This study was carried out geochemically and mineralogically to define how Kunsan shore sediments are related to their terrestrial source rocks in the region of Keum River Basin, western Korea. As a whole the chemical composition for major elements, trace elements and rare earth elements analysis from shore sediments and river bed sediments doesn't show the big difference, and especially rare earth elements chondrite normalized patterns are almost same. Heavy minerals of shore sediments are identified as hornblende, epidote, ilmenite, garnet, hematite, magnetite, sphene and rutile. Compared with Taean Area of Seo et al. (1998) and Byeonsan Area of Kwon et al. (1999), Kunsan shore sediments of this study area were origined mostly from Keum River Basin.
확산은 지구물질은 물론 운석과 같은 우주물질의 원소 및 동위원소 연구에서 매우 유용하게 활용될 수 있다. 고온의 태양계 성운에서 일어난 확산과 상대적으로 저온의 소행성에서 일어난 열수 변질 과정에서의 확산 양상은 다르기 때문에 광물에 기록된 원소 및 동위원소 확산에 대한 모델 수립은 초기 태양계 진화를 이해하는데 있어 특히 중요하다. 광물 입자 경계를 따라 일어나는 빠른 입계 확산은 닫힌계에서 구성 광물간 원소 또는 동위원소의 교환을 수치 모델화하는데 유용하며, 본 연구에서는 유한차분법을 이용하였다. 수립된 빠른 입계 확산 수치 모델은 1) CH 콘드라이트의 아메바 형태 감람석 집합체(amoeboid olivine aggregate; AOA)내 사장석의 마그네슘-26(26Mg) 동위원소 조성 변화와 2) CO 콘드라이트의 콘드률, AOA, 기질 구성 광물간 Fe-Mg 상호 확산에 적용되었다. 빠른 입계 확산을 통해 광물 결정의 표면에서는 평형상태에 도달할 수 있다는 가정에 기반해서 평형상태 동위원소 질량 분배(equilibrium isotopic fractionation)와 평형상태 원소 분배(equilibrium partitioning)도 수치 모델에 포함하였다. 모델을 통해 닫힌계를 구성하는 구성 광물간 원소 또는 동위원소의 교환과 확산으로 실제 운석에서 관찰된 원소 및 동위원소 조성 분포를 설명할 수 있음을 보였다. 또한 암석을 구성하는 광물이 여러 종류일 경우에 폐쇄 온도는 확산이 가장 느린 광물종에 의해서만 결정되는 것이 아니라 전체 광물들의 함량비에도 크게 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었다.
1943년 11월 23일 전남 고흥군 두원면에 떨어진 두원운석의 희토류원소함량을 동위원소 희석법에 의한 열이온화 질량분석기(ID-TIMS)와 유도 플라즈마 질량분석기의 두 가지 방법론을 이용하여 분석하였다. 그 결과 La과 Ce을 제외한 다른 희토류 원소의 함량은 두 방법의 결과 약 10%내외에서 일치되는 값을 보인다. 그러나 La과 Ce의 함량은 측정방법에 따라 약 70% 이상의 차이를 보인다. 이러한 차이의 요인으로는 분석과정에 있어서 생긴 것과 시료자체가 가지고 있는 불균질성등을 고려해 볼 수가 있다. 두원운석은 희토류원소의 분포도 해석시 기준으로 많이 인용되는 Leedey 운석(미국 오클라호마 Dewey Country, 1943년 11월 25일)과 떨어진 시기에 있어서 2일의 차이밖에 나지 않으며, 암상도 매우 유사한 편이다. 그리고 Leedey 운석으로 규격화한 희토류원소의 분포도 양상에서도 거의 편평한 양상을 보여준다. 이는 두 운석이 운석학적 혹은 우주화학적으로 매우 밀접한 연관성이 있을 것임을 시사해주는 것이다.
Dok island comprises Pliocene volcanic products such as a series of volcanoclastic rocks and lavas ranging in composition from alkali basalts, and trachyandesites to trachytes. Compositional variation of the basaltic rocks can be attributed to fractional crystallization of olivine, clinopyroxene, plagioclase, and magnetite. Chemical variations among the trachyandesites are caused by fractionation of clinopyroxene, plagioclase, and magnetite with minor amphibole, while trachytes are controlled mainly by feldspar fractionation. Incompatible element abundance ratios and chondrite normalized LREE/HREE ratios (e.g., (La/Yb)c: 24.8 to 32.8 for basalts, 15.6 to 31.2 for trachyandesites) suggest that the origins of the basalts and trachyandesites involve both different degrees of partial melting and subsequent fractional crystallization processes. Trace element ratios of the basalts from Dok island are characterized by high Ba/Nb, La/Nb, Ba/Th and Th/U and isotopic ratios (Tasumoto and Nakamura, 1991) that are similar to the EM 1 type of oceanic island basalts such as Gough and Tristan da Cunha basalts.
