• 방사성폐기물학회지
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• 제16권4호
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• pp.479-490
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• 2018

본 연구에서는 심부시추공 처분을 위한 밀봉시스템으로서 Gibb's Group에 의해 제안된 화강암 용융 및 재결정화에 의한 시추공 밀봉 방안에 대해 KURT 화강암을 대상으로 실현 가능성을 확인하였다. 화강암 용융 실험은 첨가제를 이용한 상압 용융시험과 물의 기화에 의한 수증기 고압용융시험 2가지로 수행되었다. 상압 용융시험 결과, KURT 화강암 분말에 NaOH를 첨가하여도 기본 융점보다 낮은 $1,000^{\circ}C$에서 부분용융이 시작되었으며, 냉각된 용융물에서 침상결정의 형성을 확인하였다. 수증기 고압시험은 물의 첨가량에 따라 수증기압을 달리하며 최대 400 bar의 수증기압까지 용융 시험이 진행되었다. KURT 화강암은 낮은 수증기압에도 $1,000^{\circ}C$에서 부분 용융이 시작되었으나, 물이 많이 첨가된 높은 수증기압에서 화강암의 부분 용융은 보이지 않았다. 따라서 소량의 수증기가 있는 고압상태가 화강암의 용융에 적합한 것으로 판단되었다. 한편, 고온고압의 수증기는 내부식성의 반응기 벽을 부식시켜, 고온의 수증기에 의한 처분용기의 부식 문제가 발생되었다.

• 자원환경지질
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• 제17권3호
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• pp.179-195
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• 1984

쥬라기(紀) 대전복운모화강암(大田複雲母花崗岩)과 논산화강섬록암(論山花崗閃綠岩)은 Syntectonic 칼크-알카라인 subsolvus 화강암류(花崗岩類)에 속(屬)한다. 본(本) 화강암류(花崗岩類)들은 CaO, $Al_2O_3$, LIL/HFS 원소비(元素比), 전(全) REE 함량(含量)과 ($^{87}Sr/^{88}Sr$) 초생치(初生値)가 높고 Eu 루상치(累常値)가 거의 없으며 HREE[(Ce/Yb)N=20~120]와 Y함량(含量)이 낮은것은 선(先)-캠브리아기(紀) Granulite(예(例) ; 회색편마암(灰色片麻岩))의 부분용융(部分熔融)에 의(依)하여 형성(形成)된 것으로 사료(思料)된다("S-type"). 특(特)히, 희토류원소(稀土類元素)의 분석결과(分析結果)에 의(依)하면 본(本) 화강암류(花崗岩類)가 형성(形成)되는 과정(過程)에서 hornblende와 garnet가 근원암(根源岩)(선(先)-캠브리아기(紀) Granulite)으로 부터 분리(分離) 용융(熔融)되지 않고 residue로 남았으며, 또한 장석(長石)은 부분용융(部分熔融)에 의(依)하여 형성(形成)된 magma내(內)에서 분결(分結)(fractionation)되지 않고 incompatible behaviour를 취(取)했음이 밝혀졌다. 이들 두 화강암류(花崗岩類)는 희토류원소(稀土類元素)의 분포상(分布相)에 있어서 거의 동일(同一)하지만, 그들의 광물조성(鑛物組成) 및 주원소(主元素)등의 차이(差異)는 근원암(根源岩)의 부분용융(部分熔融) 과정중(過程中) 용융비율상(熔融比率上)의 차이(差異)때문이다. 즉(卽), 대전복운모화강암(大田複雲母花崗岩)은 논산화강섬록암(論山花崗閃綠岩)에 비(比)하여 "낮은 비율(比率)"로 부분용융(部分熔融)되어 형성(形成)된 것으로 생각(生覺)된다. 근원암(根源岩)이 부분용융(部分熔融)될 수 있는 열원(熱源)은 microcontinental collision과 basement 재활성화(再活性化)에 따라 옥천지향사(沃川地向斜)가 closing 되는 지각변동(地殼變動)에 의(依)하여 공급가능(供給可能)할 것이다. 특(特)히, 대보조산운동(大寶造山運動)에 수반된 광역변성작용시(廣域變成作用時) 운모(雲母)와 같은 함수광물(含水鑛物)들의 탈수작용(脫水作用)에 의(依)하여 생성(生成)된 수분(水分)은 부분용융(部分熔融)을 더욱 용이(容易)하게 했다. 각(各) 화강암체내(花崗岩體內)에 함유(含有)된 퍼시틱 알카리-장석(長石)들의 Exsolution 온도(溫度)가 대체(大體)로 작은 변화폭(變化幅)을 가지는 것은 화강암류(花崗岩類) 매입시기(買入時期)에 주위모암(母岩)들도 열류량(熱流量)이 높은 지역(地域)에 위치(位置)해 있었으며, 그후(後) 화강암류(花崗岩類)와 함께 천천히 영각되었기 때문인 것으로 사료(思料)된다.

