• 제목/요약/키워드: 마그마 진화

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통영 미륵도 주변 백악기 화산암류의 복식 마그마와 그 진화 (Multiple Magmas and Their Evolutions of the Cretaceous Volcanic Rocks in and around Mireukdo Island, Tongyeong)

  • 황상구;이소진;안웅산;송교영
    • 암석학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.121-138
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    • 2018

  • 미륵도와 주변 백악기 화산암류에 대한 주원소, 미량원소의 암석화학적 특성으로부터 이 화산암류의 조구조적 배경과 마그마 진화를 고찰하였다. 이 화산암류는 주사산아층군, 운문사아층군, 욕지아층군과 사량아층군으로 구분되며, TAS도에서 현무암-현무암질 안산암-안산암-데사이트-유문암으로 분류된다. 이 지역에서 암석화학적 변화는 대체로 분별결정작용에 의한 마그마 진화를 설명해줄 수 있다. 암석화학적 특징은 대부분 칼크알칼리 계열에 속하고 전반기에는 중-K 계열 화산암류가 우세하지만 후반기로 가면서 고-K 계열의 화산암류가 우세하게 분출되었음을 나타낸다. 주원소와 미량원소 판별도에서 모두 조산대에 속하고 섭입대에 관련된 화산호 환경을 지시하는 조구조 양상을 가진다. 이 화산암류는 칼크알칼리 마그마가 균질한 근원암에서 분리되어 형성되고 공급지에서 지표까지 독립노선을 따르는 경우를 제공한다. 선기와 후기 아층군의 마그마는 지표로 올라오면서 다른 노선을 취하고, 이 화산과정의 전반을 통해 일련의 별도 마그마챔버로서 천부 지각에 정치되고, 각 챔버는 분별결정작용과 소량의 동화작용에 의해 독자적으로 진화하였다. 마그마 성인은 해양판의 섭입과 관련하여 상부맨틀의 부분용융으로 생성되었고 일차마그마로부터의 분별결정작용으로 안산암질 마그마를 형성하였을 가능성을 시사한다. 이 안산암질 마그마는 지속적인 분별결정작용과 벽암 동화작용의 수반으로 인하여 유문암질 마그마로 진화하였음을 나타낸다.

  • https://doi.org/10.7854/JPSK.2018.27.3.121 인용 PDF KSCI

제주도 송악산 단성화산의 암석학적 진화 (Petrologic Evolution of the Songaksan Monogenetic Volcano, Jeju Island, Korea)

  • 황상구;원종관;이문원;윤성효;이인우;김성규
    • 암석학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.13-26
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    • 2001

  • 이 연구는 송악산 화산의 층서에 따라 시료를 채취하여 암석기재, 암석화학적 변화를 추적하여 이 화산의 암석학적 진화를 밝히는 것이다. 송파산 화산은 응회환, 분석구, 용암연, 소분석구로 구성되는 작은 단성복식화산이다. 조성변화는 응회환의 안산암 성분에서 분석구와 용암연의 조면현무암 성분에 이른다. 응회환에서의 안산암은 분출시에 폭발지점에서 석영 등의 외래물질 혼입으로 다소 이탈된 깃이며 이를 고려하면 원래 마그마 조성이 조면현무암에 가까운 조면안산암이다. 따라서 조성변화는 조면안산암에서 조면현무암까지 변하며, 제주도 화산암류에서 널리 인식되는 가상 진화된 조성과 더 원시적인 조성 사이의 연속선에 놓인다. 그러나 전체적으로 이들은 분츨전에 조성이 조면안산암에서 조면현무암으로 누대된 마그마저장소에서 유래된 것으로 생각되며, 이 조성누대는 알칼리 마그마에서 분별결정작용에 의해 초래된 것이다. 결론적으로 송악산 화산은 조성누대된 마그마저장소의 상단으로부터 출조되고 다음에 계속적으로 아래의 더 원시적인 마그마를 분출하였다.

