The purpose of this study was to evaluate the alkali-silica reactivity for aggregates in Korea according to test methods: accelerated mortar bar test (AMBT) by ASTM C 1260; chemical test by KS F 2545 (ASTM C 289). The results are as follows: The AMBT (ASTM C 1260) results showed that two (2) igneous rocks (two mica granite and felsite), three (3) sedimentary rocks (arkose, red sandstone and shale), two (2) metamorphic rock (slate and vitric tuff), one (1) mineral (quartz) showed more expansion than 0.1% at 14 days. But, some sedimentary rocks and metamorphic rocks expanded more than 0.1% at 28 days even though they were less than 0.1% at 14 days. Therefore, it is necessary to extend the experimental dates more than 14 days to evaluate the possibility of alkali-aggregate reactivity. The chemical test (KS F 2545) results showed that five (5) igneous rocks (andesite, diabase, granite porphyry, muscovite granite and diorite) were indicative of potentially deleterious expansion, while two (2) igneous rocks (diorite porphyry and quartz porphyry) were possible indicative of expansion, and three (3) igneous rocks (biotite granite, two mica granite and felsite) were indicative of innocuous reactivity. The above results showed that the results from chemical method (KS F 2545) and AMBT (ASTM C 1260) had little relationship.
This study has been designed to elucidate the petrography and geochemical characteristics of the volcanic rocks and focused on petrogenesis and tectonic environment of the Bokyeongsa volcanics in the northeast Gyeongsang Basin. The Bokyeongsa volcanics consist of the Naeyeonsan tuff which include rock fragment plagioclase, quartz and hornblende and pumice showing welded structures, and felsite. According to the petrochemical data, the Naeyeonsan tuff and felsite are in the range of 68${\sim}$71wt% and 77wt% SiO$_2$ content respectively. The Naeyeonsan tuff belongs to dacite/rhyodacite, and felsite to rhyolite. These volcanics rocks belong to the calc-alkaline rock series on the TAS diagram and the AFM diagram. The variations of major elements of the volcanic rocks show that contene of TiO$_2$, Al$_2$ O$_3$, FeO$^T$, MnO, MgO, CaO are inversely proportional to those of SiO$_2$, but contents of K$_2$O are positively. They represent differentiation trend of calc-alkaline rocks series. In spider disgram of MORB-normalized trace element partterns, contents of K, Rb, Th and Ta are relatively high, but those of Nb, Zr, Hf, Ti, Y and Yb are nearly similar to MORB. In the chondrite-normalized REE patterns, light REEs are more enriched than heavy REEs. The trace element composition and REE patterns suggest that they are typical island-arc calc-akaline volcanic rocks formed in the tectonomagmatic environment of subduction zone under continental margin.
Granite gneiss, pophyroblastic gneiss and leucocratic gneiss are widely distributed in the Seungju-Suncheon area, the southwestern part of the Sobacksan Massif, Korea. These orthogneisses show intrusive relationships in outcrops of the study area. This study focuses on the geochemical properties and the tectonic environments for the original rocks of these orthogneisses. The pophyroblastic gneiss is plotted in diorite and granodiorite domain, and granite gneiss and leucocratic gneiss are plotted in both of granodiorite and granite domains on lUGS silica-alkali diagram. Geochemical properies of major elements suggest that these rocks are sub-alkali rock series, and were formed from S-type magma which generated in syn-collision tectonic environment. Discrimination diagrams using HFS elements suggest that original rocks of the three orthogneisses were granitoid of calc-alkali rock series, and were formed in syn-collision environment.
Through the low-temperature(60-150${\circ}C$) hydrothermal treatment of perlite with the alkaline solution at various NaOH concentrations, the mode of volcanic glass alteration and resultant zeolite formation were investigated in a closed system. At a temperature of 80${\circ}C$ and alkalinities of pH range 8 to 12, corresponding to the natural environments of diagenetic zeolite formation, only weak dissolution of perlitic glass occurs without zeolite formation despite the residence time of 100 days. Activities of Si and Al increase progressively, as a consequence of increasing pH, whereas activity ratios of Si/Al decrease. Zeolites were synthesized from perlite in the alkaline solution at above 0.1M NaOH concentrations. Below the temperature of 100${\circ}C$ Na-P was mainly formed, whereas analcime was the dominant zeolite at the temperature range of 100-150${\circ}C$. During Na-P synthesis chabazite and Na-X were also formed as by-products in case of lower proportion of solution/sample(<10ml/g) and higher NaOH concentraion (>3M), respectively. The alteration modes of perlite in the zeolite synthesis reflect that the formation of synthetic zeolites occurs as an incongruent dissolution likely with the diagenetic formation of natural zeolites from volcanic glass. Considering much difference in reaction kinetics between natural and synthetic systems, however, the evaluated synthetic conditions in these experiments were not directly applicable to the natural diagenetic system.
The Cretaceous Myeongseongsan Granite in the northwestern Gyeonggi Massif consists of a major pale pink-colored biotite monzogranite and a minor white-colored biotite alkaligranite. Low Sr and high Ba concentrations, negative Eu-anomalies in REE plot, negative Sr anomalies in spider diagram, a negative correlation between Sr and Rb, and positive correlations between Sr and Ba and $Eu/Eu^*$ indicate that a fractional crystallization of both plagioclase and K-feldspar played a significant role during magma evolution. The Myeongseongsan Granite is plotted in I-& S-type granites on I, S, A-type granite classification scheme. While the biotite monzogranite is plotted in unfractionated I-& S-type granite, the biotite alkaligranite is plotted in fractionated I-& S-type granite, which indicates that the biotite alkaligranite is a more differentiated product. In order to elucidate the nature of the protoliths of the peraluminous Myeongseongsan magma, we plotted in $Al_2O_3/TiO_2$ vs. $CaO/Na_2O$ and Rb/Sr vs. Rb/Ba diagrams, and they suggest that the Myeongseongsan Granite was derived from clay-poor metagreywackes and meta-psammites or their igneous counterparts. Whole-rock zircon saturation temperature indicates that the Myeongseongsan magma was melted at $740-799^{\circ}C$.
