• 제목/요약/키워드: Incompatible Element Contents

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금산 지역 들깨와 참깨의 비호정성 원소 함량 비교 (Comparisons of Incompatible Element Contents between the Perilla frutescens var. japonica and Sesamum indicum in Keumsan Area)

  • 송석환;김일출
    • 한국작물학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.61-79
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    • 2009
  • 3 토양별 조성 비교에서 식물체 종류에 관계없이 천매암 및 화강암 지역이 높은 원소가, 셰일 지역은 낮은 원소가 많았다. 각 식물체별 토양 함량 비교는 대부분 원소가 들깨 지역에서 높았다. 상관관계에서 정의 관계가 들깨 재배지는 화강암 지역이, 참깨 재배지는 셰일 지역이 우세하였다. 토양별 절대 함량 관계와 토양 내 원소 함량 사이의 상관 관계는 토양내 특정 원소를 함유하는 광물의 함유 비율 탓으로 해석된다. 식물체에 대한 3 토양별 비교에서 들깨와 참깨 모두, 셰일 지역이 높았고, 화강암 지역이 낮았다. 들깨와 참깨에 대한 토양별 비교에서, 참깨가 들깨보다 높은 원소가 많았고, 특히 참깨 재배지의 화강암 지역이 높은 원소가 많았다. 토양 차이를 무시한 각 식물체 내, 상, 하부의 절대 함량 비교에서 지역 및 식물의 종에 관계없이 대부분 비호정 원소가 하부에서 높음을, 공히 Rb, Sr은 상부가 높음을 암시한다. 상, 하부 각각의 절대 함량에 대한 종간의 비교 시 상, 하부 공히 Y, Zr, Rb는 들깨가, Ta, Nb, Th, U 에서는 참깨가 높음을 암시한다. 연구 지역 식물체들의 종간, 부분별 원소 흡수 정도는 식물체들의 선택적 흡수 정도의 차이, 뿌리 주변의 물리, 화학적 변화, 식물체내 부분별 축척되는 비율의 차이 등으로 설명이 될 수 있을 듯하다. 상관관계에서 들깨 및 참깨 모두 천매암 지역이 정의 관계가 우세하였다. 이는 토양 내 이 들 성분을 구성하거나, 교대하는 광물과, 이들의 2차 광물인 점토광물의 함량 변화에 따른 영향으로 설명 될 수 있다. 이외에도 식물체들의 선택적 흡수 정도 차이, 뿌리 주변의 물리, 화학적 변화, 식물체 부분별 축척되는 비율의 차이 등으로 설명 될 수 있다. 각 지역별 전체 평균값에서 토양과 식물의 상, 하부 평균 함량의 비(토양/식물체)는 식물의 종 및 토양의 차이에 관계없이 모든 HFS와 LFS 중 Cs는 수 배에서 수 백 배 차이로 토양이, LFS 중 Sr은 수 배 차이로 식물체가 높음을 암시한다. 3 종류의 토양과 각각 식물체의 상, 하부 평균값의 함량 비교에서, 들깨는 천매암 지역의 Y, Zr, Hf, Ta, Nb, Rb, Sr, 셰일 지역의 Th, U, Ba, Cs, 참깨는 천매암 지역의 Y, Zr, Hf, Rb, Sr, Ba, Cs, 셰일 지역의 Ta, Nb, Th, U가 토양 조성에 가까웠다. 토양과 식물체의 상, 하부 함량 비의 비교 시, 들깨 및 참깨 공히, 3 비교 토양의 상, 하부 모두에서, 화강암 지역이 제일 커서, 화강암 지역의 토양과 식물체의 함량 차이가 제일 큼을 암시한다. 3 토양과 식물체의 부분별 함량 비교에서, 참깨, 들깨 공히 하부는 천매암 지역에서, 토양의 조성에 가까움을 암시한다.

