This paper describes the textural relations of mantle xenoliths and fluid inclusions in mantle-derived rocks found in alkaline basalts from Jeju Island which contain abundant ultramafic, felsic, and cumulate xenoliths. Most of the ultramafic xenoliths are spinel-lherzolites, composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and spinel. The felsic xenoliths considered as partially molten buchites consist of quartz and plagioclase with black veinlets, which are the product of ultrahigh-temperature metamorphism of lower crustal materials. The cumulate xenoliths, clinopyroxene-rich or clinopyroxene megacrysts, are also present. Textural examination of these xenoliths reveals that the xenoliths are typically coarse grained with metamorphic characteristics, testifying to a complex history of evolution of the lower crust/upper mantle source region. The ultramafic xenoliths contain protogranular, porphyroclastic and equigranular textures with annealing features, indicating the presence of shear regime in upper mantle of the Island. The preferential associations of spinel and olivine with large orthopyroxenes suggest a previous high temperature equilibrium in the high-Al field and the original rock-type was a Al-rich orthopyroxene-bearing peridotite without garnet. Three types of fluid inclusions trapped in mantle-derived xenoliths include CO$_2$-rich fluid (Type I), multiphase silicate melt (glass ${\pm}$ devitrified crystals ${\pm}$ one or more daughter crystals + one or more vapor bubbles) (Type II), and sulfide (melt) inclusions (Type III). C$_2$-rich inclusions are the most abundant volatile species in mantle xenoliths, supporting the presence of a separate CO$_2$-rich phase. These CO$_2$-rich inclusions are spatially associated with silicate and sulfide melts, suggesting immiscibility between them. Most multiphase silicate melt inclusions contain considerable amount of silicic glass. reflecting the formation of silicic melts in the lower crust/upper mantle. Combining fluid and melt inclusion data with conventional petrological and geochemical information will help to constrain the fluid regime, fluid-melt-mineral interaction processes in the mantle of the Korean Peninsula and pressure-temperature history of the host xenoliths in future studies.
The migmatitic gneiss in the Odesan Gneiss Complex has small amount of quartzite, amphibolite and marble and the Kuryong Group which contact with migmatitic gneiss unconformitly, also contains some amphibolite. Preview studies of this area had regarded that the amphibolites contact with marble had been produced by metasomatism from the pelitic and calcareous sediments mixtures, but the amphibolite is reinterpreted as igneous origin. $SiO_2$ content of the amphibolite is 45.9~52.7 wt%, which corresponds to basaltic composition. MgO content has narrow range (4.6~6.87 wt%) and major and trace element are plotted against MgO,$TiO_2, P_2O_5$, Hf, Zr are reduced and Cr and Ni are increased their content with increasing MgO. This phenomenon indicates that the basaltic magma as the protolith of the amphibolite had frationated with the crystallization of the pyroxene and/or olivine. REE pattern has smoothly decrease from LREE to HREE. Eu/Eu(0.83~1.19) show the flat Eu anomaly, which indicate small fractional crystallization of plagioclase. HREE is enriched in the garnet-bearing amphibolites. Several discrimination diagram for the basaltic magma show that the amphibolite of the study area is originated tholeiitic basaltic magma indicating continental rift environment. Due to determine the metamorphic condition garnet-hornblende geothermometry and hornblende-plagioclase geobarometry are used. Peak metamorphic temperature range of the amphibolite $788~870^{\circ}C$ and is deduced toward the northeastern part. The calculated temperature from the amphibolite has slightly higher than the temperature of the metapelites but the trend of metamorphic grade which decrease from western to eastern part progradly is similar to each other. The metamorphic pressure calculated by garnet- hornblede-plagioclase geobarometry is 4~5kb. But ilmenite-plagioclase pair enclosed in garnet show 8 kb at $700^{\circ}C$ by garnet-ilmenite-rutile-plagioclase geobarometery. The zonal profile of garnet in sample 84 shows the bell-shape profile, which grossular content decreases whereas pyrope content increases progressively. This means that the amphibolite has undergone the clockwise P-T-t path which is shown in the migmatitic gneiss of the Odesan Gneiss Complex.
