 59-68.
  4. 노진환 (1989) 장기 지역 제3기층의 불석화 작용. 지질학회지, 25, 30-43.
  5. 노진환, 김기업 (1988) 감포지역 제3기층의 속성변질. 지질학회지, 24, 397-416.
  6. 노진환, 김수진 (1982) 구룡포 지역의 제3기 응회암층에서 산출되는 불석광물에 관한 광물학적 및 성인적 연구.
  7. 박기화, 이봉주, 한만갑, 김정찬, 기원서, 박원배, 김태윤 (2003) 제주도 지질여행. 한국지질자원연구원, 제주발전연구원.
  8. 오진용, 이성숙, 윤선, 고기원, 윤혜수, 이종덕 (2000) 제주도 지하층서. 지질학회지, 36, 181-194.
  9. 정기영 (2009a) 제주도 화산암의 화산유리 변질작용과 지하수질. 한국지하수토양환경학회 2009 정기총회 및 춘계학술발표회(초록), 서울, 고려대학교, 4월 17일, 105.
  10. 정기영 (2009b) 제주도 신양리층에서 산출하는 Motukoreaite와 Quintinite. 한국광물학회지, 22, 307-312.
  11. 정기영, 손영관 (2009) 제주도 홀로세 하모리층의 현무암질 유리 변질과 고화작용. 지질학회지, 45, 331-344.
  12. Ambruster, T. and Gunter, M.E. (2001) Crystal structures of natural zeolites. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 45, 1-67. https://doi.org/10.2138/rmg.2001.45.1
  13. Gottardi, G. and Gali, E. (1985) Natural Zeolites. Springer, Berlin, 409p.
  14. Hay, R.L. and Iijima, A. (1968) Nature and origin of palagonite tuffs of the Honolulu Group on Oahu, Hawaii. Geological Society of America Memoir, 116, 331-376.
  15. Hay, R.L. and Sheppard, R.A. (2001) Occurrence of zeolites in sedimentary rocks: an overview. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 45, 217-234. https://doi.org/10.2138/rmg.2001.45.6
  16. Jeon, Y.M. (2009) Lithofacies and emplacement processes of the volcanogenic rocks in the Cretaceous Gyeongsang Basin and Quaternary Jeju Island, Korea. Ph.D Thesis, Gyeongsang National University, Korea, 165p.
  17. Langella, A., Cappelletti, P., and de Gennaro, M. (2001) Zeolites in closed hydrologic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 45, 235-260. https://doi.org/10.2138/rmg.2001.45.7
  18. Park, K.H., Lee, B.J., Kim, J.C., Cho, D.L., Lee, S.R., Choi, H.I., Park, D.W., Lee, S.R., Choi, Y.S., Yang, D.Y., Kim, J.Y., Seo, J.Y., and Sin, H.M. (2000). Explanatory note of the Jeju (Baekado, Jinnampo) sheet (1:250,000). Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Taejon.
  19. Passaglia, E. and Gali, E. (1991) Natural zeolites: mineralogy and applications. European Journal of Mineralogy, 3, 637-640. https://doi.org/10.1127/ejm/3/4/0637
  20. Sheppard, R.A. and Hay, R.L. (2001) Formation of zeolites in open hydrologic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 45, 261-304. https://doi.org/10.2138/rmg.2001.45.8
  21. Sohn, Y.K. (1995) Structures and sequences of the Yongmeori tuff ring, Cheju Island, Korea: Sequential deposition from shifting vents. Journal of Geological Society of Korea, 31, 57-71.
  22. Sohn, Y.K. and Park, K.H. (2004) Early-stage volcanism and sedimentation of Jeju Island revealed by the Sagye borehole, SW Jeju Island, Korea. Geosciences Journal, 8, 73-84. https://doi.org/10.1007/BF02910280
  23. Sohn, Y.K. and Park, K.H. (2005) Composite tuff ring/cone complexes in Jeju Island, Korea: possible consequences of substrate collapse and vent migration. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 141, 157-175. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2004.10.003
  24. Sohn, Y.K. and Park, K.H. (2007) Phreatomagmatic volcanoes of Jeju Island, Korea: IAVCEI-CEV-CVS Field Workshop, Jeju Island, Korea. OB Communications, Daejeon, 83p.
  25. Sohn, Y.K., Park, K.H., and Yoon, S.H. (2008) Primary versus secondary and subaerial versus submarine hydrovolcanic deposits in the subsurface of Jeju Island, Korea. Sedimentology, 55, 899-924. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2007.00927.x
  26. Sohn, Y.K., Park, J.B., Khim, B.K., Park, K.H., and Koh, G.W. (2002) Stratigraphy, petrochemistry and Quaternary depositional record of the Songaksan tuff ring, Jeju Island, Korea. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 119, 1-20.
  27. Utada, M. (2001a) Zeolites in burial diagenesis and low-grade metamorphic rocks. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 45, 277-304. https://doi.org/10.2138/rmg.2001.45.9
  28. Utada, M. (2001b) Zeolites in hydrothermally altered rocks. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 45, 305-322. https://doi.org/10.2138/rmg.2001.45.10