• 한국광물학회지
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• 제28권1호
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• pp.61-69
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• 2015

현무암과 포놀라이트 조성을 가진 마그마는 분화 양상과 거시적 물성에서 많은 차이를 보이나 이에 대한 원자구조 단위의 근본적인 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 일차원과 고해상도 이차원 고상 핵자기공명 분광분석(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)을 이용하여 현무암질 마그마의 모델인 투휘석과 아노르다이트 공융점 조성을 가진 비정질 규산염과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 Al 주변 원자 구조를 관찰하였다. $^{27}Al$ MAS NMR 실험 결과 두 조성 모두 Al 피크가 지배적인 것을 보여주며 현무암 조성의 비정질 규산염의 피크 반치폭이 포놀라이트 조성보다 약 2배 더 넓은 것으로 관찰된다. 이것은 현무암질 조성에서의 Al 주변의 위상 무질서도가 포놀라이트 조성보다 높다는 것을 의미한다. $^{27}Al$ 3QMAS NMR 실험 결과 Al과 Al이 구별되어 관찰되며 현무암 조성의 비정질 규산염에서 포놀라이트 조성에는 관찰되지 않는 Al이 약 3.3% 관찰된다. 이는 현무암질 마그마가 포놀라이트 마그마에 비해 Al 주변의 배열 무질서도가 더 큰 것을 의미한다. 사중극자 상호관계를 설명하는 계수 또한 현무암 조성의 비정질 규산염이 포놀라이트 조성의 비정질 규산염에 비해 큰 값을 나타내며 이것 또한 Al 주변의 위상 무질서도가 더 큰 것을 확증해준다. 본 논문에서 규명한 현무암과 포놀라이트 조성의 비정질 규산염의 원자 구조 차이는 점성도와 같은 조성에 따른 마그마의 물성 차이에 대한 미시적 기원을 제시한다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.95-95
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• 2001

The Yeongdong basin is one of the pull-apart basins in the southwestern part of the Korean Peninsula that has developed during Cretaceous sinistal fault movement. The bimodal igneous activities (basalts and rhyolites) in the basin appear to be closely associated with the basin development. Here, we discuss the origin of the igneous rocks using chemical and radiogenic isotope data. Basaltic (48.4-52.7 wt% SiO$_2$) and rhyolitic (70.3-70.8 wt% SiO$_2$) rocks are slightly alkalic in a total alkali-silica diagram. The rhyolitic rocks with have unusually high K$_2$O contents (5.2-6.0 wt%). The basaltic rocks show an overall pattern of within-plate basalt in a MORB-normalized spider diagram, but have distinct negative anomaly of Nb, which indicates a significant amount of crustal component in the magma. The basaltic rocks plot within the calc-alkaline basalt field in the Hf/3-Th-Ta and Y/l5-La/10-Nb/8 discrimination diagrams. The eNd(T) values of the basaltic rocks (-13.6 to 14.3) are slightly higher than those of the rhyolitic rocks (-14.1 to 15.2), and the initial Sr isotopic ratios of the former (0.7085-0.7093) are much lower than those of the latter (0.7140-0.7149). However, the initial Nd and Sr isotope ratios of the igneous rocks in the Yeongdong basin are similar to those of the nearby Cretaceous igneous rocks in the Okcheon belt. The Pb isotope ratios plot within the field of Mesozoic granitoids outside of the Gyeongsang basin in Pb-Pb correlation diagrams. Since a basaltic magma requires the mantle source, the enriched isotopic signatures and negative Nb anomaly of the basaltic rocks suggest two possibilities for their origin: enriched mantle lithospheric source, or depleted mantle source with significant amount of crustal contamination. However, we prefer the first possibility since it would be difficult for a basaltic magma to maintain its bulk composition when it is significantly contaminated with granitic crustal material. The slightly more enriched isotopic signatures of rhyolitic rocks also suggest two possibilities: differentiate of the basaltlc magma with some crustal contamination, or direct partial melting of the lower crust. Much larger exposed volume of the rhyolitic rocks, compared with the basaltic rocks, indicates the latter possibility more favorable.

