보은 지역의 온천 변성염기성암에 대한 암석.지구화학적 연구

Abstract

We present petrography, mineral chemistry of amphibole and plagioclase, and major and trace element chemistry for the Ogcheon metabasites occurring in the Poun and Mungyong areas to understand metamorphism, and to define chemical characteristics of parental rocks and their implication for tectonic environment. The Ogcheon metabasites often preserve relict igneous textures, although no primary phases are observed. They are mainly composed of amphibole (actinolite+hornblende)+plagioclase+epidote+chlorite+sphene+opaque oxides, indicating epidote amphibolite facies metamorphism. Coarse-grained amphiboles frequently have actinolitic composition in the core, and hornblende along the margin and cleavage, which can be interpreted either as miscibility gap or as result of polymetamorphism. Although presumed polymetamorphic events in the Ogcheon supergroup favor the latter possibility, further metamorphic studies are necessary to solve the problem. Amphibole and plagioclase chemistries suggest greenschist (epidote-amphibolite, if miscibility gap is present) to amphibolite facies metamorphism of possibly medium pressure. The major and trace element data of whole rocks indicate that the Ogcheon metabasites are transitional to tholeiitic basalts belonging to within-plate environment. Absence of evidences indicating deep sea environment suggests that the Ogcheon metabasites emplaced in an intra-cratonic, possibly rift environment which failed to proceed to an oceanic rift. Chemical variation of the metabasites toward a granitic pluton indicates K loss closer to the pluton, suggesting that caution should be taken when K is involved in a discussion.

옥천 변성염기성암의 변성작용, 원암의 화학적 특징과 생성 당시의 지구조 환경을 유추하기 위하여, 보은과 문경지역에 분포하는 암석을 대상으로 암석기재, 각섬석과 사장석의 광물성분 그리고 전암의 주성분 및 미량성분 원소의 특징에 대한 연구를 수행하였다. 조사지역 변성염기성암내에는, 비록 원래의 광물은 나타나지 않지만, 화성암의 잔류조직이 비교적 흔히 관찰된다. 이들 암석이 나타내는 광물조합은 주로 각섬석 (양기석+보통각섬석)+사장석+녹렴석+녹니석+스핀+불투명 산화광물 등으로 녹렴석-각섬암상이 변성조건을 지시한다. 한편, 각섬석과 사장석의 화학성분은 중압 변성상계의 녹색편암상 (혼합성 결핍이 존재할 경우 녹렴석-각섬암상) 내지 각섬암상에 해당됨을 시사한다. 조립의 각섬석들은 흔히 내부에 양기석의 조성을 갖고 결정의 외부와 벽개를 따라 보통 각섬석의 성분을 가진다. 이는 혼합성 결핍 혹은 복합변성작용에 의한 것으로 해석될 수 있는데, 각섬석의 조직, 성분 및 옥천대에서 추정되는 두 번 이상의 변성작용 (광역 및 접촉)은 후자일 가능성이 높음을 시사하는, 이 문제에 대해서는 앞으로의 보다 자세한 연구가 필요하다. 전암의 주성분과 미량성분 원소의 특징은 옥천 변성염기성암이 판내부 환경에서 형성된 변이질에서 솔레아이트질 현무암임을 지시한다. 심해 환경을 지시하는 증거들이 관찰되지않는 것으로 보아 옥천 변성염기성암이 안정지괴의 내부, 아마도 대륙열곡 환경에서 생성되었으며, 이 열곡의 발달이 해양지각을 형성할 만큼 지속되지 못한 채 정지되었음을 시사하는 것으로 생각된다. 이후에 관입한 화강암질암의 접촉변성 작용이 변성염기성암의 화학성분에 미친 영향을 알아보기 위하여 살펴본 성분 변화유형에서는 화강암체에 가까운 시료들에서 K의 손실이 관찰된다. 따라서 K을 이용한 해석에는 주의가 요구된다.

Keywords

• 옥천 변성염기성암;
• 광물성분;
• 전암화학성분;
• 판내부 환경;
• K의 손실;