본 연구에서는 미분화 운석 중 오디너리 콘드라이트를 주사전자 현미경으로 관찰하여 열변성, 충격 변성 정도, 지구상에서의 풍화 정도에 따라서 그 구성 성분과 조직이 어떤 변화를 보이는지 알아보았다. 이를 위해 15개의 오디너리 콘드라이트에 대해 각각 연마편 및 연마박편을 준비하였으며, 주사전자 현미경 사진을 이용하여 열변성 단계별로 콘드률과 기질의 경계를 비교하였다. 열변성이 증가할수록 콘드률과 기질의 경계는 점차 모호해 진다. 충격변성을 받았는지의 유무는 감람석을 관찰하여 비교적 쉽게 인지할 수 있다. 충격변성을 받지 않은 콘드률 내의 감람석은 완전 소광과 불규칙적인 깨짐을 보이지만 충격변성을 받은 경우 파동소광과 규칙적인 깨짐을 보인다. 지구상에서 풍화를 받은 경우 철-니켈 금속의 산화가 가장 먼저 진행된다. 풍화에 의한 철산화물은 맥상으로 나타나거나 기존의 철-니켈 금속을 치환하여 나타난다. 철산화물에 의해 풍화를 받은 콘드라이트는 전체적으로 갈색을 띄게 된다.
The granitic rocks are distributed in the northeastern Gyeongsang basin, and are subdivided into the Youngduk, Younghae, Jangsadong and Onjeong granite. Based on the chondrite normalized patterns of REE by primitive mantle, the Jangsadong granite is more negative Eu anomaly than other granites. On the patterns of trace and rare earcth elements normalized by primitive mantle, Sr, P, Nd, Sm and Ti contents of t도 Youngduk and Younghae granites are higher than those of Jangsadong and Onjeong granites. Based on K-Ar ages, the Youngduk granite is 166.5 Ma for biotite, Younghae granite is 158.7 to 178.0 Ma for hornblende, Jangsadong granite is 113.8 to 118.4 Ma for K-feldspar and hornblende, and Onjeong granite is 67.4 Ma for biotite. Thus, geochemical and geochronological results suggest two plutonic episodes :the Youngduk-Younghae granites and Jangsadong-Onjeong granites suggest two plutonic episodes : the Youngduk-Younghae granites and Jangsadong-Onjeong granites. Jurassic plutonism cooled faster than Cretacous plutonism in the study area.
Kwangju granite body located in vicinity of Kwangju city consist of three rock bodies-Kwangju rock body, Jangsung rock body and Youngkwang rock body. Petrochemistry of Kwangju granite is as follows: Kwangju granite body is igneous complex which compose of a series of differential products of a magma. Kwangju granites are divided into four rock facies based on the geologic age, mineralogical and chemical constituents and texture: Triassic hornblende-biotite granodiorite and biotite granite, and Jurassic porphyritic granite and two mica granite. Harker and other variation diagrams of Kwangju granites plot on trend of calc-alkali rock series and range of peraluminous granite. Parental magma type of Kwangju granites correspond to I-type, Syn-Collision type in compressive stress field by collision movement between both rock block. In chondrite normalized REE patterns of Kwangju grnites, LREE enriched than HREE in REE amount and have more steep negative slope with slightly (-) Eu anormaly.
신장 위구르 자치구 바이청현 보즈구얼 지역의 A형 화강암체는 타림지대의 북쪽 끝과 동서쪽 방향의 알칼리 관입암대에 접하여 위치해 있다. 이 화강암체는 추휘석(aegrine)이나 아페소나이트(arfvedsonite)-석영-알칼리장석 섬장암, 또는 아페소나이트-알칼리장석 화강암, 흑운모-알칼리장석 섬장암으로 구성되며, 주요광물로는 알바이트(albite), K-장석, 석영, 아페소나이트(arfvedsonite), 추휘석, 시데로필라이트(siderophyllite) 등이 있으며 부성분 광물로는 지르콘(zircon), 파이로클로르(pyrochlore), 토라이트(thorite), 형석, 모나자이트(monazite), 바스네사이트(bastnaesite), 제노타임(xenotime), 아스트로필라이트(astrophyllite) 등이 있다. 이 알칼리 화강암체는 67.32%의 평균값을 갖는 $SiO_2$를 포함하고 평균 11.14%의 높은 $Na_2O+K_2O$(9.85~11.87%) 조성을 보이며 이 중 $K_2O$는 평균 4.73%의 조성을 보인다. $K_2O/Na_2O$의 비는 0.31~0.96 사이이며 $Al_2O_3$는12.58%부터 15.44%사이로 포함되고 총 $FeO^T$함량은 2.35~5.65%이내이다. CaO, MgO, MnO, $TiO_2$의 함량은 낮은 것으로 관찰된다. 희토류원소의 총량은 평균 $77{\times}10^{-6}$으로 비교적 높게 나타나고 경희토원소는 농축되어 있지만 중희토원소는 Eu원소의 부(-)의 이상과 함께 상대적으로 결핍되는 특징을 가진다. 또한 알칼리 화강암체의 chondrite-normalized 희토류원소의 패턴은 오른쪽으로 기울어진 갈매기형태를 보인다. Zr는 평균 $594{\times}10^{-6}$의 함량을 보이며 Zr+Nb+Ce+Y는 평균 $1362{\times}10^{-6}$의 함량을 나타낸다. 또한 이 알칼리 화강암체는 높은 HFSE(Ga, Nb, Ta, Zr, Hf)함량과 낮은 LILE(Ba, K, Sr)함량을 보인다. Nb/Ta의 비는 평균 16.5이며 Zr/Hf의 비는 평균 36.80이다. 지르콘은 경희토원소에서 결핍되고 중희토원소에서 농축되어있다. 지르콘의 chondrite-normalized 희토류원소는 Eu원소의 강한 부(-)의 이상과 함께 왼쪽으로 기울어진 갈매기형태를 보인다. 보즈구얼지역의 A타입 화강암체는 A1타입의 화강암과 유사한 특징을 나타낸다. 화강암질 마그마의 평균온도는 $832{\sim}839^{\circ}C$이며 보즈구얼 지역의 A타입 화강암체는 지각과 맨틀의 혼합양상을 보이며 고온, 무수, 낮은 산소의 퓨개시티(fugacity) 환경을 가진 판 내부의 비조산대에서 생성되었을 가능성이 있다.