금산지역 토양별 인삼내 비호정성 원소 특성 (Incompatible Element Characteristics of Ginsengs Growing by Different Soils of the Keumsan)

  • 송석환;민일식
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제28권1호
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    • pp.52-59
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    • 2004
  • 충남 금산군 지역에 분포하는 세 토양인 화강암, 천매암, 셰일 지역을 선정하여 토양 시료와 함께 1년, 2년, 3년생의 인삼 시료를 채취하여 비호정 원소를 분석하였다. 토양의 경우 화강암 지역이 대부분 원소에서 높았으며 원소 쌍들과의 관계에서 셰일이 가장 높은 상관관계를 보였다. 동일 토양내 인삼 연령별 비교에서 원소 대부분이 화강암 및 천매암 지역은 2년생이,셰일 지역은 3년생이 높게 나타났다. 원소쌍에서 전 지역이 정의 상관관계가 우세하였고 2년생에 비해 3년생에서 우세하였는데 이는 지역에 관계없이 인삼의 연령이 증가함에 일정량의 원소를 흡수하기 때문으로 생각된다. 동일 연생 인삼의 지역적 비교에서 화강암 지역은 2년생의 경우 Rb, Cs, Ga가 낮았고, 3년생은 대부분 원소가 낮았으며, 셰일 지역은 대부분 원소에서 높은 함량을 보였는데 이는 토양 내의 광물 특성으로 해석된다. 인삼의 부위별 비교에서 원소 대부분이 지상부가 높은 함량을 보였고 2년생에 비해 3년생이 높은 상관관계를 보였는데 이는 연령이 증가함에 따라 이들 원소들의 상부 및 뿌리 내 흡수정도가 거의 같아지기 때문이라고 생각된다. 토양과 인삼 평균치와의 비교에서 Ba, Sr 외 원소가 토양에서 높았다.

금산 지역 인삼의 비호정성 원소 함량 특성 (Characteristics of the Incompatible Element Contents of the Ginsengs from Keumsan)

  • 송석환;유선균;민일식
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제30권3호
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    • pp.137-152
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    • 2006
  • 풍화토양의 경우 화강암 지역이 타 지역에 비해 높았고, 상관계수에서 지역에 관계없이 정의 관계가 우세하였으며, 전 지역 공히 Y-Nb, Nb-Ta 쌍에서 부의 상관관계를 보였다. 밭 토양의 경우 화강암 지역이 높았고, 셰일 지역이 낮은 값을 보였다. 상관관계에서 화강암 지역은 많은 원소에서 정, 부의 상관관계를 보였고, 지역에 관계없이 3 년생 지역에서 높은 유의성의 상관관계를 보였다. 모암의 경우 화강암 지역이 높았고, 셰일 지역이 낮았다. 전 지역에서 Zr-Hf, Ta, Nb-Ta, Hf-Ta 쌍이 정의 상관관계를 보였다. 인삼의 함량은 연생에 따른 차이가 두드러졌다. 3 지역 공 히 상관계수에서 셰일 지역은 Y-Nb 쌍이, 천매암 지역은 Rb-Y 쌍이, 화강암 지역은 Rb-Sr 쌍이 정의 관계를 보였다. 각 지역 동일 연생별 성분 비교에서 화강암 지역이 셰일 및 천매암에 비해 높았고, 천매암 및 셰일 지역의 비교에서 2 년생은 셰일이, 4 년생은 천매암 지역이 높았다. 대부분 원소에서 풍화토와 밭 토양의 비(풍화토/밭 토양)는 셰일 및 천매암 지역에서, 토양/암석의 비(풍화토/모암)는 지역에 관계없이 풍화토가 높았다. 토양과 인삼의 비(밭 토양/인삼 함량)에서 일부 원소를 제 외하고 셰일 및 천매암 지역은 수 백 배 차이가 났고, 화강암 지역은 거의 대부분 원소에서 수 십 배 차이를 보였다. 즉 함량의 비가 수 십 배에서 수 백 배 차이로 토양이 인삼 보다 월등히 높았음을 보여주고 있다. 전체 평균에 대한 비율을 살펴보면 셰일 지역은 Rb, Ba, Sr이 수 십 배, Y, Nb가 수 백 배의 차이로, 천매암 지역의 경우 Nb가 수 천 배, Y가 수 백 배, Rb, Ba가 수 십 배 차이로, 화강암 지역의 경우 Rb, Ba, Y가 수 십 배, Sr은 수 배 차이로 토양이 인삼보다 높았다. 이 결과는 화강암 지 역 인삼의 원소 함량이 천매암 및 셰일 지역에 비해 토양에 가까웠음을 암시한다. 동일 연생 별 비교에서 높은 비율이 2 년생의 경우 LFS 는 화강암 지역이, HFS 는 천매암 지역에서, 3 년생의 경우 LFS는 천매암 지역이, HFS 는 화강암 지역과 셰일 지역이, 4 년생의 경우 LFS 는 셰일 지역이, HFS 는 화강암 지역에서 나타났다.

