Hwang, Sang Koo;Lee, So Jin;Ahn, Ung San;Song, Kyo-Young
The Journal of the Petrological Society of Korea
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v.27
no.3
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pp.121-138
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2018
We have examined the petrotectonic setting and magmatic evolution from petrochemical characteristics of major and trace elements for the Cretaceous volcanic rocks in and around the Mireukdo Island. The volcanic rocks, can be devided into Jusasan, Unmunsa, Yokji and Saryang subgroups on the ascending order, are classified as basalt, basaltic andesite, andesite, dacite and rhyolite on TAS diagram. Petrochemical data show that the rocks are calc-alkaline series, and suggest that erupted earlier medium-K series and later high-K series. The volcanic rocks provide a case in which the calc-alkaline magma are formed, not only from separate protoliths, but following separate paths from source to surface. Earlier and later subgroups take different paths to the surface respectively, and are emplaced in the shallow crust as a series of discrete magma chambers through the volcanic processes. After emplacement, each chamber evolves indepently through fractional crystallization with a little assimilation of wall rock. The volcanic rocks have close petrotectonic affinities with orogenic suite and subduction-related volcanic arc. The rhyolitic magma can be derived from calc-alkaline andesitic magma by fractional crystallization with crustal assimilation, which may be derived from a partial melt of peridotite in the upper mantle.
The Wondong caldea is a deeply eroded structure that offers spectacular exposures through the core and margins of a resurgent caldera. The Wondong Tuff and the postcollapse intrusions range from medium-silica rhyolite to rhyodacite in composition and the postcollapse lava and tuff, preresurgent and resurgent intrusions also range from medium-silica rhyolite to an-desite, which jump to gap dacite composition. The continuous compositional zonations generally define a large stratified magma system in the postcollapse and resurgent magma chamber. Isotopic and trace element evidence suggest that the compositional zonations might have resulted from the differentiations from crystal fractionations of a parental andesitic magma, accompanying a little contamination from the crustal assimilations near the chamber roof and wall. But chemically and isotopically distinct late intusions might have resulted from emplacement of any different magma batch.
Boeun granodiorite, which intruded into the metasedimentary rocks of the Ogcheon Group, show chemical natures of metaluminous and calc-alkaline. Generating and emplacing environment of the Boeun granodiorite would have been a active continental margin. Comparing to the contemporaneous Inje-Hongcheon granodiorite in the Gyeonggi massif, the Boeun granodiorite seems likely to have formed under more immature continental arc environment. Compositional changes of major, trace and rare earth elements in granodiorite and felsic dyke are not certain to indicate crystallization differentiation. From this fact, the simple fractional crystallization model would be in question to explain the magma process which controlled the formation of the Boeun granitic mass. The model calculations for Rayleigh fractionation, fractionation with variable major-component composition, assimilation-fractional crystallization (AFC) were carried out to examine the magma process of the mass. The results of former two models do not agree with the compositional variations in the mass. The AFC model can be, however, applied to the magma process. The conditions for AFC process are (1) composition of assimilated wallrock is similar to that of primary magma. (2) assimilating rate is similar to crystallizing rate, and (3) mass of assimilated wallrock is about 10% of that of the magma. These conditions deny a possibility that the assimilated wallrock was the metasedimentary rocks of the Ogcheon Group. This indicates that after having experienced the assimilation process in deeper crust, the granodiorite magma intruded into the Ogcheon group. Every model calculating suggests that the felsic dyke was differentiated not from the granodiorite magma, but from a different source magma.
