• 자원환경지질
• /
• 제31권5호
• /
• pp.447-458
• /
• 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
• /
• 제13권1호
• /
• pp.33-45
• /
• 2004

• 한국광물학회:학술대회논문집
• /
• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
• /
• pp.75-75
• /
• 2001

We report Sr, Nd and Pb isotope data of clinopyroxene separates from ultramafic xenoliths and their host basaltic rocks in Jeju Island, Baekryeong Island, Boeun and Ganseong, Korea. The isotopic data of the xenoliths and host basalts are distinctly different from those of Korean basement rocks. Except for two xenoliths from Ganseong, all samples in this study have isotopic ratios within the combined range of MORB-OIB data. All basaltic rocks have Nd-Sr-Pb isotope compositions different from those of xenoliths, indicating that the host basaltic magma did not derive from the lithospheric mantle where the xenoliths originated. The range of isotopic composition of xenoliths is much greater than that observed in host basalts, which reflects small-scale heterogeneity of the lithospheric mantle. The greater isotopic heterogeneity of the lithospheric mantle probably reflects its long-term stability. The spinel peridotite xenolith data of Jeju Island, Baekryeong Island and Boeun display mixing hyperbolas between DMM and EM II end members. Since Jeju basalts have EM II-like isotopic signature, the mixing relationship shown by the isotopic data of the Jeju xenoliths can be interpreted as the result of infiltration of metasomatic fluid or melt derived from basaltic magma into DMM-like lithospheric mantle. In contrast to other xenolith sites, the Ganseong xenoliths are dominantly clinopyroxene megacryst and pyroxenite. Clinopyroxene megacrysts have different isotopic ratios from their host basalt, reflecting its exotic origin. Two Ganseong xenoliths (wherlite and clinopyroxenite) have much enriched Sr and Nd isotopic ratios and Nd model ages of 2.5-2.9 Ga, and plot in an array away from the MORB-OIB field. The mantle xenoliths from Korean Peninsula have similar $\^$87/Sr/$\^$86/Sr,$\^$143/Nd/$\^$144/Nd and $\^$207/Pb/$\^$204/Pb ratios to, but higher $\^$208/Pb/$\^$204/Pb ratios than, those from eastern China, indicating that Korean xenoliths are derived from the lithospheric mantle with higher Th/U ratio compared with Chinese ones. The isotopic data of xenolith-bearing basalts of Baekryeong Island and Ganseong, along with Ulreung and Dok Islands, show a mixing trend betlveen DMM and EM I in Sr-Nd-Pb isotopic correlation diagrams, which is also observed in tile northeastern Chinese basalts. However, the Jeju volcanic rocks show an EM II signature that is observed in southeastern Chinese basalts. The isotopic variations in volcanic rocks from the northern and southern portions of the East Asia reflect a large-scale isotopic heterogeneity in their source mantle.

• 암석학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.34-45
• /
• 2004

본 연구는 제주도에 분포하는 현무암에 포획된 맨틀포획암과 맨틀포획암에 포획된 유체포유물에 대한 암석 및 조직에 대한 기재와 하부지각물질이 초고온의 변성작용을 받아 형성된 부카이트라는 산성질포획암에 관한 예비연구이다. 제주도에 분포하는 알칼리현무암에는 초염기성포획암, 산성질포획암, 큐뮬레이트포획암이 풍부하게 포획되어 있다. 초염기성포획암은 첨정석(스피넬)-레졸라이트가 대부분이며, 첨정석-레졸라이트는 감람석, 사방휘석, 단사휘석과 첨정석로 이루어져 있다. 부카이트는 석영, 사장석과 검은 세맥으로 이루어져 있으며, 큐뮬레이트포획암은 단사휘석 혹은 단사휘석과 사장석으로 이루어진 거정의 결정들로 구성되어 있다. 이들 포획암들의 구성입자들은 조립질이며, 하부지각/상부맨틀에서의 복잡한 진화사를 보여주는 변성암의 특징을 나타낸다. 초염기성포획암에는 프로토그라뉼라, 반상쇄성, 등립질의 조직이 관찰되며, 이러한 조직의 존재는 제주도의 상부맨틀에 전단체계가 형성되어 있음을 나타낸다. 프로토그라뉼라 조직에서는 거정의 사방휘석 결정들 중간에 첨정석, 세립의 감람석이 시공간적인 연관성을 지니고 항상 같이 산출되어지는데 이는 첨정석과 감람석이 사방휘석에서 용리되어진 것으로 여겨진다. 이러한 첨정석과 감람석이 사방휘석에서 용리되어진 조직은 프로토그라뉼라조직이 형성되기 이전에 고온에서 알루미나 함량을 많이 지닌 암석이 평형상태를 유지했음을 의미하며, 원래의 암석은 알루미나가 풍부한 사방휘석을 지닌 페리도타이트인 것을 암시한다. 이러한 하부지각/상부맨틀에서 유래하는 포획암에는 세 종류의 유체포유물이 포획되어 있다. I형은 이산화탄소를 풍부하게 가지고 있는 포유물이고, II형은 다상의 규산염용융포유물로서 유리$\pm$탈유리화된 결정들$\pm$딸결정들 ＋수축기포로 구성되어 있다. III형은 황화용융포유물이다. 제주도의 맨틀포획암에는 I형이 가장 풍부하게 포획되어 있으며, 이산화탄소가 맨틀에 존재하는 가장 풍부한 휘발성성분이며, 맨틀과 같은 고온고압에서 하나의 독립된 상으로 존재한다는 것을 반영하고 있다. 또한 맨틀과 같은 환경에서 규산염멜트(melt), 황화멜트, 이산화탄소가스 사이에 서로 불용융(immscibility) 상태도 형성되고 있음을 나타내고 있다. 대부분의 다상의 규산염용융포유물 (II형)은 상당한 양의 규산질 유리를 지니고 있으며, 이는 하부지각/상부맨틀에서 SiO$_2$ 함량이 높은 규산질마그마가 형성되고 있음을 지시한다. 암석학적, 지화학적 정보와 함께 맨틀 혹은 하부지각 암석에 포획된 유체포유물과 용융포유물 데이터는 한반도의 맨틀에 대한 유체체계, 유체-마그마-광물 사이의 강호작용, 모암인 포획암에 대한 압력-온도 진화사를 파악하는데 크게 이용될 것이다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
• /
• 한국암석학회.한국광물학회 2000년도 공동학술발표회 논문집
• /
• pp.19-19
• /
• 2000