충남 예산군 및 청양군 일대에 분포하는 시대미상의 초염기성암의 기원을 규명하기 위하여 주성분, 미량성분 및 희토류원소(REE)의 전암분석의 결과를 이용하여 연구하였다. 전암분석결과에 의하면 주성분원소 중 $K_{2}O$와 $Na_{2}O$를 제외한 대부분의 원소들은 후기변질작용에 관계없이 일정한 상관관계를 보여주며, primitive 맨틀의 화학조성과 비교할 때 매우 낮은 $Al_{2}O_{3}$ (<1.5%), CaO (<1%), $TiO_{2}$의 값을 나타내며, 비슷한 Ni의 함량을 가진다. 이점으로 미루어 본역의 암석은 상당한 양의 부분용융 (large degree of partial melting)을 받은 맨틀의 잔여물(residues)로 사료된다. REE의 chondrite normalize value는 (La/Yb)c= 1.1-5.2, (Sm/Eu)c=0.6-1.5 및 (Sm/Yb)c= 1.2-1.6 (dunites=0.53-0.77)의 값을 나타낸다. 대부분의 초염기성암이 LREE가 빈화(depleted)된 $(LREE/HREE)_{c}$ < 1) 특징을 보이는데 반해 이 지역의 초염기성암들은 LREE가 약간 부화(enriched)된 ($(LREE/HREE)_{c}$ <1) REE pattern을 나타낸다. 또한, La-Sm-Yb의 ternary diagram을 살펴보면 이들은 chondrite 의 값과 유사한 primitive한 맨틀의 부분용융 후의 잔여물보다 상당히 La가 부화된 양상을 보이며, alkali basalt의 source가 되는 부화된 맨틀의 부분용융 후의 잔여물과 비슷한 화학조성을 나타내고 있다. 이와같은 현상은 사문암화와 같은 후기변질작용 (late stage alteration), pre-melting composition 이 LREE가 부화된 경우, 혹은 빈화된 mantle의 잔여물과 LREE가 부화되어 있는 어떤 component의 mixing에 의한 부화의 가능성 등을 생각해 보았다. 그 결과, 1) 본역의 암석들은 가장 덜 변질받은 암석들만 분석하였고, MgO와 FeO를 다른 oxides로 나눈값을 도시해본 결과 대부분의 oxide들이 매우 좋은 trend를 보여주므로 후기 변질작용에 의한 LREE의 부화가능성은 희박하다고 생각되며, 2) 본역의 암석을 alkali basalt의 source와 같은 LREE가 부화된 deep mantle source에서 부분용융 후의 잔여맨틀로 생각하기에는 이들이 지표 위로 나타날 수 있는 emplacement mechamism을 설명하기가 불가능하다. 따라서 이러한 점으로 마루어볼 때, 이 지역의 초염기성암의 LREE 부화는 두 가지 component의 mixing에 의한 가능성이 가장 높은것으로 사료된다. 상당한량의 부분용융을 받은, 즉 빈화된 맨틀과 LREE가 부화된 component의 mixing에 의하여 이와같이 LREE가 부화된 특성을 보여주고 있다고 사료된다. Component의 성분으로서는 고압에서 LREE를 많이 함유하는 $H_{2}O$나 $CO_{2}$-rich fluid, 혹은 부화된 맨틀의 low degree of partial melting에 의하여 LREE가 부화된 partial melt일 가능성이 높으며 이들이 올라오면서 빈화된 잔여맨틀과 mixing되면서 본역의 암석과 같이 LREE를 부화시켰다고 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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