• 자원환경지질
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• 제27권2호
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• pp.171-180
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• 1994

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.

• 암석학회지
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• 제4권2호
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• pp.104-123
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• 1995

간성, 보온, 백령도의 알카리 현무암에 나타나는 맨틀포획암들은 감람석-사방휘석-단사휘석-스피넬의 구성광물로 이루어진 스피넬-러어조라이트이다. 스피넬은 갈색, 타형으로 감람석, 휘석 결정사이를 채우는 간극상으로 나타나며, 감람석과 휘석들은 킹크밴딩을 나타내며 삼증점이 결정경계선에 잘나타난다. 일정한 방향의 배열성은 없으며 거정질의 프로토그래뉴라 및 등립질의 광물조직을 보인다. 감람석의 Fo성분은 89.0-90.2로 입자의 중심부와 외연부 사이에서 매우 균질하며 CaO는 매우 낮은 0.03-0.12 wt%를 보인다. 사방휘석의 En조성범위는 89.0-90.0 인 엔스타이트로 $Al_2O_3$ 함량은 4-5wt%이다. 단사휘석은 En성분이 47.2-49.1인 다옵사이드이며 $Al_2O_3$ 함량은 보은이 높은 7.42-7.64wt% 백령도가 낮은 4.70-4.91wt%로 지역적인 차이를 보인다. 스피넬의 Mg값은 75.1-81.9이며 Cr수치는 8.5-12.6의 값을 보이며 AI성분이 증가할수록 Cr성분이 감소하는 뚜렷한 음의 경향을 보인다. 포획암들의 평현온도 및 압력을 구하기 위해 휘석-지질온도계 (Wood and Banno, 1973; Wells, 1977; Mercier, 1980; Sachtleben and Seck, 1981; Bertrand and Mercier, 1985; Brey amd Kohler, 1990)와 AI 용해도를 이용한 지질압력계 (Mercier, 1980; Lane and Ganguly. 1980)를 이용하였다. Mercier(1980)와 Sachtleben and Seck(1981)의 지질온도계가 합당한 값을 보이며 이들 둘의 평균값인 평형온도는 970-$1020^{\circ}C$이며 Mercier(1980)의 AI-등성분선에 Fe의 영향틀포획암의 평형온도, 압력을 P-T space에 나타내 보면 남한의 상부맨틀 지온구배에 속하는 남아프리카(Lesotho) 및 남부 인도와는 뚜렷한 대조가 된다. 중국 동부와 남한의 스피넬-레졸라이트는 광물화학조성이 매우 유사한 초생적 특징을 가지고 있는 해양 지온구배를 나타내고 있으나, 남한에 비하여 중국은 결핍도가 심한 다양한 포획암들이 산출되는 것으로 보아 서로 다른 부분용융에 따른 상부맨틀의 결핍도는 국부적으로 다를 가능성이 있다.

• 암석학회지
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• 제23권3호
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• pp.279-292
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• 2014

한국의 현생 화강암류에서 분석된 Nd 동위원소 자료를 종합하여 고찰해보았다. Nd 동위원소의 변화는 추세적인 변화 또는 지역적인 변화로 설명될 수 있다. 세 차례로 나타나는 화성활동기 중에서 페름기-트라이아스기 그리고 쥬라기에 있었던 두 차례의 화성활동기에서는 초기에는 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 마그마가 만들어진 이후에 점차 낮은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 방향으로 변화한 것으로 볼 수 있다. 섭입작용의 시작과 더불어 초기에 생성된 마그마의 경우 섭입된 해양지각의 용융과 같은 결핍맨틀의 함량이 높은 마그마가 생성되고, 섭입작용의 진행과 더불어 마그마의 생성에 오래된 지각물질의 영향이 더욱 커져서 이러한 변화경향을 만들어낸 것이라고 해석할 수 있다. 그러나 백악기-고제3기의 화성활동기에서는 후기의 화성암체들이 오히려 더 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는, 이전의 화성활동기와는 반대되는 변화경향이 나타난다. 다른 해석으로는 페름기-트라이아스기 활동기 초기의 영덕화강암과 쥬라기 활동기 초기의 청송화강암 등 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값의 암체들이 대부분이 경상북도 북부지역에 밀집되어 있기 때문에 이러한 변화가 단순히 지역적인 차이를 반영하는 것이라는 해석도 전적으로 배제할 수는 없다. 이 외에도 백악기-고제3기 활동기에서 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 암체인 온정리 화강암 역시 영덕화강암과 인접하여 산출하며, 그 밖의 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 화성암들은 주로 경상분지내에서만 산출되는 것 역시 지역적 차이라는 가설을 지지한다고 볼 수 있다. 이 경우 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 지역은 다른 지역에 비해 상대적으로 젊은 평균지각 연령을 갖는 등 구분되는 지각진화사를 가질 것으로 판단된다. 이상에서 제기한 두 가설들 사이의 선택은 추가적인 연구를 통해 판단해야 할 것으로 생각된다.