The Guemseong mine is located near the southern margin of the Jurassic Jecheon granitoids collectively with the Cambro-Ordovician mixed dolostone-limestone series of the Yeongweol Group, Choseon Supergroup. Here, two spatially distinct types of skarn formation have been observed. The upper transitional skarn is the calcic Mo skarn which has the mineral assemblage of $garnet+hedenbergite+epidote{\pm}wollastonite{\pm}magnetite{\pm}hematite{\pm}amphibole{\pm}chlorite{\pm}vesuvianite$ within the calcite marble. On the other hand, the lower proximal skarn occurs as a discordant magnesian Fe skarn at the contact of Mo-bearing aplitic cupolas with unidirectional solidification texture(UST) within the dolomitic marble. The magnesian Fe skarn has the mineral assemlage $olivine+diopside+magnetite+tremolite+serpentine+talc+chlorite{\pm}phlogopite$. The formation of two different types of skarn and ore mineralization in Geumseong mine have been attributed to multistage and complex metasomatic replacements that ultimately resulted in silicate-oxide-sulfide sequence of metasomatism. An early prograde stage with anhydrous skarn minerals such as olivine, clinopyroxene and/or garnet with magnetite, formed from high temperature (about $500^{\circ}\;to\;400^{\circ}C$) at an environmental condition of low $CO_2$ fugacity ($XCO_2<0.1$) and 0.5 kbar. The later retrograde stage with hydrous silicates such as amphibole, serpentine, phlogopite, epidote and chlorite with molybdenite or hematite, termed from relatively lower temperature (about $400^{\circ}\;to\;300^{\circ}C$).
Magnesium silicate minerals such as serpentine [Mg3Si2O5(OH)4] have a high potential for the sequestration of CO2; thus, their reactivity toward dissolution under CO2-free and CO2-containing conditions in acidic solvents is a critical process with respect to their carbonation reactions. To examine the carbonation efficiency and dissolution mechanism of serpentine, hydrothermal treatment was performed to the starting material via a modified direct aqueous carbonation process at 100 and 150℃. The serpentine dissolution experiments were conducted in H2SO4 solution with concentration range of 0.3-1 M and at a CO2 partial pressure of 3 MPa. The initial pH of the solution was adjusted to 13 for the carbonation process. Under CO2-free and CO2-containing conditions, the carbonation efficiency increased in proportion to the concentration of H2SO4 and the reaction temperature. The leaching rate under CO2-containing conditions was higher than that under CO2-free conditions. This suggests that shows the presence of CO2 affects the carbonation reaction. The leaching and carbonation efficiencies at 150℃ in 1 M H2SO4 solution under CO2-containing conditions were 85 and 84%, respectively. The dissolution rate of Mg was higher than that of Si, such that the Mg : Si ratio of the reacted serpentine decreased from the inner part (approximately 1.5) to the outer part (less than 0.1). The resultant silica-rich layer of the reaction product ultimately changed through the Mg-depleted skeletal phase and the pseudo-serpentine phase to the amorphous silica phase. A passivating silica layer was not observed on the outer surface of the reacted serpentine.
