The metasedimentary rocks together with various granitoids are the main constituents in Taebaeksan gneiss complex, northern Yeongnam Massif. Chemical compositions of sedimentary rocks may reflect the nature of the provenance and could be crucial for understanding the evolution of early continental crust. Previous workers have suggested that the provenance and tectonic studies based on the geochemistry of sediments are applicable to the Precambrian samples. In this study we analyzed the major, trace and REE elements of metasedimentary rocks to understand their provenance and tectonic setting during sedimentation. The overall geochemical characteristics of metasedimentary rocks are similar to those of average shale of the post-Archean. Major element chemistry indicates mature and sorted nature of the sediments. The degree of weathering in the source rocks the is not uniform, as inferred from a large scatter in chemical indices of weathering (CIW). The immobile trace elements such as Th, Sc, and REE can be used to discriminate various sedimentary processes. The Th/sc ratios (0.9 - 4.4) are larger than those of the upper crust and average shale, suggesting that the felsic source predominates. The contents of Ni and Cr and the variations in the ratio of compatible to incompatible elements are similar to the average post-Archean shale. Uniform chondrite-normalized REE pattern with the LREE enrichment (LaN/SmN = 4.9 ${\pm}$ 0.4) and slight negative Eu anomalies (Eu/Eu$\^$*/ = 0.7 ${\pm}$ 0.1) also support this observation. The presence of negative Eu anomaly indicates that intracrustal igneous processes involving plagioclase separation have affected the provenance rocks. The LREE enrichment implies the major role of felsic rocks in source rocks. The eNd (1.9 Ga) values of metasediment rocks vary from 9.4 to 6.7, corresponding to TDM of 2.9 - 2.7 Ga. On the other hand, the 147Sm/144Nd ratios are 0.1079 - 0.1101, corresponding to typical tettigenous sediments. The geochemical features of metasedimentary rocks such as high abundances of large ion lithophile elements, high ratios of Th/Sc and La/Sm, commonly high Th/U ratios, negative Eu anomalies, and negative eNd, suggest a provenance consisting virtually entirely of recycled upper continental crust in passive margin environment. Tectonic discrimination diagrams based upon major element compositions also support this suggestion. In conjunction with igneous activity and metamorphism in the convergent margin setting at 1.8 - 1. 9 Ga, the transition from passive margin to active margin characterize the Paleoproterozoic crustal evolution in northern Yeongnam Massif.
The igneous rocks in the Goseong area are composed of the volcanic rocks (andesitic lapilli tuff and rhyodacite), Bulgugsa granites (Hornblende-biotite granite and two pyroxene granite) and intrusive andesites. In the variation diagrams of the trace and rare earth element contents and elemental ratios as well as the REE patterns, the three igneous rock types show different variational trends and patterns. The geochemical features represent that the igneous rocks in the area were formed from three different magmatic pulses. Two independently carried out Rb-Sr isotope experiments for the Goseong granites show that the whole rock ages and Sr initial ratios of the granites are $66.4{\pm}6.2Ma$, $0.70517{\pm}22(2{\sigma})$ and $71.3{\pm}6.8Ma$, $0.70506{\pm}18(2{\sigma})$, respectively. These results suggest that the granites magma originated from the lower crustal materials of igneous origin intruded into the area during the late Cretaceous period. Masan hornblende-biotite granite emplaced at the vicinity of the Goseong area is very similar to the Goseong granite in its mineral compositions, major, trace and rare earth element contents and patterns. The intruding age (100 Ma) of the Masan granite is order than that of the Geseong granite, however. The similarity of the geochemical natures but the contrast of the intruding ages between the Masan and Goseong granites possibly indicate that the magma generation from the same source materials occurred at a temporal interval of ca. 30 Ma.