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원동 마그마계 : 암석화학적 진화 (The Wondong magmatic system : its petrochemical evolution)

  • 황상구
    • 암석학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.166-184
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    • 1997

  • 원동칼데라는 칼데라 내외부에 외류응회암이 보존되어 있고 함몰후 관입체, 용암과 응회암, 소생관입체와 후기관입체를 노출시킨다. 원동 마그마계의 암석단위는 함몰후에도 상호 점이적인 조성관계를 나타낸다. 이 암체를 정치순서대로 나열하면 원동 마그마계로서 석영반암맥, 반상유문암 용암, 회류응회암, 세립질 화강섬록암 암주, 각섬석 흑운모 화강암 암주와 규장암맥 등이 있고 후기 관입체로서 조면반암 플러그와 염기성암맥이 있다. 석영반암맥은 원동응회암의 유문암성분으로부터 유문대사이트 성분으로의 연속적인 조성변화를 나타낸다. 반상유문암 용암, 회류응회암, 각섬석 흑운모 화강암과 세립질 화강섬록암은 중규산 유문암에서 저규산 유문암, 유문대사이트, 그리고 안산암 성분까지의 연속직인 조성변화를 나타낸다. 이 연속적인 조성변화는 함몰후와 소생시에 마그마챔버에서 지붕에서 하부로 유문암, 유문대사이트, 안산암 성분 순으로 누대 되었음을 지시하고, 상한 성분은 함몰후 마그마 챔버에서 지붕근처의 조성대를 지시하고 하한 성분은 가장 깊은 출조 심도를 지시한다. 이 조상누대와 동위원소 초기치는 원동 마그마계의 화성암류가 마그마챔버에서 칼크알카리 마그마로부터 주로 분별결정작용에 의한 분화를 겪고 챔버지붕이나 챔버벽 근처에서 벽암과 동화작용에 의한 지각혼염이 수반되는 진화과정을 겪었음을 지시한다. 그러나 조면반암 플러그와 염기성암맥은 화학적 성질, 변화트랜드와/혹은 동위원소 초기치의 차별성에 의하면 각각 원동 마그마계의 형성 이후에 다른 마그마 배취로부터 유래 되었을 것으로 생각된다.)의 비대칭 습곡(F2 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 원래의 L1방향은 F2 습곡의 하위 날개(역전된 날개)부에서 북서쪽으로 침강하는 L1으로 재배열되었다. 세 번째 변형(D3 변형)은 $45^{\circ}/265^{\circ}$ 방향의 습곡을 갖는 셰브론(chevron)형 습곡(F3 습곡)으로, 남북 방향의 압축작용에 의해 형성된다. 그 결과, 원래의 L2 방향($20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$방향)은 주로 $35~45^{\circ}/260~280^{\circ}$방향과 부수적으로 $30~45^{\circ}/135~165^{\circ}$ 방향의 L2로 재배열된다. D3 변형 이후, 동서 방향의 압축작용으로 형성된 남북 주향에 고각 경사의 습곡축면과 준 수평적인 습곡축을 갖는 열린(open)습곡이 관찰된다.변화는 본역의 화산암이 안산암으로부터 일연의 분별결정작용 산물임을 암시하며, 또한 $Al_2O_3$와 CaO 함량의 관계도, Th/Yb 비에 대한 Ta/Yb 비의 관계도, $Ce_N/Yb_N$ 대 $Ce_N$의 관계도에 따른 판별에서도 분별결정작용의 경향을 따르고 있다. 본역의 화산암은 $K_2O$, $Na_2O$, CaO 삼각도에서 도호의 영역에, Ba/La비, La/Th비에 의한 판별도에서 조산대의 high-K suite에 속한다. Rb 대

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경상분지 남동부 일광광산에 산출하는 전기석 기원과 그 중요성에 관한 예비연구

  • 장주연;양경희;이준동
    • 한국광물학회:학술대회논문집
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    • 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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    • pp.58-59
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    • 2001