충남 서부 신곡 지역에 분포하는 초염기성암의 광물조성 및 지구화학 (Mineralogy and Geochemistry of Ultramafic Rocks from the Singok Area, Western Part of Chungnam)

  • 송석환;송윤섭
    • 자원환경지질
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    • 제34권4호
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    • pp.395-415
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    • 2001
  • 충남 서부 신곡 및 계월 두 초염기성 암체가 선캠브리아기 경기 편마암 복합체내에서 격리된 안구상 암체로서 산출되고 있다. 이 암체들은 이 지역의 우세한 구조선 반향인 NINE 방향과 평행하게 수백 m 신장되어 분포한다. 이 암석들은 완전히 또는 부분적으로 사문암화 및 활석화 되었고 잔쇄 반상조직이 두드러지며 등립질-모자이크조직 및 원생입상조직을 보이기도 한다. 광물 조성상 듀나이트 또는 하즈버자이트로 변질 및 변성정도에 따른 차이를 보이기도 하지만 높은 포스테라이트 조성의 감람석($Fo_{0.88-0.93}$), 엔스테타이트 조성의 사방휘석($En_{0.93-0.97}$), 트래모라이트질에서 체마카이트질의 각섬석 및 투각섬석을 주로 포함하고 첨정석, 사문석, 녹리석, 방해석, 자철석, 금운모, 활석등을 포함하기도 한다. 이런 특징들은 주변의 각섬석, 흑운모, 사장석, 알칼리 장석, 석영을 포함하는 편마암 복합체와 뚜렸이 구분이 된다. 지화학적으로 이 암석들은 높은 마그네슘비(Mg>90.38) 및 전이 원소(Ni=595-2480, Cr=1010-4400, Co=36-120 ppm) 함량과 낮은 알칼리 원소($Na_{2}O$<0.3, $K_{2}O$<0.11, $Al_{2}O_3$<2.95 wt%) 함량 및 결핍된 비호정성 원소들의 빈도가 특징적이다. 이런 특징들은 주변암이 보이는 것들(Mg<83.69, $Na_{2}O$ = 1.02-3.42 wt%, $K_{2}O$=0.67-5.65 wt%, $Al_{2}O_3$ = 9.15-16.86 wt%, Ni< 435 ppm, Cr < 1440 ppm, Co < 59 ppm, 부화된 비호정 성원소함량)과 차이를 보인다. 이 암체들의 암석학적, 지화학적, 광물학적 결과들은 충남 인접지역 및 전세계의 지구조적으로 노출된 알파인형의 초염기성암과 유사하다. 계산된 지질온도는 이 암석이 상부녹색편암상에서 백립암상에 해당되는 온도범위에서 변성작용을 받았음을 암시한다.

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고남산(古南山) 함(含)티탄자철광상(磁鐵鑛床)의 모암(母岩)인 알카리반려암질암의 암석화학적(岩石化學的) 연구(硏究) (Petrochemical Study on the Alkaline Gabbroic Host Rocks of Titaniferous Magnetite Deposits in Gonamsan, Yeoncheon-Gun, South Korea)