• 암석학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-12
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• 2000

경상분지내에 분포하는 백악기 현무암질 화산암류는 신동층군내에 하부로부터 칠곡현무암질암 및 청용사현무암질암이, 하양층군내에 학봉현무암질암류, 오십봉현무암, 세천동현무암질암류, 함안현무암질암류, 하마현무암질암류 및 채약산현무암질암류가 시·공간적으로 분산되어 퇴적암층내에 개재되는데 오십봉현무암과 채약산현무암질암류를 제외하면 층후 및 연장에 있어서 규모가 작은 것이 특징이며 칠곡현무암질암은 신라역암층내 역으로만 산출될 뿐 그 근원지는 밝혀지지 않는다. 영양소분지 지역에 분포하는 오십봉현무암과 세천동현무암질암류는 주성분 및 유동성이 적은 미량원소의 거동으로 보아 칼크알칼리계열의 특성이 잘 보존되어 있으나 칠곡현무암질암, 학봉현무암질암류, 함안현무암질암류 및 채약산현무암질암류는 주성분 화학조성상 알칼리계열암으로 분류되는 반면 미량성분 조성상 화산소환경의 칼크알카리계열의 마그마를 기원으로 하고 있다 한편 청용사현무암질암 및 하마현무암질암류는 주·미량성분상 공히 알칼리계열의 암석군으로 구분되며 판내부에서의 알카리계열의 화산 활동의 산물로서 상부대륙지각의 영향을, 특히 청용사현무암질의 경우 크게 받은 것으로 해석된다.

• 암석학회지
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• 제7권1호
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• pp.27-36
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• 1998

대구-경주지역에 분포하는 백아기 화산암류는 하부로부터 학봉현무암질암류, 채약산현무암지람류 및 유천층군의 주사산안산암질암류와 운문사유문암질암류 등으로 구성된다. 학봉현무암질암류는 신라역 암층을 덮고 있으며 이와 그 상위에 높이는 채약산현무암질암류 사아이네느 두께 앞 2400 m에 달하는 함안층, 반야월층 및 송내동층의 두터운 퇴적암층이 높여 있고 채약산현무암질암류와 주사산암산암질암류 사이에는 두께 300 m 가량의 건천리층이 개재되어 있어 이들 화산암류는 상당한 시간적, 위치적 공간을 사이에 두고 일어난 화산활동의 산물인 만큼 이들은 각기 상이한 암석학적 특성을 지니고 있음이 들어난다. 주성분 지호학적 특성에 있어서 학봉현무암질암류와 채약산현무암질암류는 알카리계열의 특성을 보이며 주사산안 산암질암류는 포함지역의 제 3기 현무암/안산암류와 흡사하게 칼크알카리게열에 속한다. 반면 Nb, Y, Zr, Ti 등 저변성작용에서도 이동성이 매우 적은 원소에 의하면 학봉현무암질암류는 알카리에서 칼크알카리계열에 속하는 모마그마형을 보이나 스필라이트질인 채약산현무암질암류는 주사산암산암질암류와 유사한 칼크알카리게열의 모마크마로 부터 유래했음을 보여준다. 이러한 모마그마와 그 산물의 상이성은 마그마의 상승과정을 통한 지각물질에 의한 혼염작용 혹은 분출한 다음에 있었던 변질작용등에 의한 것으로 해석될 수도 있을 것이다.

• 암석학회지
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• 제16권2호
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• pp.73-81
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• 2007

경상북도 포항시 장기지역의 제3기 장기분지에는 제 3기 장기층군의 상부현무암질응회암이 넓게 분포하고 있으며, 그 가운데에 연일현무암이 단속적으로 산출되고 있다. 본 연구의 목적은 이들 현무암질암의 산상과 암상의 조사를 통하여 그 형성과정을 밝히는데 있다. 야외조사 결과 본역의 현무암질암은 다음과 같이 크게 4가지 특징적인 암상으로 구분된다: (1) sideromelane shard hyaloclastite, (2) pillow breccia, (3) entablature-jointed basalt, 그리고 (4) in situ breccia. 본역에서 관찰되는 현무암질암의 여러 특징에 의하면 장기지역의 장기분지에 분포하는 상부현무암질응회암은 hyaloclastite에 해당하며. 현무암질 용암의 수저분출 후 일어난 비폭발성 급랭 파쇄작용에 의해서 형성된 것으로 추론된다.

• 자원환경지질
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• 제35권6호
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• pp.523-532
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• 2002

