• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.15-24
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• 2015

인도네시아 동부 자바의 남서익부에 위치하는 파찌딴 광화대 금속광화작용은 스카른형 교대광체와 열극을 충진 발달하는 열수 맥상광체로 크게 분류할 수 있다. 스카른 형 교대광체는 올리고신 후기 퇴적암류 중 석회암층을 따라 관계화성암체인 석영반암 주변에 발달한다. 본 광체는 스카른광물과 함께 자철석 및 천금속 황화광물이 수반된다. 열수광체로는 관계화성암체인 석영반암으로 부터의 거리를 기준으로 근지성 함 동-아연 망상광체와 원지성 함 연-아연(-금) 맥상광체가 발달 분포한다. 황화광물의 황 동위원소 값으로부터 계산된 $H_2S$의 황 동위원소 값은 스카른광체의 경우 5.6-7.1‰, 열수광체의 경우 0.9-6.8‰ 이었다. 이는 원지성 열수 맥상 광체의 후기 광화작용으로 진행하면서 파찌딴 열수계 내 $SO_4/H_2S$의 비가 증가하면서 $H_2S$의 황동위원소 값이 감소한 것으로 확인된다. 광화대 내 산소 동위원소 값은 스카른 광체 내 자철석, 9.6과 9.7‰; 스카른 광체 내 석영, 6.3-9.6‰; 스카른 광체 내 방해석, 4.7 and 5.8‰; 열수 망상광체 내 석영, 3.0-7.7‰; 열수 망상광체 내 방해석, 1.2 and 2.0‰; 열수 맥상광체 내 석영, -3.9 - 6.7‰로서, 계산된 ${\delta}^{18}O_{water}$ 값은 근지성 스카른 및 열수 망상광체에서 원지성 열수 맥상광체에 이르면서 감소하는 경향성을 보인다. 열수계 ${\delta}D_{water}$ 값은 광체 유형에 관계없이 -65 to -88‰의 값을 보여준다. 이러한 산소 수소 안정동위원소 값의 경향성은 근지성 스카른 및 열수 망상광체 초기 광화작용을 지배한 마그마 기원의 열수 또는 상대적으로 낮은 water/rock 비 값을 갖는 환경하에서 동위원소 교환반응을 이루어 평형상태에 이른 열수가 풍부한 파찌딴 열수계 내에 광화작용의 진행 및 관계화성암과의 거리에 따라 높은 water/rock 비 값을 갖는 환경하에서 동위원소 교환반응을 이루어 진 열수 또는 동위원소 교환반응이 거의 이루어지지 않은 천수의 유입이 점증하며 광화작용이 진행되었음을 의미 한다.

• 자원환경지질
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• 제46권3호
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• pp.207-214
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• 2013

2012년 통가해저열수광상 개발 사업의 일환으로 통가아크 해저산 TA25에서 ROV와 GTV를 이용하여 열수황화물광체를 채취하였다. 채취된 광체 중 본 연구에서는 약 $200^{\circ}C$의 열수분출을 보인 고온성 활성침니(ROV01), $80^{\circ}C$의 열수분출을 보인 저온성 활성침니(GTV01), 그리고 비활성침니(ROV02)를 이용하여, 암석자기학적 특성을 규명하고 이를 바탕으로 광체의 진화과정을 알아보고자 하였다. ROV01의 자기적 특성은 주로 자류철석에 의해 나타나며, GTV01의 경우 광체내부는 자류철석이 주로 나타나지만 외곽으로 갈수록 자류철석과 적철석이 혼재하게 된다. 비활성침니인 ROV02는 오랜 산화작용으로 인해 외곽에서 적철석뿐만 아니라 침철석이 자류철석과 함께 나타나고, 최외곽에서는 magnetotactic bacteria의 작용에 의해 자철석이 존재한다. 포화잔류자화(saturation magnetic remanent magnetization, SIRM), 비자기이력잔류자화(anhysteretic remanent magnetization, ARM)/SIRM으로 나타낸 자성광물의 함량과 입자크기 변화는 침니의 특성에 따라 뚜렷한 차이가 난다. 고온의 ROV01에서 가장 적은 함량과 작은 입자크기를 보이며, 저온의 GTV01에서 점차 증가하다가 비활성침니인 ROV02에서 가장 높은 함량과 큰 입자크기를 나타내게 된다. 이러한 결과는 자성광물의 종류, 함량, 입자크기 변화 등의 암석자기학적 특성을 이용하여 기존 광물학적 접근방법으로 추적에 한계가 있었던 열수황화물광체의 진화과정에 대한 정보를 획득할 수 있을 것으로 판단된다.