• 암석학회지
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• 제28권2호
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• pp.85-109
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• 2019

경기육괴 서부 당진지역에서는 흑운모 화강암, 우백질 화강암류, 화강섬록암, 각섬석 반려암, 석영 반려암, 토날라이트 등의 중생대 화성암이 확인된다. 당진지역의 중생대 주요 화성활동 시기는 ~227 Ma, ~190 Ma, ~185 Ma, ~175 Ma로 나타난다. 반려암류는 함수광물인 각섬석의 함량이 높게 나타나는 각섬석 반려암과 석영 반려암으로 주로 구성된다. 이들은 소규모 암주 상으로 연구지역 전역에서 관찰되고, 관입 시기는 185~175 Ma로 확인된다. 트라이아스기 흑운모 화강암($225{\pm}2.3Ma$)은 남부의 해미화강암($233{\pm}2Ma$, Choi et al., 2009)과 지화학적 성격이 유사한 충돌 후 화성암으로 판단된다. 흑운모 화강암의 주요 마그마 근원물질은 화강암질 대륙지각이지만, 이 암체가 소량의 고철질암을 마그마 근원물질로 갖거나 원시 마그마 형성 시소량의 맨틀 용융물(고철질 맬트)이 성분으로 기여했을 가능성이 있다. 쥐라기 화강암류와 반려암류는 고태평양판의 섭입과 관련되어 형성된 대륙호 화성암으로 판단된다. 우백질 화강암류는 화강암질 대륙지각의 용융에 의해, 반려암류는 부화된 맨틀의 부분용융에 의해 형성된 것으로 추론된다.

• 자원환경지질
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• 제51권5호
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• pp.439-453
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• 2018

한반도 남동부에 분포하는 에오세 경주 화강암체들은 양산단층과 울산단층을 따라 분포하며, 알칼리장석화강암(AGR), 흑운모화강암(BTGR), 각섬석흑운모화강섬록암으로 분류된다. 지화학적 특성에 따라 이들은 A-형 화강암 (AGR)과 I-형 화강암 (BTGR)로 분류되며, 상부맨틀 내의 같은 모마그마로부터 유래한 것으로 생각된다. AGR의 경우, 유색광물들 (각섬석, 흑운모)이 간극상으로 관찰되는데 이는 AGR 마그마의 결정화 동안 Fluorine (F)이 풍부한 유체가 유입되었을 것으로 생각된다. AGR은 친석원소와 (Sr, Ba 제외) 경희토류원소의 함량이 높으며, 이는 섭입대에서 유래한 유체의 영향으로 생각된다. 에오세 경주 화강암체 중 AGR의 가장 높은 고장력원소 함량과 저어콘포화온도는 마그마 결정분화보다는 부분용융의 영향으로 판단된다. 이들 특징들은 AGR의 높은 F 함량이 섭입슬랩에서 유래한 F이 풍부한 유체와 부분 용융의 영향을 나타내는 것으로 추정할 수 있다. 또한 이러한 결과는 이 연구에서 수행한 희토류원소와 Ba/Th 모델링과도 일치한다. 따라서 이 연구에서는 AGR은 BTGR의 부분용융과 섭입슬랩에서 유래한 F이 풍부한 유체의 유입의 영향이 합쳐져 형성된 것으로 판단하였다.

