Petrochemistry of the Pink Hornblende Biotite Granite in the Galmal-Yeongbug Area of the North Gyeonggi

경기북부 갈말-영북일대 백악기 홍색 각섬석흑운모화강암의 암석화학

  • Yun, Hyun-Soo (Geological & Environmental Hazards Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) ;
  • Hong, Sei-Sun (Geological & Environmental Hazards Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) ;
  • Kim, Jeong-Min (Division of Isotope Geoscience, Korea Basic Science Institute)
  • 윤현수 (한국지질자원연구원 지질환경재해연구) ;
  • 홍세선 (한국지질자원연구원 지질환경재해연구) ;
  • 김정민 (한국기초과학지원연구원 동위원소환경연구부)
  • Published : 2006.12.30

Abstract

Division of granites in the Galmal-Yeonbug area, northern Gyeonggi, can be grey hornblende biotite granite (JHBG), biotite granite (JBG) and pink hornblende biotite granite (CHBG) by lithofacies. JHBG of small stock occurs as medium-grained with grey color and minute sphene. JBG occurs as medium-grained and light grey to grey in the north-east part of the area. The main study target CHBG covers in the north-southeast part of the area, and occurs medium-to coarse-grained with pink color. CHBG shows partly minute miaroles, and pegmatitic pocket with druse texture. From the mineral age data (K-Ar method). JHBG and JBG and CHBG are the igneous activity products of Daebo orogeny with different Jurassic and Bulgugsa disturbance of Cretaceous, respectively. And the age data also agree with geologic occurrences and interpretations of the granites in the field. CHBG consists of quartz, plagioclase, alkali-feldspar, biotite, hornblende, allanite, apatite, zircon, some calcite and opaques. Among them, alkalifeldspar and calcite occur characteristically in mostly perthitic othoclase and secondary filling of minutely miarolitic cavity, respectively. In modal analysis and QAP diagram, CHBG plots in granite field, and especially boundary of monzo-and syeno-granite fields. From the major oxide variations, molar A/CNK, $SiO_{2}\;vs\;K_{2}O$, AMF and so on, CHBG belongs to the acidic, peraluminous and high-K calc-alkaline, and was late differentiation product of single granitic magma. Barium and strontium have also dominantly differentiation trend, and in CaO vs Sr and $K_{2}O$ vs Sr, Sr was more participitated in the fractionation of plagioclase than that of alkali-feldspar. Normalized REE concentrations to chondrite value have parallel and gradual LREE enrichment and HREE depletion patterns, and weak Eu negative anomalies and narrow ranges of normalized Eu can suggest that plagioclase fractionations occurred mildly in the whole CHBG.

갈말-영북일대의 화강암류은 암상에 의하여 회색 각섬석흑운모화강암(JHBG), 흑운모화강암(JBG)과 홍색 각섬석흑운모화강암(CHBG)으로 분대될 수 있다. 전자는 북부에 소규모로 분포하는 중립질암으로서 미립질 스펜을 함유하며, JBG는 북부-동부일대에 주로 분포하는 담회색-회색의 중립질암이다. 주연구대상인 후자는 대부분 북부-남동부일대에 넓게 발달하는 중-조립질암으로 뚜렷한 홍색을 띠며, 국부적으로 미세 공동구조와 정동구조의 포켓상 페그마타이트질부가 발달된다. 광물연령(K-Ar 법)으로 미루어 JHBG와 JBG는 시기를 달리하는 쥬라기 대보조산운동기의, CHBG는 백악기 불국사변동기의 화성활동산물이다. 이는 야외산상 및 지질 선후관계 해석과도 잘 일치한다. CHBG는 석영, 사장석, 알칼리장석, 흑운모, 각섬석, 갈렴석, 인회석, 져어콘, 일부 방해석과 불투명광물 등으로 구성된다. 이 중에서 알칼리장석은 대부분 퍼다이트질 정장석이며, 드물게 수반되는 방해석은 미세공동의 이차적 충전광물로 보인다. 모우드 분석 및 QAP 삼각도에서 모두 화강암영역에 속하며, 대부분 섬장화강암과 몬조화강암의 경계부에 도시된다. 주원소 변화경향, A/CNK 몰비, $SiO_{2}$$K_{2}O$ 그리고 AMF 관계 등으로 미루어, 이 암은 단일한 화강암질 마그마에서 생성된 산성암, 고-칼륨의 캘크-알카린계열 그리고 과알루미나암질의 분화말기 산물이다. Ba 대 Sr 관계에서도 분화경향을 뚜렷이 이루며, CaO 대 Sr 그리고 $K_{2}O $ 대 Sr 관계로 미루어 Sr이 알칼리장석보다 사장석의 분별결정작용에 더 관여하였다. 희토류원소 표준화도에서 경희토류원소에서 중희토류원소로 갈수록 점진적으로 뚜렷이 결핍되는 양상을 이룬다. 그리고 Eu의 부 이상과 표준화값 등으로 미루어 사장석의 분별결정작용이 이 화강암 전체에 걸쳐 미약하게 일어난 것으로 보인다.