• 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.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제31권4호
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• pp.349-360
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• 1998

The alkali granite occurred as small stock and dyke is distributed in the Kyeomyeongsan Formation in the vicinity of the Chungju city. Geochemical characteristics in major and trace element of alkali granite in the Kyeomyeongsan Formation indicate that the alkali granites are peralkaline and have similar geochemical features to the A-type alkali granite. The rock enriched in HFSE such as Zr, Nb, Y, REE etc. According to the discrimination diagram the alkali granites mostly belong to the within-plate granite field, and to the $A_1$ group of A-type granite. This suggests that they might be emplaced in a extentional rift environment. The alkali granites are characterized by remarkably high total REE content, and enriched, relatively flat to somewhat HREE-depleted patterns with large negative Eu anomaly. The Sm-Nd age of the alkali granite is $338{\pm}30Ma$ with ${\varepsilon}_{Nd(t)}$ beings -7.3 to -8.5. On the basis of the geochemical studies the source magma was derived from a enriched mantle-like source and had a few or clearly interaction with sialic continental crust. In conclusion, the alkali granitic rock of the Kyeomyeongsan Formation might be formed from the high F peralkaline magma that was emplaced in continental rift environment, and generated at the early Carboniferous.

• 자원환경지질
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• 제26권4호
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• pp.499-505
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• 1993

The Imgye hornblendites occur as intrusive sills or dykes within the mylonite zone developed along the contact boundary between Precambrian Jungbongsan granite and Cambrian Jangsan quartzite or Myobong slate formations. The hornlendites belong to the subalkaline and tholeiitic series. In tectonomagmatic discrimination diagrams such as $TiO_2-K_2O-P_2O_5$, 2Nb-Zr/4-Y and $TiO_2-10MnO-10P_2O_5$, the hornblendites are classified into continental- and island-arc tholeiites. The hornblendites show fractionated REE patterns with $(La/Yb)_{CN}$ ranging from 3.73-4.56. In incompatible element abundance variations, the hornblendites show distinctive positive and negative anomalies for Rb and Nb, respectively, and unfractionated patterns of immobile incompatible elements such as Y and Yb. The REE patterns of the hornblendites are also similar to those of typical continental back-arc tholeiites and those of the Precambrian Okbang amphibolites in the Socheon-meon, Bonghwa-gun. Accoiding to geochemical characteristics above-mentioned, the hornblendites seem to have been formed from tholeiitic magmas of depleted upper mantle source, contaminated by crustal material en route to continental back-arc basin.

• 한국지구과학회지
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• 제28권3호
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• pp.324-342
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• 2007

제주도 동부 성산 일출봉 일대 현무암류에 대한 암석기재, 암석화학적 특징 및 마그마 성인에 대하여 연구하였다. 본 지역의 지질은 층서적으로 최하부에 표선리현무암이 놓이며, 그 위에 성산리현무암이 분포하는데, 이는 라필리스톤층 및 고토양층에 의해 하부용암류와 상부용암류로 구분된다. 본 지역에서 산출되는 용암류는 반정 광물의 종류 및 조직에 따라 크게 침상장석 감람석 현무암과 비현정질 현무암으로 구분할 수 있다. 본 지역의 화산암류는 TAS분류도에서 알칼리계열 현무암과 비알칼리계열 현무암으로 분류되며, 비알칼리 계열 현무암은 쏠리아이트암으로 분류된다. 쏠리아이트 현무암은 알칼리현무암에 비하여 $SiO_2,\;FeO^T$, CaO 함량이 높고, $TiO_2,\;K_2O,\;P_2O_5$ 함량과 다른 불호정성원소 함량의 낮은 값을 가지는 특징을 보인다. MgO 함량 변화에 따른 미량 원소 변화에서 호정성 미량 원소의 변화 경향은 대체로 정(+)의 상관 관계를 나타내고, Th을 마그마 분화 척도로 사용한 불호정성 미량 원소의 변화 경향도 정(+)의 상관 관계를 나타낸다. 암석화학적 고찰 결과는 본 지역의 암석이 동질기원 마그마 물질의 부분용융의 차이에 의해 생성되었음을 지시한다.