Kim, Young-La;Koh, Jeong-Seon;Lee, Jeong-Hyun;Yun, Sung-Hyo
The Journal of the Petrological Society of Korea
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v.17
no.2
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pp.57-82
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2008
The volcanic sequence of the late Cretaceous Moonyu volcanic mass which distributed in the southwestern part of Ryeongnam massif, can be divided into felsic pyroclastic rocks, andesite and andesitic pyroclastic rocks, rhyolite in ascending order. The earliest volcanic activity might commence with intermittent eruptions of felsic magma during deposition of volcaniclastic sediments. Explosive eruptions of felsic pyroclastic rocks began with ash-falls, to progressed through pumice-falls and transmitted with dacitic to rhyolitic ash-flows. Subsequent andesite and andesitic pyroclastic rocks were erupted and finally rhyolite was intruded as lava domes along the fractures near the center of volcanic mass. Petrochemical data show that these rocks are calc-alkaline series and have close petrotectonic affinities with subduction-related continental margin arc volcanic province. Major element compositions range from medium-K to high-K. Petrochemical variation within the volcanic sequence can be largely accounted for tractional crystallization processes with subordinate mixing. The most mafic rocks are basaltic andesite, but low MgO and Ni contents indicate they are fractionated by fractional crystallization from earlier primary mafic magma, which derived from less than 20% partial melting of ultramafic rocks in upper mantle wedge. Based on the stratigraphy, the early volcanic rocks are zoned from lower felsic to upper andesitic in composition. The compositional zonation of magma chamber from upper felsic to lower andesitic, is interpreted to have resulted from fractionation within the chamber and replenishment by an influx of new mafic magma from depth. Replenishment and mixing is based on observations of disequilibrium phenocrysts in volcanic rocks. REE patterns show slight enrichment of LREE with differentiation from andesite to rhyolite. Rhyolite in the final stage can be derived from calc-alkaline andesite magma by fractional crystallization, but it might have underwent crustal contamination during the fractional crystallization.
The Gadaeri granite near Ulsan mine is an oval-shape isolated granitic body, and is genetically related to the iron-tungsten mineralization. The Gadaeri granite exhibits calc-alkaline and I-type characteristics, and generally shows the micrographic texture which indicates the shallow depth of emplacement. Consideration of the stratigraphic thickness of Ulsan formation and minimum-melt compositions suggests that the bulk magma crystallized at pressure of 0.5~2.0 kbar under water saturated condition. The evolutionary trend observed in the studied rocks represents that feldspar fractional crystallization has been a major magmatic process at the Gadaeri granite pluton. Different chemical characteristics between the Gadaeri and the Masan-Kimhae granites cannot be explained by fractional crystallization or different degrees of partial melting, and it reflects that the magma source for Gadaeri granite was different from that of the Masan and Kimhae granites.
This study reports the results about the petrography and geochemical characteristics of 10 representative volacanic rocks. The Cretaceous volcanic rocks distributed in the vicinity of the Kageo island composed of andesitic rocks, dacitic welded tuff, and rhyolitic rocks in ascending order. Sedimentary rock is the basement in the study area covered with volcanic rocks. Andesitic rocks composed of pyroclastic volcanic breccia, lithic lapilli tuff and cryptocrystallin lava-flow. Most dacitic rocks are lapilli ash-flow welded tuff. Rhyolitic rocks consists of rhyolite tuff and rhyolite lava flow. Rhyolite tuff are lithic crystal ash-flow tuff and crystal vitric ash-flow tuff with somewhat accidental fragments of andesitic rocks, but dacitic rocks. The variation of major and trace element of the volcanic rocks show that contents of $Al_2O_3$, FeO, CaO, MgO, $TiO_2$ decrease with increasing of $SiO_2$. On the basis of Variation diagrams such as $Al_2O_3$ vs. CaO, Th/Yb vs. Ta/Yb, and $Ce_N/YB_N$ vs. $Ce_N$, these rocks represent mainly differentiation trend of calc-alkaline rock series. On the discriminant diagrams such as Ba/La and La/Th ratio, Rb vs. Y + Nb, the volcanic rocks in study area belongs to high-K Orogenic suites, with abundances of trace element and ternary diagram of K, Na, Ca. According to the tectonic discriminant diagram by Wood, these rocks falls into the diestructructive continental margin. K-Ar ages of whole rocks are from andesite to rhyolite $97.0{\pm}6.8~94.5{\pm}6.6,\68.9{\pm}4.8,\61.5{\pm}4.9~60.7{\pm}4.2$ Ma, repectively. Volcanic rocks in study area show well correlation to the Yucheon Group in terms of rock age dating and geochemcial data, and derived from andesitic calc-alkaline magma that undergone low pressure fractional crystallization dominated plagioclase at <30km.