• 광물과 암석
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• 제36권1호
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• pp.41-54
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• 2023

일라이트는 열수변질에 의해 장석이나 운모류로부터 형성되기 쉽고, 열수변질의 정도 등에 따라 다양한 특성이 나타날 수 있다. 그러므로, 지속적인 고품위 일라이트 광석을 채굴하기 위해서는 일라이트 광체의 형성 과정을 이해하는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 주요 일라이트 산출지인 충청북도 영동군 일대에서 나타나는 일라이트 광체 두 곳과 주위 변질대에서 광석시료를 채취하여 구성광물의 함량과 조직의 특성을 알아보고자 하였다. 편광현미경 분석 결과, 일라이트 광체의 광석시료의 경우 일라이트화 작용이 상당히 진행되어 모암인 운모편암의 조직적 특성이 거의 남아있지 않았으며 석영만 일부 잔류된 형태가 나타났다. 변질대의 광석시료의 경우 일라이트, 백운모, 석영, 장석을 관찰하였으며 주로 석영과 장석 주위로 일라이트화가 진행되는 것을 관찰하였다. X-선 회절 분석 결과, 일라이트 광체의 일라이트/백운모 함량은 대략 50-75 wt.%이며, 최대 75 wt.%로 나타났다. X-선 형광 분석 결과, 일라이트 함량이 증가함에 따라 K₂O의 함량이 선형으로 증가하는 경향을 보이며, 분석한 주성분 원소 중 가장 높은 상관관계가 나타났다. 영동지역 일라이트는 단층선을 따라 유입된 열수에 의해 석영과 장석의 변질로 나타나며, 석영보다 장석의 일라이트화가 먼저 일어나는 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 통해, 충청북도 영동군에서 산출되는 일라이트의 고품위 광체 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.167-176
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• 2008

태평양 해양 지각판과 인도-호주 대륙 지각판간 섭입작용에 의해 형성된 남태평양 라우분지는 활동성 후열도분지로서 해저열수광상이 부존할 가능성이 매우 높은 지역이다. 한국해양연구원은 라우분지를 대상으로 다중음향측심장비(EM120)을 이용하여 정밀지형조사를 실시하여 열수활동이 활발할 것으로 예측되는 해저 지각 확장축 주변지역 (FRSC)과 해저화산 지역(MTJ)을 선별하였다. 또한, 표층 및 심해견인 자력탐사결과를 토대로 저 자기이상 현상을 나타내는 열수광체 지역을 선정하였다. 표층 및 심해 견인 자력탐사 결과 해령에서 주로 나타나는 Central Anomaly Magnetization High(CAMH)가 FRSC-2 지역에서 관측되었으며, MTJ-1 지역에서는 열수분출작용으로 추정되는 저자화이상이 발견되었다. CTD 시스템을 이용하여 열수 플룸 추적자인 투명도, 수소이온(pH), 미생물생체량(ATP), 메탄$(CH_4)$농도를 실시간으로 측정한 결과 FRSC-2와 MTJ-1 지역은 현재 매우 활발한 화산 활동이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 이 지역에서 채취한 열수분출공과 기반암 시료는 이 지역에서 열수활동이 진행되었거나 진행되고 있으며, 실제로 열수 광체가 부존하고 있음을 확인할 수 있었다. 첨단 해저면 영상장비를 사용하지 않고도, 전통적인 해양 지구물리탐사 방법이 해저열수광상의 탐지에 비용 효과적인 탐사방법임을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제48권4호
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• pp.273-285
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• 2015