• 암석학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-35
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• 2008

삼척 원덕읍에 분포하는 영남육괴 변성퇴적암류에 대한 변성작용을 판단하고 이에 따른 우백질 화강암의 기원과 진화과정을 규명하였다. 변성퇴적암류는 광물 조합에 따라 크게 석류석대와 규선석대로 나눌 수 있다. 규산질 퇴적암의 특징을 나타내는 변성퇴적암류는 암석성인격자를 바탕으로 석류석대는 $4.8{\sim}5.8\;kbar$, $740{\sim}800^{\circ}C$, 규선석대는 2.5-4.5 kbar, $640-760^{\circ}C$의 변성작용을 받았다. 이 지역에 분포하는 우백질 화강편마암류(임원 우백질화강암)는 A/CNK=1.31-1.93이고 DF(discriminant factor)>0인 과알루미늄질 화강암이다. 따라서 이는 S-type의 화강암류에 속하며 이의 기원은 주변의 변성퇴적암류이다. 주원소 및 미량원소 성분들은 우백질 화강암이 충돌대 또는 화산호 화강암 같은 대륙의 충돌 환경과 관련성을 나타낸다 우백질 화강암의 Rb/Sr의 비율(1.8-22.9)은 Sr/Ba 비율(0.21-0.79)에 비해 크기 때문에 백운모의 탈수 용융작용으로 우백질 마그마가 형성되었다. 우백질 화강암의 REE 함량은 전반적으로 변성퇴적암류보다 낮은 LREE 함량과 비슷한 HREE 함량을 갖는다. 이러한 형성 과정을 확인하기 위해 일부 변성퇴적암 및 우백질화강암 시료의 광물 함량비율과 기존 연구의 유문암 및 미그마타이트에 들어 있는 광물의 REE 함량을 이용하여 모델링을 수행했다. 이에 따르면 일부 우백질 화강암의 HREE를 저어콘이 조절했을 가능성도 보여주나, 대부분의 우백질 화강암의 LREE 조절자는 모나자이트이고 HREE 조절자는 석류석으로 판단된다 변성퇴적암에서 부수광물들 모나자이트 및 저어콘 같은 부수광물들은 주로 흑운모의 포유물로 확인되기 때문에 변성퇴적암으로부터 형성된 우백질 마그마는 주로 백운모의 붕괴 작용으로 형성된 것이다. 콘드라이트로 표준화한 REE 패턴에서 우백질 화강암은 음의 Eu 이상치를 갖는 것(Type I)과 양의 이상치를 갖는 것(Type II)로 구분할 수 있다. 우백질 화강암은 변성퇴적암류에 비해 낮은 Eu 함량을 갖으며 REE 형태와 관계없이 비슷한 Eu 함량을 갖는다. 이는 REE 모델링에서 변성퇴적암과 우백질 화강암의 장석 성분과 관련이 깊은 것으로 나타난다. 또한 주원소 ($K_2O$ and $Na_2O$) 및 미량원소(Eu, Rb, Sr, Ba) 역시 강한 알칼리 장석의 분화작용을 지시한다. 결론적으로 본 연구지역에 분포하는 우백질 화강암은 대륙충돌 환경에서 변성퇴적암류가 고온변성작용 중에 발생한 백운모 탈수 용융작용으로 발생된 용융체가 이후 분화과정을 겪어 산출된 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제20권1호
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• pp.35-60
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• 1987