대전지역에 날아온 황사의 근원지를 규명하기 위해 희토류원소 지구화학적 연구방법을 적용하였다. 대전지역 황사의 채집은 2007년 3월 31일에서 4월 2일 그리고 5월 25일에서 5월 27일 사이와 같이 총 2회에 걸쳐 수집되었다. 그리고 비교를 위해 한국지질자원연구원 주변의 토양을 채취하였다. 연구결과, 대전 지역 황사먼지의 경희토류(La-Gd) 분포도는 편평한 양상을 갖고 있고 Gd을 기점으로 중희토류(Gd-Lu)는 결핍되어 있으며 Eu의 이상은 관찰되지 않는다. 토양시료의 경우 경희토류의 경우 약간 부화된 경향을 보여주고, 중희토류의 분포도가 현저하게 결핍되어 있으며, Eu의 약한 부(-)의 이상을 보여준다. 이와 같이 대전지역 토양시료와 다른 양상을 갖는 대전 지역 황사먼지의 희토류원소 분포도의 특성은 중국의 오도스 사막 남동부의 풍성퇴적물과 매우 유사하다. 초기연구결과를 토대로 볼 때, 대전지역 황사의 주 근원지는 중국의 오도스 사막 남동부일 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.
관악산 암주는 지금까지 단순히 흑운모 화강암으로만 구성된 것으로 알려져 왔으나 실제로는 석영+K-장석+사장석+흑운모$\pm$석류석의 광물군으로 보인다. 모드자료와 $An_5$ 미만의 사장석 성분을 고려하면 이 암주는 알칼리 장석화강암으로 명명된다. 서브솔버스 장석, 비교적 초기의 흑운모 정출, Q-Ab-Or 그림에서 유출된 은 관입깊이 등은 관악산 암주를 만든 마그마가 물을 함유하고 있었음을 지시하는데, 이는 아래에 설명하는 무수의 A-형 화강암과 유사한 지화학 성분을 가지는 것과는 대조된다. 관악산 암주의 주성분과 미량성분원소는 서울 화강암질 저반의 것과 뚜렷이 구분되며 이는 두 암체간의 성인적 차이를 시사한다. 관악산 암주의 주성분 및 미량원소 함량은 우리나라의 대부분 중생대 화강암과는 달리 A-형 화강암 특징을 보인다. 즉, $SiO_2$(73~78 wt%), $Na_2O+K_2O$,Ga(27~47 ppm), Nb(22~40 ppm), Y(48~95 ppm) 함량과, Fe/Mg and Ga/Al 비는 높은 반면, CaO(<0.51 wt%), Ba(9~75 ppm)과 Sr(2~23 ppm) 함량은 낮다. 그러나 전형적인 A-형 화강암과 비교했을때, Zr과 LREE는 낮은 함양을 Rb(386~796 ppm)은 높은 함량을 갖는 차이점을 보인다. 이 연구에서는 기존의 연구에서 보고되었던 LREE가 결핍되고 큰 부의 Eu이상을 가지는 회토류 원소 패턴이 근원 마그마의 특성을 가지는 것으로 재해석하였다. 즉 부분용융동안의 잔류물질로 다량의 사장석이 남아야 하는 반면, 휘석, 각섬석, 석류석은 남을 수 없다. 관악산 암주와 A-형 화강암의 지구화학적 유사성은 이 암주의 기원이 A-형 화강암의 기원과 밀접한 관련이 있음을 시사한다.
K-Ar ages of the altered rocks from the Barton Peninsula are belows; altered tuffaceous andesite from southwestern part is 42 Ma, altered rocks contacted with quartz vein from southern part are 28 and 33 Ma, and advanced argillic altered andesite from northeastern part are 33 and 35 Ma. Those K-Ar ages are 10 My younger than granitic rocks of the Barton Peninsula. Hydothermal alteration of the Barton Peninsula was originated from mixing of magmatic water from parent magma of granitic rocks with meteoric water. The Al content in the hostrock is relatively constant during hydrothermal alteration, on the contrary the Mg content is in proportion to total alkali. The variation of total alkali and Mg contents in hydrothermal alteration indicates that those elements was washed out during hydrothermal alteration. The sequences of hydrothermal alteration of the Barton Peninsula is chloritization of amphiboles, sericitization of feldspars and kaolitization of sericite.