통가화산호의 TA25 해저산 서측에서는 열수광체가 처음 발견되었다. 이 지역에 분포하는 열수분출구들은 열수분출이 막 시작된 미성숙한 분출구로서 최저 $150^{\circ}C$에서 최대 $242^{\circ}C$ (평균: $203^{\circ}C$)의 열수온도를 보인다. 주요 황화광물로는 섬아연석, 황철석, 백철석, 방연석, 황동석, 코벨라이트, 비사면동석(tennantite), 황비동석(enargite)이 산출되며, 중정석, 석고/경석고 등의 황산염 광물들이 침니 외각에서 산출된다. 특히, 섬아연석이 높은 산출빈도를 보이는 아연 우세형 (Zn-rich) 광체로 분류된다. 광석광물 중 황비동석의 산출은 이 지역 열수분출구의 광화작용이 고유황형 환경에서 진행되었음을 시사한다. 섬아연석은 열수분출구의 외각부에서 내측부로 갈수록 산출빈도가 증가하며, 섬아연석 내 철함량 (mole% FeS)도 높아진다. 또한, 이들 섬아연석은 은 (~10 wt.%)을 함유하고 있는 특징을 보인다. 황동석은 침니에 비해 광체구에서 높은 산출빈도를 보여, 침니와 비교하여 광체구에서 다소 고온의 광화작용이 진행된 것으로 판단된다. 열수분출구 구성광물 중 광체구에서 산출되는 중정석을 대상으로 한 유체포유물 실험 결과, 균일화 온도 및 염농도는 $148^{\circ}C{\sim}341^{\circ}C$ (평균: $213^{\circ}C$) 및 0.4~3.1 equiv. wt.% NaCl를 보여 섬아연석 등 광석광물의 주된 광화작용이 약 ${\geq}200^{\circ}C$에서 진행된 것으로 확인되며, 동광화작용이 미약한 침니에서는 보다 낮은 온도에서 광화작용이 진행되었던 것으로 판단된다.

• 광물과 암석
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• 제36권3호
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• pp.167-183
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• 2023

장군 연-아연 광상은 망간 광체, 연-아연 광체 및 철 광체로 구성된다. 이 망간 광체는 생성환경 및 광물 조합을 토대로 탄산망간 광체와 산화망간 광체로 구성된다. 이 광상 지질은 선캠브리아기의 원남층, 율리층군, 캠브리안기내지 오도비스기의 장산규암층, 두음리층, 장군석회암층, 석탄기내지 이엽기의 동수곡층, 재산층, 쥐라기의 동화지층 및 이들을 관입한 중생대의 춘양화강암류로 구성된다. 이 탄산망간 광체는 고생대 캠브리안기내지 오도비스기의 장군석회암층에 연-아연 열수용액과 반응에 의해 형성된 열수교대형 광체이다. 이 열수교대형 광체의 연-아연 광화작용과 관련된 모암변질작용은 주로 능망간석화작용과 일부 돌로마이트화작용, 황철석화작용, 견운모화작용 및 녹니석화작용 등이 관찰된다. 정출순서에 따른 모암변질작용 시 형성된 탄산염 광물은 Ca-돌로마이트(Co형, 모암) → 철백운석과 Ferroan 철백운석(C1형, 초기) → 철백운석(C2형) → 시데로플레사이트(C3형) → 시데로플레사이트 및 피스토메사이트(C4형, 후기)가 형성되어 Fe와 Mn 원소들이 부화되는 방향으로 진행되었다. 따라서 정출순서에 따른 모암변질작용 시 형성된 모암인 돌로마이트질 대리암(Mg, Ca 기원)과 연-아연 열수용액(Fe, Mn 기원)과 원소들의 치환관계를 살펴보면 다음과 같다. 1)초기 백운석 및 Ferroan 철백운석(C1형)은 Fe ↔ Mn 및 Mn ↔ Mg, Ca, Fe 원소들간 치환에 의해 형성, 2)철백운석(C2형)은 Fe ↔ Mn, Mn ↔ Mg, Ca 및 Mg ↔ Ca 원소들간 치환에 의해 형성, 3)시데로플레사이트(C3형)은 Fe ↔ Mn, Fe ↔ Ca 및 Mn ↔ Mg, Ca 원소들간 치환에 의해 형성과 4)후기 시데로플레사이트와 피스토메사이트(C4형)은 Fe ↔ Mg, Fe ↔ Mn 및 Mn ↔ Mg, Ca 원소들간 치환에 의해 형성되었다.

• 자원환경지질
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• 제50권5호
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• pp.325-340
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• 2017