한국(韓國)에 분포(分布)하는 지질시대(地質時代)와 공간(空間)을 달리하는 대표적(代表的)인 15개(個)의 화강암체(花崗岩體)를 대상(對象)으로 광물(鑛物) 및 주(主) 미량(微量) 원소(元素) 지화학적(地化學的) 특징(特徵)을 밝히고 암석성인(岩石成因)과 지체구조진화(地體構造進化)와 연관시켜 연구(硏究)하였다. 그 암석지화학적(岩石地化學的) 특징(特徵)을 바탕으로 선(先)캄브리아기(紀) 화강암(花崗岩), 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(cratonic과 mobile belt)와 백악기(白堊紀)~제삼기(第三紀) 화강암(花崗岩)으로 구분(區分)된다. 선(先)캄브리아기(紀) 화강편마암(花崗片麻岩)(I-형(型) 및 티탄철석계열(鐵石系列))은 지화학적(地化學的)으로 진화(進化)된 화강암류(花崗岩類)가 변성작용(變成作用)을 받아서 형성(形成)되었으며, 선(先)캄브리아기(紀) 화강암(花崗岩)(S-형(型) 및 티탄철석계열(鐵石系列))은 퇴적기원(堆積起源)의 변성암류(變成岩類)가 부분용융(部分熔融)되어 생성(生成)된 것으로 사료(思料)된다. 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(S-형(型) 및 티탄 철석계열(鐵石系列))은 주(主)로 하부지각(下部地殼)의 변성퇴적암(變成堆積岩)이 부분용융(部分熔融)되어 형성(形成)되었다. 또한, 백악기화강암(白堊紀花崗岩)(I-형(型) 및 자철석계열(磁鐵石系列))은 하부지각(下部地殼) 또는 상부(上部)맨틀의 화성원암류(火成源岩類)로부터 생성(生成)된 마그마의 분별(分別) 결정작용(結晶作用)으로 결정화(結晶化)되었음이 밝혀졌다. 퍼다이트질(質) 알카리장석(長石)의 용리(溶離)(exsolution)에 의(依)한 지질온도계(地質溫度計)는 선(先)캄브리아기(紀) 및 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)은 각(各) 암체내(岩體內) 그 온도변화폭(溫度變化幅)이 작으며(${\pm}20{\sim}30^{\circ}C$), 약(約) 3~5kbar의 가상압력하(假想壓力下)에서 $315{\sim}430^{\circ}C$의 낮은 온도조건(溫度條件)에서 화학적(化學的) 평형(平衡)을 이룬것으로 나타났다. 이는 화강암관입시(花崗岩貫入時) 주위모암(母岩)들은 광역변성작용(廣域變成作用)과 같은 열류량(熱流量)이 높은 영역하(下)에 있었으며, 그 후(後) 모암(母岩)은 화강암(花崗岩)과 함께 천천히 냉각(冷却)되었기 때문인 것으로 생각된다. 그러나, 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)들은 각(各) 암체(岩體)마다 1~3kbar 압력하(壓力下)에서 $520^{\circ}C$의 온도(溫度)에서 평형(平衡)을 이루었으며 그 변화폭(變化幅)(${\pm}110^{\circ}C$)이 크다는 것으로 밝혀졌는데, 이는 친(親)마그마가 지표(地表)가까운 천처(淺處)까지 관입(貫入)하여 급속(急速)히 결정화(結晶化)되었음을 시사(示唆)한다. 장석(長石)이 정출(晶出)될때의 산소분압(酸素分壓)은 옥천변성대(沃川變成帶)에 분포(分布)하는 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)이 가장 낮고, 경상분지(慶尙盆地)의 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)에서 높은 것으로 밝혀졌다. 쥬라기(紀) 화강암(花崗岩)(Hercyno-형(型))은 큐라-퍼시픽(Kula-Pacific)판(板)이 빠른속도(速度)로 북서(北西)쪽으로 밀려와서 대륙간분지(大陸間盆地)(Intracontinental basin)인 옥천분지(沃川盆地)가 closing-collision으로 지각하부(地殼下部)의 부분용융(部分熔融)에 의(依)하여 형성(形成)된 마그마(Wet magma)로 부터 형성(形成)된 후(後) 주위 모암(母岩)과 함께 융기(隆起)되었다. 백악기(白堊紀) 화강암(花崗岩)(Andino-형(型))은 큐라-퍼시픽 해영(海嶺)의 Subduction에 의(依)하여 생성(生成)된 마그마(Dry magma)가 구조적(構造的) 약선대(弱線帶)를 따라 빠른 속도(速度)로 지각천처(地殼淺處)까지 관입(貫入)되었다.