Twenty-eight beach sand samples from the shorelines of Aegean islands adjacent to the plutonic rocks of the Atticocycladic zone were analyzed for major and rare earth element (REE) contents. Results are compared with the adjacent plutonic rocks, in order to determine relative enrichments or depletions and assess the potential for REE exploitation. Among the samples, several are significantly enriched in REE, being deposits of heavy minerals and their concentrations are controlled by the sea waves and local winds. These samples contain Th, U and REE rich minerals such as zircon, xenotime and allanite. The available geochemical characteristics were also used to confirm the parent rocks of the beach sands. The heavy fractions (total, total magnetic and total non-magnetic) of the beach sands are very well correlated with the Heavy REE (HREE) concentrations. Among the minerals of the heavy magnetic fraction, allanite seems to control the REE content in the heavy mineral-enriched samples, while from the heavy non-magnetic fraction, zircon controls mainly the HREE fraction. One site from Mykonos and 3 from Naxos could have potential for REE exploitation as they present the highest ${\Sigma}REE$ and HREE contents than other beach sand placers measured in Greece (Kavala, Sithonia, Maronia, Samothraki, NE Chalkidiki).
주요 및 미량원소들의 함량을 조절하는 반응들 동안 용존 원소들의 상대적인 유동성을 알아보기 기존에 발표된 강원도 지역 탄산수와 화강암에 대한 자료로부터 주·부·미량원소의 함량을 다시 살펴보았다. 탄산수내에 용존되어 있는 원소들의 상대적인 유동성은 Na으로 평균화한 탄산수-화강암간의 비로부터 계산하였다 계산결과는 탄산수 대수층내로 마그마에서 기원한 휘발성을 지닌 금속원소들의 가스에 의한 유입은 강원도 지역에서 무시할 만하며, 이런 유입은 상승하는 유체의 냉각에 의해 조절된다 이산화탄소가 유입된 약산성의 물에 의한 화강암의 용해반응이 금속원소들의 주요 공급원이다 유동성이 매우 낮은 원소 (Al)는 고체의 풍화산물 내에 우선적으로 잔류하는 반면, 알칼리 및 알칼리 토금속들과 OHA원소들 중 As과 U은 유동성이 있으며, 따라서 수용액계 내로 방출된다. 전이금속원소들은 중간정도의 유동특성을 보이는데, Fe와 Mn은 산화환원조건 또는 V, Zn과 Cu는 고체표면과 연관된 반응(흡착이나 침전)의해 주로 영향을 받는다.
The igneous rocks in the Goseong area, the southwestern part of the Gyeongsang basin, are composed of the volcanic rocks, Bulgugsa granites and intrusive andesites. The volcanic rocks are andesitic lapilli tuff, dacite and rhyolite. The granites are mainly of hornblende-biotite granite and intruded into the sedimentary basement and the volcanic rocks. The intrusion of andesitic dyke is thought to be the latest igneous activity in the area. In the variation diagrams of the major oxides, the three igneous rock types show different variational trends, indicating that they were from the different magmatic pulses. K-Ar radiometric ages suggest that the igneous activity in the Goseong area had occurred during late Cretaceous period. The ages of the volcanic rocks seem likely to have become younger due to the thermal effect by the granitic intrusion. The major element compositoinal variation of the granites from the Goseong area are compared with those from the Jindong, Geoje and Masan areas. By the comparison, it is easily understood that the Jindong granites are fairly different from the other three granites. On the other hand, the Goseong, Geoje and Masan granites generally show similar variational trends with each other, suggesting that they are of similar genetic origin. Combining the similarity of the geochemical features and the difference of the intruding ages between the Goseong and Masan granites, it seems like that the magma generation from the same source materials had occurred at a temporal interval.