성도 연-아연광상은 옥천층군 화전리층의 석회암을 교대한 스카른광체와 모암내 열극을 충진한 열수맥상광체로 구분된다. 스카른광물은 헤덴버자이트(hedenbergite) 계열의 휘석이 대부분이며, 그로슐라(grossular)와 안드라다이트(andradite)가 진동누대구조를 보이는 석류석, 그리고 소량의 규회석, 투각섬석, 녹염석 등이 산출되어 환원환경에서 정출된 것으로 보인다. 스카른광체에서는 섬아연석 및 방연석이 우세하고 황철석, 자류철석, 황동석이 소량 수반되며, 열수맥상광체에서는 유비철석, 섬아연석, 황동석 및 황철석과 더불어 방연석, 자연비스무스 및 황석석(stannite)이 소량 수반된다. 스카른광체에서 암회색 섬아연석의 FeS 함량은 평균 17.4 mole%, 적갈색 섬아연석은 3.6 mole%이고, 열수맥상광체에서는 10.3 mole%를 나타낸다. 이들을 국내 주요 금속광상의 FeS-MnS-CdS 함량비와 비교한 결과 스카른광체는 연-아연, 열수맥상광체는 금-은 광상 영역에 도시된다. 열수맥상광체에서 산출되는 유비철석의 As 함량은 초기 31.93~33.00 at.%에서 중기 29.58~30.21 at.%로 가면서 점차 감소하며, 이에 따른 광화온도와 황분압은 초기 $441{\sim}490^{\circ}C$, $10^{-6}{\sim}10^{-4.5}atm.$와 중기 $330{\sim}364^{\circ}C$, <$10^{-8}atm.$에 해당한다. 섬아연석과 공생하는 황석석의 Fe와 Zn 조성비를 이용한 광물상 평형온도는 $236{\sim}254^{\circ}C$의 범위를 보인다. 스카른광체 황화광물의 황동위원소 조성은 5.4~7.2‰, 열수맥상광체는 5.4~8.4‰로서 화성기원과 유사하거나 다소 높은 값을 나타내어 광상을 형성시킨 황이 대체로 마그마에서 유래되었으나 일부 모암의 영향을 받았음을 시사한다. 그러나, 스카른광체와 열수맥상광체에서의 황동위원소평형온도가 각각 $549^{\circ}C$와 $487^{\circ}C$로서 상평형온도 보다 현저히 높게 나타나고 있어서 이들이 동위원소적으로 충분한 평형을 이루지 못한 것으로 추정된다.

• 광물과산업
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• 제17권1호
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• pp.1-15
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• 2004

장석은 복잡다단한 광물학적 특성에도 불구하고 그 물질적 이해와 용도 측면에서의 단순성 때문에 관련 산업 부문에서 부가가치 향상이 잘 이루어지지 않고 있는 실정이다. 현재 전 세계적으로 10위권 내의 생산 수준을 유지하는 국내산 장석의 광석 유형은 그 관물상과 산출상태에 따라 페그마타이트상 장석, 반화강암질 및 우백질 화강암상의 장석으로 구분 될 수 있다. 현재 국내에서 개발되고 있는 장석들로는 일반적으로 반화강암질 유형의 광석이 가장 흔하다. 이 유형의 광체들은 흔히 알바이트화 작용이나 K-부화를 수반하는 열수변질 작용을 받은 양상을 보이는 것이 특징이다. 광물특성 상으로는 K-장석에 속하는 광체들이 Na-장석 유형들 보다 상대적으로 흔하고 대체적으로 그 부존 규모도 큰 것으로 나타난다. 장석의 부가가치 향상을 위해서는 그 품위를 화학조성에만 의존하지 말고 광물조성 단위로 이해하는 방식이 요구된다. 일반적으로 이 광물자원의 요업적 용도 특성상, 광물특성 평가에서 가장 주요한 기준이 되는 사항은 화학조성, 특히 알칼리 조성, $AI_{2}O_{3}$ 함량 및 철분의 함유도인 것으로 판단된다. 그렇지만 앞으로 그 수요가 확장될 전망이 있는 충진재 용도로 사용될 경우에는 이 같은 화학적 특징보다는 장석광물의 조성과 제반 물성적 특성에 그 품질이 의존될 것으로 여겨진다. 이에 따라 장석 광석의 화학조성과 물성은 기본적으로 장석의 광물상과 조성에 의존된다는 지식기반 하에서, 장석의 품위는 물론 품질 특성 평가에 있어서도 화학조성에만 의존하지 말고 그 광물상과 광물특성도 고려해서 평가하는 지혜가 요구된다.

• 한국광물학회지
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• 제28권3호
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• pp.265-277
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• 2015

밀양납석광상의 지표시료와 시추시료의 광물조성과 화학조성 분석결과를 통하여 열수변질양상과 형성 환경을 연구하였다. 밀양납석광상의 열수변질대는 광물조합을 근거로 주로 엽납석-딕카이트(석영) 광물조합을 가지며 납석광체에 해당하는 강이질변질대와 견운모-석영-딕카이트를 주로 수반하는 필릭변질대 및 녹니석-석영이 주된 광물조합으로 수반되는 프로필라이트변질대 등 세 가지로 구분된다. 지표 및 시추시료의 수평적 수직적 변질양상 및 지화학적 특성을 통하여 연구지역 내 납석광체는 수차례의 열수변질작용을 통하여 형성되었으며, 현재 채광이 이루어지고 있는 지표광체로부터 남쪽-남동쪽 심부에 이르기까지 대규모로 연장되어 있을 것으로 여겨진다. 납석광체의 광물조합 및 엽납석의 다구조형(2M) 등을 통하여 밀양납석광상의 형성온도는 약 $300-350^{\circ}C$ 내외일 것으로 추측된다.