백령도에서 산출되는 알칼리 현무암과 현무암내의 맨틀포획암에 대하여 REE와 Nd-Sr, 영족기체의 동위원소비를 분석하여 초염기성 포획암과 알칼리 현무암질 마그마의 기원을 해석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 스피넬-러조라이트 맨틀 포획암을 다량 함유한 알칼리 현무암은 주로 현무암-뮤저라이트(mugearite)와 현무암질 안산암으로 구성되어 있다. (2)높은 HREE특징을 가지는 알칼리 현무암의 REE패턴은 OIB패턴과 유사하다. 그리고 상이한 시료들 간에 비교적 균일한 REE패턴은 알칼리 현무암질 마그마가 동일 기원물질에서 유래하였음을 시준하고 있다. (3)현무암의 Nd-Sr동위원소비는 알칼리 현무암질 마그마가 지각물질의 혼입영향이 없는 결핍맨틀 기원임을 가르키고 있다. (4)포획암중 감람석의 헬릅동위원소비($^3$He/$^4$He)는 5.0${\pm}$1.1Ra-6.7${\pm}$1.3Ra로 MORB 값(ca. 8.0Ra) 보다 낮으며 대륙지각 하부 리소스피어 맨틀의 특성을 나타내고 있다. 그러나 시료 OL-7 감람석의 높은 ($^3$He$^4$He(16.8${\pm}$3.1Ra) 값은 분출후 우주선 기원$^3$He의 혼입으로 추정된다. 감람석의 아르곤 동위원소비$^{40}$Ar$^{36}$Ar=300~500)는 MORB값(10,000~30,000)보다 훨씬 낮은 대기 아르곤의 동위원소비(295.5)에 가깝다. 이는 백령도 포획암의 감람석이 마그마 분출후 느린 탈가스 과정에 대기의 혼염이 있었음을 암시하고 있다.

• 암석학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-17
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• 2009

부산 금정산의 장군봉, 계명봉 일대에는 백악기 화산암류가 안산암질암을 하위에 두고서, 상부에 차례로 퇴적암과 유문암질암으로 구성되며, 이들은 각섬석화강암, 흑운모화강암에 의해 관입되어 있는 양상을 잘 보여 준다. 본 역의 화간암류는 다소 분산되기는 하나 medium-K에서 high-K에 이르는 칼크-알칼리 계열에 속하며, 현무암질 안산암과 안산암질암, 유문암질암으로의 분화경향을 나타낸다. 본 역의 화간암류는 $SiO_2$ 함량이 증가함에 따라 $Al_{2}O_{3}$, $Fe_{2}O_{3}$, $TiO_2$, CaO, MgO MnO, $P_{2}O_{5}$ 등의 함량이 점진적으로 감소하며, $K_{2}O$와 $Na_{2}O$의 함량은 증가한다. 거미도 패턴과 희토류원소의 패턴, 그리고 조구조 판별도에 도시해 본 결과, 본 역의 화산암류가 해양지관이 침강, 선입한 결과 형성된 대륙 연변부의 칼크-알칼리 계열의 대륙화산호에 속함을 보여 준다. 본 역에서 현무암질 안산암과 안산암질암, 유문암질암에서 Nb의 이상값, Eu의 부(-)이상 그리고 희토류원소 패턴의 유사성 등은 본 역의 유문암질 마그마가 현무암질 안산암 마그마로부터 사장석, 휘석, 각섬석, 그리고 흑운모 등의 결정분화작용에 의해 진화되었을 가능성이 크다는 것을 시사해 준다.

• 암석학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-21
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• 2011

한반도 남동부에 자리잡고 있는 제3기 분지 중에서 장기, 어일 분지에 대한 암석학적인 기재 및 지화학적 자료를 바탕으로 과거 조구조적 위치와 현무암질암을 생성한 기원마그마의 특성을 고찰하였다. 어일 현무암질 암내 사장석 반정에서는 여러 형태의 누대구조와 융식구조 및 체구조가 나타나며 반정의 성분변화에서 핵부분은 $An_{63.46-98.38}\;Ab_{1.62-32.96}\;Or_{0-3.58}$의 영역 (anorthite-labradorite)에 도시되고, 최외각은 $An_{40.89-82.44}\;Ab_{17.10-46.43}\;Or_{0-12.68}$의 영역 (bytownite-labradorite)에 해당한다. 주원소 분석결과, 이들 암석들은 현무암질 안산암 영역에 점시되며, 비알칼리암(sub-alkaline)계열에 해당한다. TAS도에 현무암과 현무암질 안산암의 영역에 점시되며, 비알칼리암(sub-alkaline)계열에 해당한다. $SiO_2$ 값이 커질수록 $Na_2O$와 $K_2O$는 증가하며 $TiO_2$, $FeO^*$, CaO, MgO, $P_2O_5$는 감소하는 경향을 보여준다. $K_2O-SiO_2$도표에서도 중-K계열의 칼크알칼리계열에 해당함을 보여준다. 미량원소 및 희토류 원소의 경향은 분화가 진행됨에 따라 Co, Ni, V, Zn, Sc 등과 같은 호정성 원소는 감소하고, Ba, Rb 등의 불호정성 원소들은 증가하는 특징을 보여준다. 0.81~1.00의 $Eu/Eu^*$값은 사장석 분별작용이 일부 암석에서는 거의 일어나지 않았거나 사장석의 분별이 약했다는 것을 시사한다. 동위원소 분석결과 $^{87}Sr/^{86}Sr$은 0.704090~0.704717, $^{143}Nd/^{144}Nd$은 0.512705~0.512822로서 Nd에 비해 Sr의 변화폭이 크지만 0.0007 내외의 변화폭을 보인다. 이러한 동위원소의 변화는 연구지역 현무암이 해양판의 섭입에 의해 결핍맨틀과 부화맨틀이 혼합되어 형성된 마그마에 기원함을 추정할 수 있게 한다. 동위원소비는 맨틀 경향에 잘 따르며 결핍맨틀(DMM)과 부화맨틀(EM)의 섞임 현상에 의한 맨틀조성을 갖는 마그마에 기원을 두고 있다.