The volcanic rocks in Saryangdo area are composed of Witseom Andesite, Punghwari Tuff, Araetseom Andesite, Obido Formation, Namsan Rhyolite and Saryangdo Tuff in ascending order. The volcanic rocks has a range of andesite-rhyodacite-rhyolite, which indicates calc-alkaline series and volcanic arc of orogenic belt. In Harker diagrams for trace element and REE pattern, these are also distinguished into so three groups(Witseom Andesite, Araetseom Andesite and Saryangdo Tuff) that each unit is interpreted to have originated in different magma chamber. The Saryangdo Tuff exhibits systematically(chemical zonations that gradually change) from lower dacite to upper rhyolite in section. The systematic sequence of compositional variations suggests that the tuffs were formed by successive eruptions of upper to lower part of a zoned magma chamber in which relatively dacitic magma is surrounded around rhyolitic magma of the central part. The zoned magma chamber was formed from marginal accretion and crystal settling that resulted form magmatic differentiations by fractional crystallization.
The Mt. Baegyang in Busan, composed of sedimentary basement rocks (Icheonri Formation), andesite (lava), andesitic pyroclastic rocks, fallout tuff and tuffaceous sedimentary rocks, rhyolitic pyroclastic rocks, intrusive rocks (granite-porphyry, felsite, and biotite-granite) of Cretaceous age in ascending order. The volcanic rocks show a section of composite volcano which comprised alternation of andesitic lava and pyroclasitc rocks, rhyolitic pyrocalstic rocks (tuff breccia, lapilli tuff, fine tuff) from the lower to the upper strata. From the major element chemical analysis, the volcanic and intrusive rocks belong to calc-alkaline rock series. The trace element composition and REE patterns of volcanic and plutonic rocks, which are characterized by a high LILE/HFSE ratio and enrichments in LREE, suggest that they are typical of continental margin arc calc-alkaline rocks produced in the subduction environment. Primary basaltic magma might have been derived from partial melting of mantle wedge in the upper mantle under destructive plate margin. Crystallization differentiation of the basaltic magma would have produced the calc-alkaline andesitic magma. And the felsic rhyolitic magma seems to have been evolved from andesitic magma with crystallization differentiation of plagioclase, pyroxene, and hornblende.
The study area is located in the western part of the Precambrian stock type of Sancheong anorthosite complex, the Jirisan province of the Yeongnam massif, in the southern part of the Korean Peninsula. We perform a detailed field geological investigation on the Sancheong anorthosite complex, and report the characteristics of lithofacies, occurrences, foliations, and research formation process and its mechanism of the Sancheong anorthosite complex. The Sancheong anorthosite complex is classified into massive and foliation types of Sancheong anorthosite (SA), Fe-Ti ore body (FTO), and mafic granulite (MG). Foliations are developed in the Sancheong anorthosite complex except the massif type of SA. The foliation type of SA, FTO, MG foliations are magmatic foliations which were formed in a not fully congealed state of SA from a result of the flow of FTO and MG melts and the kinematic interaction of SA blocks, and were continuously produced in the comagmatic differentiation. The Sancheong anorthosite complex is formed as the following sequence: the massive type of SA (a primary fractional crystallization of parental magmas under high pressure)${\rightarrow}$ the foliation type of SA [a secondary fractional crystallization of the plagioclase-rich crystal mushes (anorthositic magmas) primarily differentiated from parental magmas under low pressure]${\rightarrow}$the FTO (an injection by filter pressing of the residual mafic magmas in the last differentiation stage of anorthositic magmas into the not fully congealed SA)${\rightarrow}$the MG (a solidification of the finally residual mafic magmas). It indicates that the massive and foliation types of SA, the FTO, and the MG were not formed from the intrusion and differentiation of magmas which were different from each other in genesis and age but from the multiple fractionation and polybaric crystallization of the coeval and cogenetic magma.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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