• 한국광물학회지
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• 제26권4호
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• pp.331-342
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• 2013

동아프리카 열곡대는 아라비아반도와 아프리카 북동부의 경계에서 부채꼴 형태로 남쪽으로 뻗은 대단층 함몰지구대이다. 아프리카 판 내부에 발달한 열곡대의 폭은 35~60 km이며 연장은 약 4,000km로 알려져 있다. 열곡대는 에티오피아에서 남서방향으로 발달하다 에티오피아 남부에서 동, 서 및 남서 열곡대로 나누어진다. 이 열곡대는 제3기초 올리고세(30~35 Ma)부터 에티오피아 북부 아파르 침강대를 중심으로 주 에티오피아 열곡대가 형성되고, 남쪽으로 확장되면서 마이오세에 활성화된다. 서부 열곡대는 동아프리카대지의 가장자리와 빅토리아 호의 서편을 따라 발달하며, 고각의 정단층에 의해 특징되는 전형적인 반지구대이다. 동부 열곡대(주 에티오피아 열곡대와 케냐 열곡대)는 30 Ma 전 화산활동과 지구조활동이 시작되었으나, 서부 열곡대는 Albert 호 북부에서 12 Ma 전에, Tanganyika 열곡에서는 7 Ma 전부터 시작되었다. 서부 열곡대의 남서 방향으로 분기된 남서 열곡대는 DR-콩고 남부와 잠비아의 Tanganyika 호에서부터 남서 방향으로 확장되어 보츠와나 Okavango 열곡대와 연결된다. 주 에티오피아 열곡대(MER)의 화산암류와 관련 퇴적암류는 지열, 소다회, 포타쉬(K), 천열수 금, 벤토나이트, 유황 및 부석자원으로 중요한 관련암으로 역할을 한다. 열곡관련 대표적인 광상으로는 Afar 열곡대에 분포하는 Danakhil K-광상과 Megenta 및 Blackrock 천열수 금광상이다. Danakhil K-광상은 제4기 화산활동과 높은 지열류에 의해 열곡대 내 분포하던 소금 선상지(salt fan)에서 증발작용에 의해 형성된 증발형 K-광상으로서 총 자원량은 약 12.6억톤으로 평가되었다. 이 광상에서는 4종의 K-광물인 실바이트, 카날라이트, 포리하라이트, 카이나이트가 산출한다. 아파르 침강대 내 분포하는 대표적인 천열수 금광상은 텐다호 지구대에 위치하는 Megenta 및 Blackrock 광상이다. 제4기에 EMR에서 산성의 과알칼리 화산활동에 의해 열수활동이 초래되어 현재까지도 활동하여 지열대가 형성되고, 저유황형금 광상들이 형성되었다. Megenta 저유황형 금 광상은 2009년 발견되었으며, 현재 영국의 Startex International사에 의해 탐사가 진행 중이다. 지금까지의 탐사 결과 옥수질 규화 변질암 분포지에서 5개의 광체가 분포하며, 그중 Hyena 광체에서는 규화 변질된 열수각력암에서 최고 16.75 g/t의 금 품위가 보고되었다. 동아프리카 열곡대의 서편인 부룬디에 분포하는 Gakara REE 광상은 카보너타이트 유형의 REE 광상이다. 이 광상은 $400km^2$ 면적 내 수 cm부터 수 m까지의 폭을 가지는 맥상 또는 망상세맥상의 광체를 형성한다. 주로 조립의 바스트너사이트와 모나자이트로 구성된다. 바스트너사이트의 형성시기는 $587{\pm}4Ma$인 신원생대로 알려져 있으며, 이 지역에 분포하는 카보너타이트와 알칼리암들이 신원생대에서 신생대까지의 광범위한 연대를 보이는 것은 동일한 구조선을 따라서 일어나는 반복되는 열곡활동으로 해석된다. 또한 REE, U, 인회석 자원의 관련암체로 생각되는 알카리 조면암(네펠린-조면암 포함)과 카보너타이트는 동아프리카 열곡대의 남동부 끝자락인 말라위와 모잠비크에 우세하게 분포한다.