;Ultramafic xenoliths found in alkali basalts from Jeju-do, Korea are mostly spinel Iherzolites composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and spinel. A subordinate amount of spinel harzburgites and pyroxenites are also found. Temperatures for these xenoliths were estimated from the compositions of coexisting pyroxenes (Wood '||'&'||' Banno 1973; Wells 1977; Bertrand '||'&'||' Mercier 1985; Brey '||'&'||' Kohler 1990), the AI-solubility in orthopyroxene coexisting with olivine and spinel (Sachtleben '||'&'||' Seck 1981; Webb '||'&'||' Wood 1986), and from Fe/Mg partitioning between olivine and spinel (Ballhaus et al. 1991). Temperature estimates from the thermometers by Wells (1977) and Brey and Kohler (1990) are compatible. Average equilibrium temperatures by these two methods for spinel peridotites range from 890 to 1030$^{\circ}$C. Pressures for spinel peridotites were estimated from the geobarometer by Kohler and Brey (1991) derived from the equilibrium Ca content of olivine coexisting with clinopyroxene, and fall within the range of 12.9 to 26.3 kbar. The combination of the thermometer by Brey and Kohler (1990) and the geobarometer by Kohler and Brey (1991) yields P- T estimates for Jeju-do spinel peridotites that fall in experimentally determined spinel lherzolite field in CFMASCr system (O'Neill 1981). These P-T data sets have been used to construct the Quaternary Jeju-do geotherm, which is significantly different from the conventional conductive geotherm. The xenolith-derived geotherm has a higher T gradient at low P (13 kbar) than at high P, which may be due to perturbation of the conductive heat flow by magma underplating or overplating at the crust-mantle boundary. Temperature estimates and statistics on the xenoliths indicate that the crust/mantle boundary in Jeju-do lies at about 11 kbar (~39 km). Spinellherzolite is inferred as a main constituent rock of the uppermost lithospheric mantle beneath Jeju-do. Pyroxenites were intercalated in peridotites in similar depth and temperature as re-equilibrated veins or lens.

• 암석학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.199-208
• /
• 2010

한반도 중부지역의 백령도, 간성, 아산-평택, 보은 조곡리와 한반도 남부의 제주도 등지의 한반도 여러 곳에 분포하는 신생대 알칼리 현무암에 포함된 초고철질 맨틀 포획암은 대부분 스피넬 러졸라이트이며 이보다 더 깊은 곳에서 안정한 석류석 러졸라이트는 아직 보고된바 없다. 이는 한반도의 암권맨틀 두께가 석류석 러졸라이트가 안정할만한 깊이까지 도달하지는 않음을 시사한다. 한반도 지각의 일부는 시생대로부터 형성된 것으로 볼 수 있기 때문에 약 150 km 이상의 암권 두께를 갖는 것이 정상이지만 맨틀포획암들로부터 보고된 최대 포획깊이는 60-90 km에 불과하다. 정상적인 한반도 암권의 두께에 비하여 현재의 암권두께가 현저하게 얇은 것은 시생대로부터의 지각진화사를 보임에도 불구하고 평균 80 km내외의 암권 두께를 보이는 북중국 크레이톤의 경우와 매우 비슷하다. 따라서 북중국에서 주장된 것처럼 한반도 역시 지질시대를 통해 수십 km에 달하는 암권맨틀의 하부가 떨어져 나갔을 가능성이 제기된다. 암권맨틀의 상당한 손실을 야기한 주요한 지질사건은 한반도의 여러 지역의 선캠브리아 지각들이 공통적으로 나타내는 19-20억년의 고원생대 화성 및 변성작용과 최근에 활발하고 보고되고 있는 중생대초의 대륙충돌 사건을 감안 할 때 북중국 동부지역과 마찬가지로 고원생대와 중생대초의 대륙충돌일 가능성이 매우 높다.