• 자원환경지질
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• 제26권4호
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• pp.445-454
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• 1993

The Keumseongsan caldera is composed of the Cretaceous sedimentary rocks of the Gyeonesang Supergroup, volcanic rocks of the Yucheon Group and basic dykes. The Keumseongsan caldera is formed by subsidence of volcanic rocks, and arc fault developed late. Also, synistral strike-slip fault ($N60^{\circ}W$) developed. Volcanic rocks belong to subalkaline rocks and calcalkaline magma series. First tuffaceous breccia erupted before 71.4 Ma and cavity of magma chamber caused subsidence, which formed arc fault. Basaltic lava erupted at 71.4 Ma and residual fluids containing Fe, As, Pb, Zn and Cu metal elements built the Ohto deposits, which are dated to be 70.5 Ma based on K-Ar age for sericite. Tuffaceous breccia and tuff erupted between 70.5 and 67 Ma. When volcanic eruption became weakened, cavity in site of magma chamber brought subsidence. Rhyolite intruded and erupted at 67 Ma, and intrusive rhyolite intruded according to arc faults, also. Hydrothermal fluids containing Fe, As, Pb, Zn, Cu, Sb, Bi, Au and Ag formed the Tohyeon deposits. K-Ar age for sericite from the Tohyeon mine gives 66.0 Ma. Results of field exploration, geochemical analyses of volcanic rocks support mineralization possibility by volcanism. Especially, age of volcanism and mineralization are well in coincidence with results of K-Ar age dating. By these results, Ohto Cu mineralization is regarded to be associcated with basaltic rocks, while Tohyeon Cu mineralization with rhyolitic rocks.

• 암석학회지
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• 제12권1호
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• pp.32-52
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• 2003

경상분지 내 유천소분지의 동남단에 위치하는 부산 백양산 일대에 분포하는 백악기 화산암류는 안산암질암류를 하위에 두고서 그 상부에 유문암질 화성쇄설암류가 놓이며, 이들은 화강반암, 규장암, 흑운모화강암에 의해 관입되어 있는 화산-심성암체이다. 이 지역 화산암류의 SiO$_2$ 함량은 52.4∼75.4 wt.%로, 대부분 medium-K 또는 high-K의 안산암에서 유문암에 이르는 암형을 보인다. SiO$_2$ 함량이 증가함에 따라 TiO$_2$, CaO, Fe$_2$O$_3$$^{t}$ , MnO, MgO 등의 함량은 점진적으로 감소하며, $K_2$O의 함량은 증가하고, $Na_2$O는 다소 분산되나 미약하나마 증가하는 경향을 나타낸다. 미량원소와 희토류원소의 패턴, 조구조 판별도는 본 역의 화산암류가 해양판의 섭입과 관련되어 형성된 칼크-알칼리 계열의 화성암류임을 시사해 주며, 공간적으로 대륙연변부를 통과한 대륙(화산)호에 속함을 보여준다 본 역의 현무암질 안산암 마그마는 섭입과 관련하여 상부 맨틀의 맨틀 웨지로부터 생성된 현무암질 초생 마그마로부터 분별정출작용에 의해 만들어졌을 가능성이 크다. 또한 지화학적으로 현무암질 안산암과 안산암류에서 유문암질암류(화강반암)으로 갈수록 불호정 원소의 증가, 호정성 원소의 감소, 희토류 원소 패턴에서 보이는 Eu의 부(-) 이상 증가 등은 본 역의 유문암질(화강암질) 마그마가 안산암질 마그마로부터 분별정출작용에 의해 진화되었을 가능성이 크다는 것을 시사해 준다. 즉, 본 역을 이루는 암석들을 형성한 근원마그마의 기원은 동일하며. 주로 사장석, 휘석, 그리고 각섬석의 분별결정작용을 통하여 현무암질 안산암 안산암 유문암질암류(화강암질암류)로 분화되었다.