Two piston cores (94PC-2 and 95PC-4) taken from the East Sea (Sea of Japan) are studied to evaluate the paleoceanographic changes and its interaction with climatic variation. The bulk geochemistry of the non-biogenic fractions of 54 sediment samples is determined using X-ray fluorescence. Four geochemical stratigraphic units at both core sediments are recognized based on the variations in major element concentration. These chemical stratigraphic units correspond well with the sedimentological and paleontological facies. Source materials are considered as basic and/or intermediate rocks judging from silica content. A distinctive boundary around 11 kyr may correspond to Younger Dryas event. The switch of most major elements at this level and the distinctive changes in concentration of typical terrigenous elements (TiO$_2$ and Al$_2$O$_3$) are the strong evidence for the difference in sources of terrigenous materials. The weathering indices exhibit high degree in Core 94PC-2 and low degree in Core 95PC-4. The changes in weathering degree can be distinguished by the lowest value occurred at 11 kyr in Core 94PC-2 and by a gradual decrease from top to bottom in Core 95PC-4. The profiles of potassium and sodium exhibit specific excursions between the Holocene and the late Pleistocene. This implies that sediments of the two cores originating from different sources with different weathering degrees. The distinct two-group distributions in K$_2$O/CaO vs. Na$_2$O/K$_2$O also support the difference in provenance of aluminosilicate materials at the boundary of 11 kyr. Thus, supply patterns of terrigenous materials are stable in Holocene and more complicated in the last glacial period.
경기육괴의 남서부지역인 용인-안성지역에는 선캠브리아기 초기의 기반암으로 사료되는 고변성도의 편마암과 편암 그리고 이를 관입한 중생대 쥬라기 화강암류가 광범위하게 분포하고 있다. 이 논문에서는 용인-안성지역에 분포하는 선캠브리아기의 변성암류와 이를 관입한 쥬라기 화강암의 지구화학적 특징을 토대로 서로의 상관성을 토의하고자 하였다. 연구결과에 의하면, 변성암류의 Nd모델연대( $T_{DM}$$^{Nd}$ )는 경기육괴의 가장 활발한 지각형성시기였던 약 2.6Ca~2.9Ga(Lee or of., 2003) 동안에 생성된 기원물질로부터 유래되었음을 지시 해준다. 그리고 Nd 모델 연대( $T_{DM}$$^{Nd}$ )에 의하면, 흑운모 호상편마암과 석영장석질 편마암의 Nd 모델 연대는 각각 2.59Ga~2.73Ga, 2.70Ga~2.88Ga로서 석영장석질 편마암의 기원물질이 약간 더 오래된 것으로 나타났다. 따라서 이들 변성암류는 경기육괴의 가장 활발한 지각형성시기의 기원물질로부터 유래되었음을 알 수 있다. 희토류원소의 분포에 있어서, 흑운모 호상편마암은 (La/Yb)$_{N}$ 값이 37~136으로 매우 급격한 기울기를 보여주는 반면에, 앰피볼라이트의 경우 (La/Yb)$_{N}$ 값이 4.65~6.64로 거의 편평한 분포양상을 보여준다 이는 흑운모호상편마암은 분화가 상당히 일어난 기원물질로부터 유래되었음을 지시해준다. 특히 연구지역내 흑운모 호상편마암, 석영장석질 편마암과 같은 고변성도의 변성암류에서 관찰되는 희토류원소의 분포도는 초기기원물질의 특성을 그대로 보유하고 있는 것으로 볼 수 있다 그리고 인접한 중생대 화강암의 (La/Yb)$_{N}$ 과 Nd 모델연대는 각각 32~40, 1.69Ga~2.08Ga로서 기반암인 흑운모 편마암과 석영장석질 편마암과는 지구화학적 특성이 서로 다른 젊은 기원물질로부터 유래되었음을 지시해준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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