This article carried studies of the petrographical and petrochemical characteristics on the Cretaceous volcanic rocks in the area of Janggun peak and Gyemyeong peak which is located at the northeastern area of Mt. Geumjeong, Busan. The areas are composed of andesitic rock, sedimentary rock, rhyolitic rock, and intrusive hornblende, biotite granites, in ascending order. According to petrochemistry, the major elements show the calc-alkaline rock series ranged medium-K to high-K. With increasing $SiO_2$, $Al_{2}O_{3}$, $Fe_{2}O_{3}$, $TiO_2$ CaO, MgO MnO and $P_{2}O_{5}$ are decreased and $K_{2}O$ and $Na_{2}O$ are increased in the volcanic rocks. The trace element compositions show high LILE/HFSE ratios and negative anomaly of Nb, and REE patterns show enrichments in LREE and (-) anomaly values increase of Eu from the basaltic andesite to andesite facies, therefore the volcanic rocks have typical characteristics of continental margin arc calc-alkaline volcanic rocks, produced in the subduction environment. The volcanic rock show nearly the same patterns in spider and REE diagram. Fractional crystallization of the basaltic magma would have produced the calc-alkaline andesitic magma. And the rhyolitic magma seems to have been evolved from the basaltic andesitic magma with fractional crystallization of plagioclase, pyroxene, hornblende, biotite.
Although the Daljeon Basalt in the Pohang Basin is important for interpreting the basin evolution, its relative chronology, stratigraphic position, and isotopic age still remain controversial. In order to clear up the controversies, this study carried out detailed field investigation to determine its distribution and occurrence together with reanalysis of its previous geochemical data and $^{40}Ar/^{39}Ar$ age dating. Based upon the field investigation, the basalt occurring in the central part of the Pohang basin is composed of three main bodies and a dozen of minor dikes and sills that intruded into the Yeonil Group. Their mineral assemblages consist of phenocrysts such as olivine and clinopyroxene and fine groundmasses of clinopyroxene, plagioclase, olivine, and opaque oxide, impling the porphyritic texture of alkaline basalt. All their geochemical data also show the similar geochemical characteristics in TAS, Zr-Ti, and REE/trace elements distribution diagrams. The samples are plotted on alkalic field in the total alkali-versus-silica diagram and show similar patterns to enrichment oceanic basalt or within plate basalt in trace elements. In addition, $^{40}Ar/^{39}Ar$ isochron age of 13.82Ma is obtained. These results indicate that the Daljeon Basalt is an alkaline intrusive rock belonging to the middle Miocene Yeonil Group.
This study has been designed to elucidate the petrography and geochemical characteristics of the Taeheung-ri lava in southeastern Jeju Island. The lava is divided into the alkaline basalt and tholeiitic basalt. More than 4 layers of tholeiitic basalt are overlain by layers of alkaline basalt. Compared with alkaline basalt, tholeiitic basalt has lower contents of $K_2O$, $P_2O_5$, Ba and Ta, but slight higher contents of $SiO_2$ and CaO. The contents of Ba and Rb of all basalts are enriched, but those of Ni and Cr are depleted compared with primitive mantle compositions. All basalts show inclined chondrite-normalized REE patterns with LREE enriched more than HREE and alkaline basalt has relatively higher. The basalts of this study area are plotted in the field of within plate basalt on the tectonomagmatic discrimination diagram. Tholeiitic basalt has higher ratios of Zr/Nb, Y/Nb, and $Al_2O_3/P_2O_5$ than alkaline basalt. Both tholeiitic and alkaline basalt are similar in their K/Ba ratios. The geochemical data suggest that the parental magma of both basalts might be produced by different degrees of partial melting of similar source mantle. The tholeiitic basalt formed by higher degree of partial melting than the alkaline basalt.
The Cretaceous basaltic rocks in Gyeongsang Basin are temporally and spatially dispersed widely in thick sedimentary piles: Chilgog basaltic rock (CGB) and Cheongyongsa basaltic rock (CSB) in the Shindong Group, and Hakbong basaltic rocks (HBB), Osibbong basalt (OSB), Secheondong basaltic rocks (SCB), Haman basaltic rocks (HAB), Hama basaltic rocks (HMB), and Chaeyaksan basaltic rocks (CYB) in the Hayang Group, upwardly in their stratigraphy. Chilgog basaltic rock is merely identified as pebbles in the Shilla Conglomerate and its provenance has not been found, and it is characteristics that the volcanics except Osibbong basalt and Chaeyaksan basaltic rocks are very small in both of their thickness and extension. Petrochemical diversity of the basaltic rocks are revealed; OSB and SCB distributed in the Yeongyang Minor Basin preserve the calc-alkaline natures in major and immobile minor element geochemistry, but CGB, HBB, HAB, and CYB reflect that they might be originated from calc-alkaline basaltic magma of volcanic arc in continental margin area by trace elements and altered to alkaline suites in the viewpoint of their major element geochemistry. Major and trace element geochemistry of CSB and HMB suggests that they may be derived from within -plate alkaline magma contaminated by the upper continental crust, especially in the case of the former.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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