• 자원환경지질
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• 제29권4호
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• pp.483-493
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• 1996

중부 옥천대에 분포하는 대보 화강암질 저반의 주원소, 미량원소 조성으로부터 조구조환경과 기원물질의 특징을 연구하였다. 화강암류는 흑운모 화강암, 조립질 반상화강암 및 화강섬록암으로 나눌 수 있다. 화강암류의 불규칙적인 Na, K 함량변화는 분별정출작용만으로 설명될 수 없고 기원물질의 불균질성이나 다양한 기원물질의 불완전한 혼합을 반영하는 것으로 생각된다. 대보 화강암에서 나타나는 친석 원소(LIL element)의 부화와 낮은 Ta/Hf비는 정상적인 칼크 알칼리 계열의 대륙 연변부 호 화강암의 특징과 부합된다. 희토류원소 변화양상으로 보아 $SO_2$ 함량이 높은 흑운모 화강암을 보다 염기성인 화강섬록암의 후기 분화체로 보기는 어렵다. 대보 화강암의 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$값과 친석 원소의 함량은 서로 체계적인 변화를 보이지 않아 그들의 지화학적 특징이 초생적인 용융체와 지각 물질 사이의 혼합에 의해 규정되었을 가능성을 배제한다. 대보 화강암의 지구화학적 특징은 주로 기원물질의 고유한 불균질성을 반영한다고 보아진다.

• 암석학회지
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• 제22권2호
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• pp.117-135
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• 2013

무주군 왕정리 지역에서 구상 화강편마암이 초기 원생대 변성퇴적암류를 관입하는 우백질 복운모 화강암내에 포획체의 형태로 나타난다. 우백질 복운모 화강암의 전암성분 분석치와 SHRIMP 저어콘 연대측정 결과는 우백질 복운모 화강암이 $1875{\pm}75$ Ma에 대륙 충돌 환경에서 형성된 S-type 화강암임을 지시한다. 우백질 복운모 화강암내에 나타나는 구상 화강편마암으로부터 추출된 모나자이트에 대한 SHRIMP 분석에 의해 구상 화강편마암을 형성시킨 변성작용 시기가 $1867{\pm}4$ Ma임이 밝혀졌고 이 변성 연령은 우백질 복운모 화강암의 관입시기와 오차 범위내에서 유사하다. 이는 우백질 복운모 화강암 관입시 마그마내로 침강한 변성퇴적암이 마그마에 의해 $650-740^{\circ}C$, 4-6.5 kbar 정도의 열변성작용을 받아 구상 화강편마암이 만들어졌음을 지시한다. 열변성 작용시 근청석을 주로 하는 구상 화강편마암의 핵부가 만들어졌고 이때 일부 구상 화강편마암에서는 석영 및 장석을 포함한 일부 광물이 용융되어 만들어진 우백질 용융체가 핵부를 빠져나온 후 핵부 주변에서 결정화하여 우백질 각부를 형성하였다. 구상 화강편마암이 형성된 후 마그마 분화작용 중 최후에 남아있던 열수가 구상 화강편마암에 침투하여 후퇴 변성작용을 일으키고 이때 근청석이 pinite화 되면서 세립의 녹니석과 견운모로 치환되었다. 무주 화강편마암은 퇴적기원의 변성암이므로 앞으로는 무주 화강암질 편마암으로 명명하는 것이 적합하다.

