• 한국지구과학회지
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• 제25권1호
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• pp.39-47
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• 2004

In the FMAS system the effect of iron on alumina solubility in orthopyroxene has been determined by experiments with crystalline starting mixtures of garnet and orthopyroxene of known initial compositions at 20 kb, 975$^{\circ}C$ and 25 kb, 1,200$^{\circ}C$. These data have been modeled to develop a thermodynamic method for the calculation of Al$_{2}$O$_{3}$ in orthopyroxene as a function of P, T and composition. The direct application of the alumina solubility data in the MAS system to natural assemblages could lead to significant overestimation of pressure, probably by about 5kb for the relatively common garnet-lherzolites with abot 25 mol per cent Ca + Fe$^{2+}$ in garnet and about 1 wt. per cent Al$_{2}$O$_{3}$ in orthopyroxene since the effect of Fe is similar to that of Ca and Cr$^{3+}$in reducing the alumina solubility in orthopyroxene in equilibrum with garnet relative to that in the MAS system.

• 한국지구과학회지
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• 제23권1호
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• pp.38-51
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• 2002

Mantle xenoliths in alkali basalt at Boun, the Gansung area and Baegryung Island in South Korea are spinel lherzolites composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, and spinel. Minerals show homogeneous compositions. Olivine compositions have Fo$_{89.0}$ to Fo$_{90.2}$, low CaO (0.03 to 0.12 wt%), and NiO of 0.34 to 0.40 wt%; the orthopyroxene is enstatite with En$_{89.0}$ to En$_{90.0}$ and Al$_{2}$O$_{3}$ of 4 to 5 wt%; the clinopyroxene is diopside with En$_{47.2}$ to En$_{49.1}$ and Al$_{2}$O$_{3}$ of 7.42 to 7.64 wt% from Boun and 4.70 to 4.91 wt% from Baegryung. Spinel chemistry shows a distinct negative trend, with increaeing Al corresponding with decreasing Cr, and Mg$^{#}$ (100Mg/Mg+Fe) and Cr$^{#}$ (100Cr/Cr+Al) of 75.1 to 81.9 and 8.5 to 12.6, respectively. The equilibrium temperatures of these xenoliths, taken as the average obtained from those of Mercier (1980) and Sachtleben and Seck (1981), lie between 970 and 1020$^{\circ}$C, and equilibrium pressures derived from Mercier (1980) fall within the range of 12 to 19 kbar (i.e., 42 to 63 km). These temperatures and pressures are reinforced by considerations of the Al-isopleths in the MAS system (Lane and Ganguly, 1980), as adjusted for the Fe effect on Al solubility in orthopyroxene (Lee and Ganguly, 1988). The equilibrium temperatures and pressures of xenoliths, as considered in P/T space, belong to the oceanic geotherm, based upon the various mantle geotherms presented by Mercier (1980). This geotherm is completely different from continental geotherms, e.g., from South Africa (Lesotho) and southern India. Mineral compositions of spinel-lherzolites in South Korea and eastern China are primitive; paleo-geotherms of both are quite similar, but degrees of depletion of the upper mantle could vary locally. This is demonstrated by eastern China, which has various depleted xenoliths caused by different degrees of partial melting.

• 암석학회지
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• 제20권1호
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• pp.61-75
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• 2011

제주도 신산리에 분포하는 알칼리현무암에 포획된 하즈버가이트와 레졸라이트 맨틀 포획암에는 조직적으로 뚜렷하게 구별되는 이차 사방휘석이 산출되어 다양한 정도로 교대작용을 받았음을 지시한다. 이차 사방휘석은 감람석의 가장자리나 입자경계에 형성되어 있으며, 코로나 혹은 포이킬리틱 조직을 보여준다. 이러한 조직은 감람석이 소모되면서 사방휘석이 만들어진 것을 나타내는 것으로, 실리카가 포화된 유체 또는 멜트가 관여한 교대작용이 있었음을 지시한다. 제주도의 조구조 특성, 맨틀 포획암의 조직 그리고 주원소 조성에 의하면 이 실리카가 포화된 멜트나 유체는 수렴경계에 형성되는 섭입대에서 유래된 것으로, 제주도 하부 상부맨틀 암석권은 제주도가 형성되기 이전에 맨틀웨지 환경에서 광범위한 실리카부화작용을 경험하였음을 시사한다.