  • 부산에서 북동쪽으로 대략 25km 떨어진 지점에 위치하고 있는 일광광산 부근의 지질은 백악기 화산암ㆍ퇴적암 그리고 이를 관입한 화강암류와 이 암주 내에 발달하는 구리-중석을 함유하고 있는 각력파이프광상으로 이루어져 있다. 일광광산의 화강암류는 거의 타원형으로 felsic한 중앙부와 mafic한 양상의 주변부로 나뉘어지며, 암주 내에 수직적인 원통형의 각력파이프가 광화대를 이루고 있고, 그 주변에는 모암변질대가 발달되어 있다. 각력파이프를 충진하고 있는 vein과 화강암의 중앙부에는 전기석이 풍부하게 산출되고 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석은 야외 관찰시 각력파이프 중심에서부터 외곽부쪽으로 전기석의 풍부함이 감소하며 산출형태도 달라진다. 파이프에서 대략반경 150m내에서 전기석은 침상형 의 방사상 모양 내지 rosettes형으로 풍부하게 산출되며, 화강암내의 mafic한 암편을 치환한 형태로 산출되기도 한다. 암주의 중앙부 주변부에서는 거의 미세한 구상형으로 산재되어 나타나고 있다. 전기석은 복잡한 화학식 {(Na, Ca)(Fe, Mg)$_3$(Al, Li)$_{6}$(BO$_3$)$_3$Si$_{6}$O$_{18}$ (OH, F)$_4$}을 갖는 붕산 규산염광물이다. 이러 한 다양한 성분은 마그마의 진화과정, 모암의 특성, 온도, 압력, 성분과 같은 물리ㆍ화학적 성질에 따라 전기석의 성분이 체계적으로 변하기 때문에 모암과 전기석 기원과의 상관관계를 파악할 수 있다. 파이프 부근의 화강암류는 현미 경상에서 전기석이 석류석과 같이 풍부하게 나타나며 장석들은 변질받은 상태로 세리사이트, 녹렴석으로 나타나고, 흑운모와 각섬석은 녹니석화되어 변질된 상태를 보이고 있다. 파이프 중심에서 외곽부로 갈수록 전기석의 함량은 줄어들고 있고 장석들이 알바이트ㆍ칼스베드 쌍정을 보이며, 흑운모가 각섬석보다는 우세하게 나타나고 있다. 전기석은 주상 결정, 자형 내지 반자형의 입자로 다색성을 보이며, 결정 중심에서 가장자리로 갈수록 파란색과 황갈색의 광학적 누대구조를 관찰할 수 있다. 일광광산에서 산출되는 전기석에 대한 현미경 관찰은 열수기원임을 지시하고 있다. 야외조사와 현미경 관찰의 예비조사에 의하면 일광광산의 전기석이 형성된 환경은 다른2가지 화학적인 저장소의 혼합 효과의 결과로 생성되어진 것으로 예상된다. 일광의 화강암류를 만든 마그마는 전기석을 형성할 만큼의 Fe-Mg성분이 충분하지 않았을 것이다. 화강암 내에 흑운모와 각섬석의 결정작용에 의해 마그마의 Fe-Mg성분이 고갈되어지고 이로 인해 그 함량이 감소하며 상대적으로 마그마 내에 남은 붕소(B$_2$O$_3$)는 열수로 용리되고 흑운모, 각섬석과 평형을 유지하며 열수에 남아있게 된다. 잔류용융체에 남은 붕소의 함량은 전기석을 만들기에 충분함에도 불구하고, Fe-Mg 함량이 부족하여 마그마 기원의 전기석 결정을 만들 수가 없다가 광맥이 형성된 시기에 또 다른 열수가 공급되면서 이전의 평형이 깨지고 기존의 흑운모와 같은 염기성 광물이 붕소(B)를 함유한 새로운 열수와 반응하여 전기석을 형성한 것으로 예상한다. 앞으로 전암과 광물에 대해 지화학적 연구를 통해 화강암류와 전기석과의 지화학적 연관성, 주성분 원소와 열수의 특성과의 상관관계, 전기석의 기원(마그마 기원인지 열수기원인지)이 보다 정확하게 파악될 것이다. 마그마 진화에 따른 전기석의 성분변화와 기원을 이용하여 일광광산의 동광화대를 형성한 마그마 계에서 열수계로 이어지는 지질학적 과정을 이해할 수 있을 것이며, 암석 성인론적 지시자로서 어떠한 중요성을 갖는지 논의되어질 수 있다.

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