• 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.

• 암석학회지
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• 제21권3호
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• pp.287-307
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• 2012

영남육괴 지리산지구의 남동부에 위치하는 연구지역은 선캠브리아기 지리산 변성암복합체와 하동 북부 회장암복합체 그리고 이들을 관입하는 중생대 화성암류 등으로 주로 구성되어 있고, 지체구조는 한반도의 일반적인 방향인 북동-남서 방향이 아닌 남북 방향으로 발달한다. 본 논문은 하동 북부 회장암복합체와 그 주변부의 지리산 변성암복합체에 발달하는 남북 방향의 지체구조 형성과 관련된 지질구조를 규명하기 위하여 이들 구성암류에 대한 변형단계별 구조적 특성을 연구하였다. 그 결과 연구지역의 지질구조는 적어도 세 번의 변형단계를 거쳐 형성되었음을 알게 되었다. (1) $D_1$ 변형은 $S_0$ 엽리의 상부가 남동쪽으로 이동하는 대규모 연성전단작용으로 지리산 변성암복합체와 하동 북부 회장암복합체에 $F_1$ 칼집 내지 "A"형 습곡과 $F_1$ 습곡축면에 (준)평행한 $S_{0-1}$ 복합엽리 내지 $S_1$ 엽리와 $D_1$ 연성전단대 그리고 $F_1$ 습곡축에 평행한 $L_1$ 신장선구조를 형성시켰다. (2) $D_2$ 변형은 동서 방향의 압축 지구조환경 하에서 $D_1$ 구조요소를 (재)습곡시키는 남북 방향의 $F_2$ 개방, 밀착, 등사, 층간 습곡과 $F_2$ 습곡축면에 (준)평행하게 발달하는 $D_2$ 연성전단대와 $S_{0-1-2}$ 복합엽리 내지 $S_2$ 엽리와 $D_2$ 연성전단대에 수반된 S-C-C' 구조와 $L_2$ 신장선구조를 형성시켰다. 지질도 규모의 $F_2$ 습곡의 날개부에 해당하는 하동 북부 회장암복합체와 지리산 변성암복합체의 동쪽 경계부를 따라서는 $F_2$ 수동적 습곡작용 동안에 입도 세립화와 함께 압쇄구조와 신장선구조를 형성시키는 압쇄암화과정에서 적어도 1.4 km 이상의 폭을 갖고 연장성 있는 남북 방향의 $D_2$ 연성전단대(하동전단대)가 형성되었다. (3) $D_3$ 변형은 남북 방향의 압축 지구조환경 하에서 동서 방향의 $F_3$ 킹크 내지 개방 습곡을 형성시켰고, $D_3$ 변형 이전의 남북 방향 구조요소들을 국부적으로 (동)북동 내지 (서)북서 방향으로 재배열시켰다. $D_2$ 변형 이전의 $D_1$ 광역 지체구조의 방향성은 현재와 달리 북동-남서 방향이었다. 하동 북부 회장암복합체와 그 주변부의 지리산 변성암체에 발달하는 광역적인 남북 방향의 지체구조는 북동-남서 방향의 $D_1$ 지체구조가 $F_2$ 능동 및 수동적 습곡작용에 의해 남북 방향으로 재배열되어 형성되었다. 연구지역의 세 번의 변형작용은 (북)북동 방향의 염기성 암맥군의 관입 집중기로 알려진 고생대 말 이전에 발생하였다.