• 암석학회지
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• 제25권3호
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• pp.261-281
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• 2016

제주도 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트에 대한 암석학적/지화학적 연구는 한반도 상부맨틀 암석권 진화에 대한 우리의 지식을 한층 높이고 있다. 제주도의 페리도타이트 포획암은 대부분 첨정석 레졸라이트이며, 그 외 하즈버가이트와 휘석암으로 이루어져 있다. 제주도 페리도타이트 포획암은 부분용융, 재결정변형작용, 교대작용을 경험한 후 맨틀에 남아있던 잔류맨틀물질임을 나타낸다. 이 포획암은 맨틀웨지 환경에 있었던 암석으로 분별부분용융에 의해 일차적으로 결핍과정을 겪었으며, 소규모의 전단대내 특정한 편압에서 소량의 반상쇄성-압쇄조직이 형성되는 재결정작용도 경험했다. 그 이후 페리도타이트는 섭입하는 슬랩 기원의 $SiO_2$, K, $H_2O$, LREE에 포화된 유체(혹은 용융체)에 의해 다양하게 교대/부화되었다. 슬랩 기원의 이 유체는감람석과 반응하여 사방휘석과 금운모를 이차적으로 형성하였다. 교대작용은 제4기 제주도 마그마 시스템보다 충분히 앞선 사건이었으며, 모마그마와는 성인적으로 관련이 없다. 이러한 교대작용에도 불구하고 제주도 상부맨틀 암석권은 비교적 높은 온도와 교대작용 이후에 주어진 충분한 시간에 의해 지화학적으로 완전한 평형상태에 도달하였다. 그 이후에 동해가 열리고 동아시아 암석권은 확장되어지면서 원시 제주암석권도 맨틀웨지 환경에서 판내부환경으로 변환되어진다. 제4기 판내부환경에서 제주도가 형성되면서 이때 상승하는 알칼리 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트가 지표면에 운반되어졌다. 제주 상부맨틀 암석권에서 일어난 이런 종류의 물질순환은 대륙지각하부 암석권맨틀의 진화에 상당히 중요한 역할을 했었을 것이며, 동아시아 아래 상부맨틀 암석권에 EM I, EM II와 같은 부화된 영역을 형성하는데 기여했을 수도 있다.

• 암석학회지
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• 제21권2호
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• pp.249-261
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• 2012

감람석은 맨틀 상부의 주요 광물이고, 탄성적으로 매우 비균질하다. 맨틀암석이 고압고온에서 변형될 때, 이러한 감람석이 배열되어 격자선호방향(LPO, Lattice Preferred Orientation)이 형성된다. 감람석의 격자선호방향은 압력, 응력, 그리고 감람석 내부의 물(OH)의 양에 따라 크게 영향을 받을 수 있다. 이 논문에서는 물, 응력, 그리고 압력이 어떻게 감람석의 격자선호방향(LPO)의 형성에 영향을 주는지에 대해 그동안 발표된 논문들을 리뷰했고, 자연 맨틀암석에서 발견된 감람석의 격자선호방향들을 요약했으며, 감람석의 격자선호방향과 맨틀상부에서 나타나는 지진파의 비등방성과의 연계성에 대해 토의하였다. 그리고 최근에 맨틀암석에서 발견된 사방휘석의 네 가지 격자선호방향들을 기술하였다.

• 자원환경지질
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• 제21권1호
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• pp.29-44
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• 1988

석류석과 사방휘석의 평형관계를 20-45kb, $975-1400^{\circ}C$, FMAS시스템에서 상호역반응 실험을 통해서 연구하였으며 반응 촉매제로써 사용한 PbO와 0.55 $PbF_2$의 혼합물은 매우 효과적이었다. Fe-Mg의 교환반응은 이 실험온도, 압력범위 내에서는 조성성분의 영향을 받지 않는다. 실험결과와 석류석의 혼합 모델을 사용한 석류석-사방휘석의 지질온도계는 다음과 같다. $$T^{\circ}C=(1971+11.91P(Kb)+1510(X_{Ca}+X_{Mn})^{Gt}/(lnK_D+0.96)-273$$.

• 자원환경지질
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• 제31권5호
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• pp.447-458
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• 1998

The spinel Ihelzolite of ultramafic xenoliths are found in the alkali basalt from eastern part of the Cheju island, Korea. The xenolith is are mainly composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and spinel. Based on the chemical compositions of the constituent minerals, the ultramafic xenolith belong to upper mantle peridotite. Each minerals have a protogranular texture. Olivine with kink band texture partly shows undulatory extinction. Some clinopyroxenes have spongy textured rims. Brown spinels occur in the interstices between olivine and pyroxene grains. Olivine is mostly forsterite $(Fo_{89-90})$. Orthopyroxene is enstatite $(Wo_{1.3}En_{88.4}Fs_{10.3})$ with 3.87~5.25 wt% $Al_{2}O_{3}$. Clinopyroxene is diopside $(Wo_{48.0}En_{46.2}Fs_{5.8})$ with 6.75~5.03 wt% $Al_{2}O_{3}$. Spinel has the Mg value of 75.9 and its Cr-number is 10.2. According to the PoT estimations for the mantle xenoliths, equilibrium temperatures of the xenoliths range from 1023 to $1038^{\circ}C$ and pressure is 18 kbar. Spinellhelzolite from this area, which is characterized by lower Cr-number (10.2) and homogeneous chemical compositions, supports that these ultramafic xenoliths are derived from the upper mantle.