• 암석학회지
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• 제11권1호
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• pp.17-28
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• 2002

제주도 남동부 태흥리 용암류에 대한 암석학적, 지구화학적 특징에 대해 고찰하였다. 본 역의 용암류는 알칼리 현무암과 쏠리아이트 현무암으로 구분된다. 하층부에는 4매 이상의 쏠리아이트 현무암이 나타나고, 그 위를 2매의 알칼리 현무암이 덮고 있다. 쏠리아이트 현무암은 알칼리 현무암에 비해, 동일한 MgO 조성에서 $K_2O$, $P_2O_{5}$, Ba과 Ta은 낮은 값을 가지고, $SiO_2$와 CaO는 높은 값을 가진다. 미량원소의 조성 특징을 원시맨틀 값으로 규정화한 거미 성분도에서 모든 현무암질 마그마의 Ba과 Rb은 원시맨틀에 비하여 부화되어 있고, Ni 과 Cr은 결핍되어 있다. 희토류 원소를 콘드라이트 값으로 표준화했을 때 LREE가 HREE에 비해 더 부화된 패턴을 가진다. 변화 패턴은 나란한 변화를 보이며, 알칼리 현무암이 쏠리아이트 현무암보다 더 부화된 경향을 보인다. 조구적 위치 판별도에서 본 역의 용암류는 지판 내부 현무암 영역에 도시된다. 쏠리아이트 현무암의 Zr/Nb, Y/Nb, $Al_2O_3$/$P_2O_{5}$ 비는 알칼리 현무암에 비해 크며, K/Ba비는 알칼리 현무암과 쏠리아이트 현무암간에 거의 차이가 없이 일정한 값을 나타낸다. 본 연구지역의 화산암류에 대한 일련의 지화학적 특징은 알칼리 현무암과 쏠리아이트 현무암의 모마그마가 동질의 맨틀 근원암으로부터 부분용융 정도의 차이에 의해 생성되었음을 지시하며, 쏠리아이트 현무암이 알칼리 현무암보다 더 큰 정도의 부분용융으로 형성되었음을 의미한다.

• 자원환경지질
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• 제30권6호
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• pp.603-612
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• 1997

경상누층군이라 불리는 백악기 육성퇴적암-화산쇄설물들은 백악기 말-제3기초의 화강암류에 의해 관입 되어 있다. 의성-신령지역의 화강암류는 다양한 암상과 화학조성을 갖는다 : 반려암; 46.9, 섬록암; 58.3, 흑운모 화강암; 66.3~69.3, 장석 반암; 71.0 wt.% $SiO_2$. 화산암류는 화학적으로 금성산 칼데라에서는 안산암질 성분이 결여 된 현무암-유문암의 bimodal 유형과 선암산-화산 칼데라에서는 안산암-유문암의 felsic 유형으로 나뉜다. 대부분의 화성암류는 비알칼리 계열에 속하고, 칼크-알칼리 마그마의 분화 경로를 따른다. 화강암류는 높은 Zr/Y비에 의해 화산암류와 잘 구별된다. 화산암류에서 Zr/Y와 K/Y비의 차이는 맨틀기원 및 분별작용에서 불균질로 설명될 수 있다. 콘드라이트로 균질화된 희토류 원소량은 화강암류에서 Th와 K이 결핍되어 있고, 금성산 칼데라의 유문암에서 Sr와 Ti의 결핍되어 있다. 선암산-화산 칼데라의 유문암은 Rb, La 및 Ce이 부화되어 있다. $Rb-SiO_2$와 Rb-Y+Nb의 관계도는 화강암류와 화산암류가 화산호 환경이었음을 암시한다. K-Ar 연대는 4회의 심성활동 (섬록암; 89 Ma, 화강암; 64~62 Ma, 화강암/반암류; 55~52 Ma, 반려암; 52~45 Ma)으로 나뉘고, 금성산 칼데라의 bimodal 유형 (71~66 Ma)과 선암산-화산 칼데라의 felsic 유형 (61~54 Ma)으로 특징지워지는 화산활동이 수반되었다. 지화학 및 연대측정 자료들은 화성암류가 백악기말-제3기초 동안 다양한 지질학적 에피소드의 결과로 형성되었슴을 암시한다.