Song Suckhwan;Choi Seon Gyu;Oh Chang Hwan;Seo Ji Eun;Choi Seongho
Economic and Environmental Geology
/
v.37
no.5
/
pp.477-497
/
2004
In the Hongseong and Kwangcheon areas, two ultramafic rocks are exposed as isolated bodies in the Precambrian Kyeonggi gneiss complex. The ultramafic rocks extend for several hundred meters to NNE direction and are contact with adjacent metasediments by steeply dipping faults. The rocks are dunite or harzburgite showing dominantly equigranular-mosaic and protogranular textures with a minor amount of porphyroclastic textures. They contain varying amounts of fosteritic olivine (F$o_{0.91-0.93}$), magnesian pyroxene (E$n_{0.89-0.93}$) and tremolitic to magnesian hornblende with minor amounts of spinel, serpentine, chlorite, magnetite, phlogopite and talc. The rocks are in contrast with adjacent gneiss complex or metabasite (amphibole, biotite, plagioclase, alkali-feldspar and quartz). Geochemically, these ultramafic rocks are characterized by high magnesium number (M$g_#$> 0.88) and transitional element (mainly, Ni>1716 ppm, Cr>1789 ppm), low alkali element (e.g. $K_2$O<0.09 wt.%, Na$_2$O<0.19 wt.%) and depletion of incompatible elements. The calculated correlation coefficients showed good positive correlations among the ferrous (e.g. Sc, V, Zn) elements, incompatible elements (e.g. REE), and among SiO$_2$ or $Al_2$O$_3$ with ferrous elements, whereas negative correlations are appeared between Ni and major elements. These results involve increasing of the ferrous- and $Al_2$O$_3$-bearing minerals(e.g. amphibole and mica) with decreasing of Mg-bearing minerals (e.g. olivine) depending on the degree of alteration. Calculated geothermometries and mineral assemblages suggest that the ultramafic rocks have been metamorphosed through the condition from the greenschist to amphibolite facies. Compared with ultramafic rocks elsewhere, it is thought that those of the Hongseong and Kwangcheon areas are derivatives of the depleted sources since they are depleted in incompatible elements including REE abundances. Moreover overall characteristics of the ultramafic rocks are similar to the those of orogenic related Alpine type ultramafic rocks, especially, shallow mantle slab varieties.
This study was carried out to find out causes of high Ni content and characteristics of potential increase of Cu and Zn contents in the soils of Jeju area. Soil samples were collected from 4 series of Alfisols, 35 series of Andisols, 9 series of Entisols, 16 series of Inceptisols, and 1 series of Ultisols, respectively. Parent material (gravel) samples were also collected from the same sites where soil samples were taken. Both soil and parent material samples were analyzed for Ni, Cu, and Zn. The average Ni content of all the soil samples was $79.2mg\;kg^{-1}$, which was exceeded warning standard for Ni against the Soil Conservation Act in Korea, whereas that of Cu and Zn contents were lower than the warning standard for Cu and Zn. The difference of Ni, Cu and Zn content was not consistent depending upon soil color. Ni content in the soil samples from Entisols was particularly high, whereas that from the other soil orders was similar to each other. Cu and Zn contents in the soil samples were similar regardless of the difference in soil order. Ni content in Seongsan Formation(SSF), Cinder cone(C) and acicular Feldspar Olivine Basalt(FOB) was high, while that in Feldspar Basalt(FB) and Trachy Andesite lava(TA) was low. Ni content in the non-agricultural land was higher compared with that in the agricultural land, whereas Cu and Zn contents in the non-agricultural land were significantly lower than that of agricultural land. The topsoil/subsoil ratios for Ni content in most of the soil samples were less than 1, while that for total contents of Cu and Zn in many of the soil samples were larger than 1 indicating potential Cu and Zn accumulation in topsoil by artificial reasons.
Park, Jung-Woo;Park, Gyuseung;Heo, Chul-Ho;Kim, Jihyuk
Economic and Environmental Geology
/
v.50
no.6
/
pp.423-433
/
2017
Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources and Department of Geological Survey and Mineral Exploration in Myanmar have explored the Kalaymyo chromitite deposit, Myanmar since 2013. It is now necessary to find a geochemical indicator for efficient mineral exploration in the future and building a 3D geological model for this ore deposit. Mantle podiform chromitite is a major type of Cr ore in this region, which is considered to be formed by mantle-melt interaction beneath the mantle-crust boundary of oceanic lithosphere. In this study we measured major element composition of spinels in harzburgite, dunite and chromitite, and examined the hypothesis that spinel Cr#(molar Cr/(Cr+Al)${\times}$100) can be used as a geochemical indicator in exploration for the Kalaymyo chromitite. The results show that there is a clear correlation between spinel Cr# and distribution of chromitite. The spinel Cr# of harzburgite increases with decreasing the distance from the chromitite bodies. The spinel composition is also closely associated with texture and occurrence of spinels. The high Cr# spinels (30-48) are subhedral to euhedral and enclosed by olivine whereas the low Cr# spinels (16-27) are anhedral and commonly associated with pyroxenes. Often the low Cr# spinels show symplectite intergrowths with pyroxenes, indicating their residual nature. These petrological and geochemical results suggest that the high Cr# spinels have resulted from mantle-melt interaction. We suggest that spinel Cr# can be used as a geochemical indicator for Cr ore exploration and as one of critical factors in 3D geological model in the Kalaymyo chromitite deposit.