  • 장호완;염병우;박노영
    • 자원환경지질
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    • 제20권2호
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    • pp.85-95
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    • 1987
  • The host rocks of titaniferous magnetite deposits in Gonamsan are alkaline gabbros, which are typical of undersaturated alkaline rocks in terms of the lack of normative quartz. According to field occurrences and petrographic features, these alkaline gabbros are divided into 3 rock types: coarse-grained and pegmatitic rock, medium-grained rock with equigranular texture, and layered cumulate rock. All these rocks mainly contain clinopyroxene(salite), plagioclase(An 43-66), pargasite, and ilmenite. The accessory minerals are apatite, sphene, quartz, and sometimes titaniferous magnetite. Pargasite, sphene, and quartz are considered to be secondary minerals formed by the reaction among clinopyroxene, plagioclase and Fe-Ti oxide at deuteric stage. Fe-Ti oxides generally occur as ilmenite in the alkaline rocks, and titaniferous magnetite in the ore deposits. Layered cumulate rocks are characterized by a recurrence of discontinuous thin mesolayer of clinopyroxene-pargasite within leucolayer mainly composed of plagioclase. Clinopyroxene is cumulus mineral whereas plagioclase, ilmenite and apatite occur as intercumulus minerals. According to the variation diagrams of oxide and trace element contents against the differentiation index, incompatible elements, such as Na, Ba and Sr, show positive correlations whereas compatible elements, such as Mg and Cr, show negative correlations. However some compatible elements, such as Co, Ni and V show irregular variations, reflecting relative cumulate status of cumulus and intercumulus minerals. On the de la Roche multicationic diagram, these alkaline gabbros are distributed along the differentiation curve of undersaturated alkaline series from alkaline basaltic composition through basanitic composition to tephritic composition. Layered cumulate rocks, which are distributed between basanitic composition and tephritic composition, reflect their cumulate character, slightly scattering away from the curve. The medium-grained rock shows higher contents in Ba, Sr and light rare earch elements than the coarse-grained and pegmatitic rock. The former shows two times higher contents of total rare earth elements than the latter, $while(La/Lu)_{cn}$ ratios maintain fairly constant values of 5.08~5.06 in these two rocks. This means that coarse-grained and pegmatitic rock, as compared with the medium-grained rock, was formed by the earlier differentiated magma but rare-earth element distribution pattern remained almost parallel during differentiation. From the data the above mentioned, these alkaline gabbros are considered to be comagmatic and to be formed by intrusions of differentiated magmas in its reservoir.

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킬라우에아 현무암의 미량원소에 대한 지구화학적 연구 (Geochemical Studies of the Trace Element of the Basalt in the Kilauea, Hawaii)

  • 박병준;장윤득;권석범;김정진
    • 자원환경지질
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    • 제40권5호
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    • pp.675-689
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    • 2007
  • 킬라우에아 화산 정상 분화구는 16세기 이래로 계속적이고도 간헐적인 분출활동을 통하여 형성되어진 화산으로서 1790년부터 1982년 9월까지 분출된 현무암의 체계적인 연도별 시료채취를 바탕으로 미량원소와 희토류원소의 특징을 고찰하였다. 주요 정출광물로는 감람석, 단사휘석, 사장석이 있으며 소량의 불투명광물인 크롬스피넬, 티탄철석이 관찰된다. Zr, V, Y, Ti 등과 같은 미량원소들은 MgO로 나타나는 감람석에 대해서 불호정성을 나타내며 Ni, Cr, Co 는 감람석에 대해서 매우 강한 호정성을 나타낸다. Ba, Rb, Th, Sr, Nd 원소들은 불호정성을 나타내어 $K_2O$와 정(+)의 관계를 뚜렷이 나타낸다. 희토류원소를 콘드라이트에 표준화시킨 REE도표에서 LREE가 HREE보다 더 부화된 패턴을 보이는 전형적인 화산호현무암(OIB)을 지시한다. Si에서 약간의 변곡 현상으로부터 소량의 사장석 분별결정작용에 Sr이 관여한 것을 확인할 수 있었다. Y/Ho, Zr/Hf 비로부터 마그마로 유입되는 외부적인 유체(해수 혹은 지하수)의 영향을 고려해 보았을 때 유체의 영향은 거의 나타나지 않았으며 Zr/Hf에서 푸오오(PuuOo)분출암과 킬라우에아(Kilauea)정상 분화구 분출 현무암과의 뚜렷한 차이를 발견하였다. 분출 시대별 미량원소의 함량변화를 관찰하였으며 특히 1921년에서 1954년 사이 동안에 마그마 성분의 급작스런 변화에 의해 그 이전의 대체로 증가하던 미량원소의 함량이 감소하는 경향으로 바뀌게 되었다. 이러한 경향은 킬라우에아 정상 분화구의 분출이 끝나고 계속된 푸오오 분출 현무암의 미량원소의 거동 또한 감소하는 경향을 따르고 있다. 1924년 할레마우마우 분화구가 함락 붕괴되어 지각성분의 마그마 저장소로의 유입과 마그마 저장소 아래에서 공급되는 모마그마의 성분변화에 의해서 미량원소 함량이 급격하게 변한 것으로 해석된다.