• 암석학회지
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• 제14권1호
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• pp.45-60
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• 2005

제주도 동부의 우도 단성화산체내에 넓게 분포하는 소머리현무암의 암석기재적 특징과 주구성 광물의 화학성분을 알아보고, 주성분 원소의 함량 조성 특성을 알아보았다. 소머리현무암은 사장석, 감람석, 사방휘석, 단사휘석과 티탄철석으로 구성된다. 주성분원소의 조성으로 볼 때, TAS성분도에서 서브-알칼리계열에. Al₂O₃에 대한 알칼리지수의 판별도에서는 쏠레이아이트현무암의 영역에 도시된다. 소머리현무암은 노옴 석영(3.9% 이하)+하이퍼신+투휘석을 가지는 쏠레이아이트 조성의 영역에 도시된다.

• 암석학회지
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• 제11권3_4호
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• pp.138-156
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• 2002

소백산 육괴 중 남동부 지역의 선캠브리아 변성암류는 화강암질 편마암, 반상변정질 편마암과 석영장석질 편마암 등으로 이루어져 있으며, 하동-산청 회장암 복합체 서편에 남북방향의 대상으로 사방휘석을 함유한 차노카이트가 폭 3km, 길이 12km의 규모로 분포한다. 차노카이트는 조직에 따라 괴상 차노카이트와 엽리상 차노카이트로 분류된다. 성분상 차노카이트의 원암은 화강섬록암에서 석영 몬조나이트에 대비되고 비알카리질이며. 이들의 주원소 및 미량원소의 함량 변화양상은 전형적인 마그마 분화 경향을 보여준다. 한편, 조구조 판별도에 도시된 지구화학적 자료는 이들 차노카이트가 활동적인 조구조 환경에서 형성되었음을 보여준다. 괴상 및 엽리상 차노카이트에서 관찰되는 주구성 광물은 사장석, 사방휘석, 미사장석 석류석 석영 등이며, 석류석은 산점상으로 산출한다. 석류석은 대체로 성분 누대구조가 잘 나타나고, $X_{alm}$ / (0.74~0.83)와 $X_{py}$ (0.07~0.12), $X_{Mg}$ (0.12-0.08) 성분은 주변부로 가면서 감소하고, $X_{grs}$ /(0.03~0.15)는 중심부에서는 낮고 주변 부로 가면서 크게 증가하는 특징적인 변화를 보인다. 사방휘석-석류석-사장석-석영 공생광물군을 이용하여 계산된 차노카이트의 변성조건은 시료에 따라 2.5-7.5kb, $600-900^{\circ}C$의 큰 범위로 변화하지만, 석류석의 중심부 성분을 사용하였을 경우 약 $800^{\circ}C$의 정점온도를 보인다. 그리고 석류석의 누대구조 특성이 뚜렷한 시료 MS2-1에서는 3.5kb, $800^{\circ}C$에서 6kb, $600^{\circ}C$로 후퇴한 반시계 방향의 진화경로가 인지된다.

• 한국지구과학회지
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• 제25권4호
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• pp.251-264
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• 2004

연구지역의 차노카이트는 일반 화강암질암에 비해 암색을 띠고 사방휘석과 석류석을 함유하는 석영장석질암이다. 일부 지역에서 엽리가 발달하나 대체로 미약한 편이며 산상의 특징, 구성광물의 종류와 암석의 변형 정도 등에 의해 암상의 변화를 보인다. 주 구성광물은 석영, 사장석, K-장석, 사방휘석이며, 흑운모, 석류석, 앤쏘필라이트 등을 부분적으로 포함한다. 암석화힉적 분석 결과, $SiO_2$의 함량이 61${\sim}$65%에 해당되었으며, 주위의 규장질 화성암 조성의 편마암류들과 연속적인 변화 경향성을 보인다. 주성분 산화물들의 변화 경향을 살펴본 결과, 각섬석 편마암, 회장질암을 제외한 주위의 편마암류들과 거의 동일한 체계성을 보였다. 차노카이트의 변성조건을 고찰하기 위하여 사방휘석-석류석 지온계와 사장석-석류석 지압계를 적용해 본 결과 석류석의 중심부의 경우 $761^{\circ}C$내외의 온도와 약 7 kbar의 압력 조건, 주변부의 경우 $653^{\circ}C$내외의 온도와 약 6.4 kbar의 압력조건을 지시하였다. 이는 차노카이트가 초기의 고변성작용을 받은 후 보다 후기의 저 변성작용에 의해 재평형이 이루졌음을 암시한다.