Keywords

References

  1. 박기화, 이병주, 조등룡, 김정빈, 1997, 한국지질도(1:50,000), 화천도폭 및 설명서 한국자원연구소, 33p
  2. 윤현수, 홍세선, 2004, 진안일대에 분포하는 백악기 홍색 화강암류의 암석화학 및 물성특성. 암석학회지, 13, 161-177
  3. 윤현수, 1995, 포천-의정부 일대에 분포하는 화강암류의 산상과 암석화학. 암석학회지, 4, 91-103
  4. 윤현수, 홍세선, 이윤수, 2002, 포천-기산리 일대에 분포하는 쥬라기 대보화강암류의 암석 및 암석화학. 암석학회지, 11, 1-16
  5. 이병주, 김유봉, 이승렬, 김정찬, 강필종, 최현일, 진명식, 1999, 한국지질도(1:250,000), 서울-남천점도폭 및 설명서. 한국자원연구소, KR-99(5)-1, 64p
  6. 조등룡, 권성택, 1994 남한의 중생대 화강암의 Fe-Ti 산화 광물에 대한 암석기재와 광물화학 계열분류에 대한 재고찰. 암석학회지, 3, 1-19
  7. 정창식, 장호완, 1996, 중부 옥천변성대의 화성, 변성 및 광화작용과 조구조적 연관성 연구(1): 보은지역 화강암류의 암석화학과 동위원소 지구화학. 지질학회지, 32, 91-116
  8. 최위찬, 최성자, 박기화, 김규봉, 1996, 한국지질도(1 : 50,000), 철원-마전리도폭 및 설명서. 한국자원연구소, 31p
  9. Camichael, I.S.E., Turner, F.J. and Verhoogen, J., 1974, Igneous petrology. McGraw-Hill Book Co., 664p
  10. Dalrymple, G.B. and Lanphere, M.A., 1969, Potassiumargon dating. W.H. Freeman and Co., 159-163
  11. Faure, G., 1977, Principles of isotope geology. John Wiley & Sons, 437-439
  12. Harrison, T.M., Dunkan, I. and McDougal, I., 1985, Diffusion of $^{40}Ar$ in biotite: Temperature, pressure and compositional effects. Geochim. Cosmochim. Acta, 49, 2461-2468 https://doi.org/10.1016/0016-7037(85)90246-7
  13. Harrison, T.M. and McDougal, I., 1980, Investigations of an intrusive contact, northwest Nelson, New Zealand-I. Thermal, chronological and isotopic constraints. Geochim. Cosmochim. Acta, 44, 1985-2003 https://doi.org/10.1016/0016-7037(80)90198-2
  14. Hong, Y.K., 1983, Petrology and geochemistry of the Cretaceous Palgongsan granite, Southern Korea. Jour. Korean Inst. Mining Geol., 16, 83-109
  15. Hong, Y.K., 1987, Geochemical characteristics of Precambrian, Jurassic and Cretaceous granites in Korea. Jour. Korean Inst. Mining Geol., 20, 35-60
  16. Hyndman, D.W., 1985, Petrology of igneous and metamorphic rocks. McGraw-Hill Book Co., 786p
  17. Irvine, T.N. and Barager, WRA., 1971, A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Can. Jour. Earth Sci., 8, 523-542 https://doi.org/10.1139/e71-055
  18. Jin, M.S., Lee, Y.S. and Ishihara, S., 2001, Granitoids and their magnetic susceptibility in South Korea. Resource Geol., 51, 189-203 https://doi.org/10.1111/j.1751-3928.2001.tb00091.x
  19. Jwa, Y.J., 2002, Geochemistry of Cretaceous granites in South Korea: The implications for tectonically controlled granitic magmatism. In Mesozoic sedimentation, igneous activity and mineralization in South Korea (ed. Jin et al.), KIGAM, 1, 157-166
  20. Klein, C. and Hurlburt, C.S., Jr., 1985, Manual of mineralogy. John Wiley & Sons, 596p
  21. Kwon, S.T., Cho, D.L., Lan, C.Y., Shin, K.B., Lee, T. and Merzman, S.A., 1994, Petrology and geochemistry of the Seoul granitic batholith. Jour. Petrol. Soc. Korea, 3, 109-127
  22. Kwon, S.T., Lan, C.Y. and Lee, T., 1999, Rb-Sr and Sm-Nd isotopic study of the Seoul granitic batholith in middle Korea. Geosci. Jour., 3, 107-114 https://doi.org/10.1007/BF02914266
  23. Kwon, S.T. and Sagong, H., 1998, Uijongbu circular structure of Seoul granitic batholith, Korea: ring dike origin of a Jurassic volcanic cauldron. Geosci. Jour., 2, 161-164 https://doi.org/10.1007/BF02910161
  24. Le Maitre, R.W, Bateman, P., Dudek, A., Keller, J., Lameyre Le Bas, M.J., Sabine, P.A., Schmid R., Sorensen, H., Streckeisen, A., Wolley, A.R. and Zanettin, B., 1989, A classification of igneous rocks and glossary of terms. Blackwell, Oxford
  25. Mason, B. and Moore, C.B., 1982, Principles of geochemistry. John Wiley & Sons, 392p
  26. Nockolds, S.R. and Allen, R, 1953, The geochemistry of some igneous rocks series. Geochim. Cosmochim. Acta, 4, 105-142 https://doi.org/10.1016/0016-7037(53)90055-6
  27. Putman, G.W. and Burnham, C.W., 1963, Trace elements in igneous rocks, northwestern and central Arizona. Geochim. Cosmochim. Acta., 27, 53-58 https://doi.org/10.1016/0016-7037(63)90072-3
  28. Shaw, D.M., 1968, A Review of K-Rb fractionation trends by covariance analysis. Geochim. Cosmochim. Acta, 32, 573-601 https://doi.org/10.1016/0016-7037(68)90050-1
  29. Taylor, S.R., 1965, The application of trace element data to problems in petrology. Physics and chemistry of the earth. 6, 133-213 https://doi.org/10.1016/0079-1946(65)90014-5
  30. Taylor, S.R. and McLennan, S.M., 1985, The continental crust: its composition and evolution. Blackwell, Oxford, 312p