Petrogenesis of Mesozoic granites at Garorim Bay, South Korea: evidence for an exotic block within the southwestern Gyeonggi massif?

  • Kim, Ji In;Choi, Sung Hi;Yi, Keewook
    • Geosciences Journal
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    • 제23권1호
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    • pp.1-20
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    • 2019
  • We present data from the Mesozoic Keumkang, Palbong, and Baekhwa granites in Garorim Bay, in the southwestern part of the Gyeonggi massif, South Korea. Using major and trace element concentrations, Sr-Nd-Pb isotopic compositions, and sensitive high-resolution ion microprobe (SHRIMP) zircon U-Pb ages, we aim to constrain the petrogenesis of the granites and explain their origin within a broader regional geological context. SHRIMP U-Pb zircon ages of $232.8{\pm}3.2$, $175.9{\pm}1.2$, and $176.8{\pm}9.8$ Ma were obtained from the Keumkang, Palbong and Baekhwa granites, respectively. The Late Triassic Keumkang granites belong to the shoshonite series and show an overall enrichment in large ion lithophile elements (LILE), a depletion in high field strength elements (HFSE) relative to primitive mantle, compared with neighboring elements in the primitive mantle-normalized incompatible trace element diagram with notable high Ba and Sr contents, and negligible Eu anomalies. The Keumkang granites are typified by highly radiogenic Sr and unradiogenic Nd and Pb isotopic compositions: $(^{87}Sr/^{86}Sr)_i=0.70931-0.70959$, $(^{143}Nd/^{144}Nd)_i=0.511472-0.511484$ [$({\varepsilon}_{Nd})_i=-17.0$ to -16.7], and $(^{206}Pb/^{204}Pb)=17.26-17.27$. The Middle Jurassic Palbong and Baekhwa granites belong to the medium- to high-K calc-alkaline series, and show LILE enrichment and HFSE depletion similar to the Keumkang granites, but exhibit significant negative anomalies in Ba, Sr, and Eu. Furthermore, they have elevated Y and Yb contents at any given $SiO_2$ content compared with other Jurassic granitoids from the Gyeonggi massif. The Palbong and Baekhwa granites have slightly less radiogenic Sr and more radiogenic Nd and Pb isotopic compositions [$(^{87}Sr/^{86}Sr)_i=0.70396-0.70908$, $(^{143}Nd/^{144}Nd)_i=0.511622-0.511660$, $({\varepsilon}_{Nd})_i=-15.4$ to -14.7, $(^{206}Pb/^{204}Pb)=17.56-17.76$] relative to the Keumkang granites. The Keumkang granites are considered to have formed in a post-collisional environment following the Permo-Triassic Songrim orogeny that records continent-continent collision between the North and South China blocks, and may have formed by fractional crystallization of metasomatized lithospheric mantle-derived mafic melts. The Palbong and Baekhwa granites may have been produced from a gabbroic assemblage at pressures of less than ~15 kbar, associated with subduction of the paleo-Pacific (Izanagi) plate at the Eurasian continental margin. Elevated ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ values in the granitoids from the southwestern part of the Gyeonggi massif relative to those of the central and northern parts, together with the comparatively shallow depth of origin, imply the presence of an exotic block in the Korean lithosphere.

Geochemistry of cordierite-bearing motasedimentary rocks, northern Yeongnam Massif: implications for provenance and tectonic setting

  • Kim, Jeongmin;Moonsup Cho
    • 한국광물학회:학술대회논문집
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    • 한국광물학회.한국암석학회 2003년도 공동학술발표회 논문집
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    • pp.54-54
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    • 2003
  • 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.

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