Kim, Eunju;Hirata, Chiharu;Jeong, Hoon Young;Kil, Youngwoo;Yang, Kyounghee
Korean Journal of Mineralogy and Petrology
/
v.33
no.4
/
pp.307-324
/
2020
Major and trace elements, and Sr, Nd, isotopic composition analysis have been carried out on the Miocene basalt (Huangsongpu basalt, 20 Ma) 25 km to northeast from the Mt. Baekdu. The basalt has Na2O+K2O=3.5~4.7 wt.%, and MgO=9.9~11.1 wt.%, containing Mg-rich olivine (Mg#=75~86), clinopyroxene (Mg#=72~85) and Ca-rich plagioclase micro-phenocrysts. These data suggest that the basalt belongs to the alkaline magma series with a primitive nature, crystallized at a near-liquidus. The basalt is also characterized by high Cr (394~479 ppm) and Ni (389~519 ppm) contents, Nb-Ta enrichment anomalies and OIB-like trace elements patterns, displaying identical signatures to those of typical intraplate magmas. The rare earth element (REE) patterns of the basalt and high (Gd/Yb)sample/(Gd/Yb)PM ratio (=2.8~3.5) suggest the parental magma was derived from relatively low-degree (3~5%) partial melting of garnet peridotite. The 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr composition of the basalt are higher than those of BSE. The high 87Sr/86Sr (= ~0.7058) ratio of the basalt indicates a contribution of recycled ancient oceanic crust or continental crust on the Pacific slab suggesting that the Huangsongpu basalt was generated from metasomatized mantle.
Natural or native abiotic molecular hydrogen (H2) is a major component in natural gas, however yet its importance in the global energy sector's usage as clean and renewable energy is underestimated. Here we review the occurrence and geological settings of native hydrogen to demonstrate the much widesprease H2 occurrence in nature by comparison with previous estimations. Three main types of source rocks have been identified: (1) ultramafic rocks; (2) cratons comprising iron (Fe2+)-rich rocks; and (3) uranium-rich rocks. The rocks are closely associated with Precambrian crystalline basement and serpentinized ultramafic rocks from ophiolite and peridotite either at mid-ocean ridges or within continental margin(Zgonnik, 2020). Inorganic geological processes producing H2 in the source rocks include (a) the reduction of water during the oxidation of Fe2+ in minerals (e.g., olivine), (b) water splitting due to radioactive decay, (c) degassing of magma at low pressure, and (d) the reaction of water with surface radicals during mechanical breaking (e.g., fault) of silicate rocks. Native hydrogen are found as a free gas (51%), fluid inclusions in various rock types (29%), and dissolved gas in underground water (20%) (Zgonnik, 2020). Although research on H2 has not yet been carried out in Korea, the potential H2 reservoirs in the Gyeongsang Basin are highly probable based on geological and geochemical characteristics including occurrence of ultramafic rocks, inter-bedded basaltic layers and iron-copper deposits within thick sedimentary basin and igneous activities at an active continental margin during the Permian-Paleogene. The native hydrogen is expected to be clean and renewable energy source in the near future. Therefore it is clear that the origin and exploration of the native hydrogen, not yet been revealed by an integrated studies of rock-fluid interaction studies, are a field of special interest, regardless of the presence of economic native hydrogen reservoirs in Korea.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.