• 암석학회지
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• 제26권4호
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• pp.327-339
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• 2017

경기육괴 북서부에 분포하는 백악기 명성산화강암은 암체의 대부분을 차지하는 담홍색의 흑운모 몬조 화강암과 상대적으로 소량 산출되는 백색의 흑운모 알칼리화강암으로 이루어져 있다. 낮은 Sr 함량과 높은 Ba 함량, REE 다이아그램에서 보여지는 부(-)의 Eu 이상치, 스파이더 다이아그램에서 나타나는 부(-)의 Sr 이상치, Sr과 Rb 사이에 나타나는 부의 관계, Sr과 Ba 그리고 Sr과 $Eu/Eu^*$ 사이에 나타나는 정(+)의 관계는 사장석과 K-장석의 정출이 마그마 분화과정에 있어 중요한 역할을 하였음을 지시한다. 명성산화강암은 I, S, A형 화강암을 분류하는 분류도에서 I & S 형 화강암 영역에 도시되는데, 흑운모 몬조화강암은 분화되지 않은 I & S 형 화강암 영역에, 흑운모 알칼리화강암은 분화된 I & S 형 화강암 영역에 도시됨으로 흑운모 알칼리화강암이 흑운모 몬조화강암보다 더 분화되어 생성된 화강암임을 알 수 있다. A/CNK vs A/NK 다이아그램에서 고알루미나 영역에 도시되는 명성산화강암의 근원암의 성질을 알아보기 위하여 Rb/Sr vs Rb/Ba 도와 $Al_2O_3/TiO_2$ vs $CaO/Na_2O$ 도에 도시한 결과 명성산화강암은 점토가 결핍된 근원암인 사질암과 잡사암 사이의 조성을 갖는 변성퇴적암류로부터 유래하였거나 이에 상응하는 화성암으로부터 유래하였으며, 전암 저어콘 포화 온도를 계산해 본 결과 $740-799^{\circ}C$ 온도 조건에서 용융되어 생성되었음을 알 수 있다.

• 암석학회지
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• 제26권3호
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• pp.271-280
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• 2017

동천동 화강암은 경주 동천동 일대에 분포하는 알칼리장석화강암이다. 이는 주로 우백질의 조립질화강암이며 알칼리장석, 석영, 흑운모, 각섬석이 관찰된다. 경하관찰 결과, 알칼리장석은 퍼싸이트로 나타나며, 석영은 주로 파동소광을 보인다. 사장석은 주로 알바이트 쌍정을 보이며, 흑운모와 각섬석은 간극상으로 산출된다. 동천동 화강암은 $(Na_2O+K_2O)/Al_2O_3$ 비가 높고 (MgO+CaO)/FeOT가 낮은 전형적인 A-형 화강암 영역에 도시되며 경상분지 I-형 화강암류에 비해 $SiO_2$, $Na_2O$, $K_2O$, Rb, Ga, Zr이 부화되어 있는 반면 $TiO_2$, $Al_2O_3$, CaO, MgO, Sr, Ba, Sc 등은 결여되어 있다. 또한, 연구지역 화강암은 I-형 화강암에 비해 희토류원소의 함량이 높고 큰 Eu(-) 이상을 보여준다. 이러한 지화학적 특성은 기존에 보고된 경상분지 I-형 화강암류와 뚜렷이 구분된다. 동천동 A-형 화강암은 현재까지 제시된 A-형 화강암의 기원 중 지각 내의 토날라이트질(Tonalite) 내지 화강섬록암의 I-형 화강암의 부분용융으로 만들어졌을 가능성이 높은 것으로 판단된다.