The Journal of the Petrological Society of Korea (암석학회지)

The Petrological Society of Korea (한국암석학회)
권호 표지

Petrological Characteristics and Origin of Volcaniclasts within the Massive Tuff Breccia Formation from Dokdo Island, Korea

독도 괴상 응회질 각력암층에서 나타나는 화산암편의 암석학적 특성과 기원

  • Shim, Sung-Ho (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Im, Ji-Hyeon (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Jang, Yun-Deuk (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Choo, Chang-Oh (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Park, Byeong-Jun (Dept. of Development & Production 1, Korea National Oil Corporation) ;
  • Kim, Jung-Hun (Deep-Sea & Marine Georesources Research Department, Korea Ocean Research & Development Institute)
  • 심성호 (경북대학교 지질학과) ;
  • 임지현 (경북대학교 지질학과) ;
  • 장윤득 (경북대학교 지질학과) ;
  • 추창오 (경북대학교 지질학과) ;
  • 박병준 (한국석유공사 개발생산1처) ;
  • 김정훈 (한국해양연구원 심해.해저자원연구부)
  • Received : 2010.04.12
  • Accepted : 2010.06.10
  • Published : 2010.06.30
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Abstract

Dokdo Island, Korea, is located in the East Sea belonging to back arc basin. In this study we examined petrology and geochemistry of massive tuffaceous breccia (MTB) from Dongdo (Eastern islet) and Seodo(Western islet), the two largest islands of Dokdo. Field studies and chemical analysis distinguish the MTB in Dongdo and Seodo. The Dongdo MTB (DMTB) is exposed up to 50 m on the ocean cliff and it has dominant basalt and trachybasalt with moderate amount of trachyte and scoria. On the other hand, Seodo MTB (SMTB), which is preserved between trachyte dike and trachyandesite, is composed of roughly equal amounts of basalt, trachybasalt and trachyte. The location of the islets were related to the source vent having in contact with underlying trachyte lava and differential pyroclastic deposits made them different characteristics. According to trace element analysis of trachytic volcanic clasts, the Ba concentration ranges from 66 to 103 ppm and Sr varies from 44 to 56 ppm in DMTB. However, Br and Sr in SMTB correspondingly showed relatively wide ranges: Br 785-1259 ppm and Sr 466-1230 ppm. These differential trends between DMTB and SMTB, along with the difference in P and Ti, indicate that the crystallization of alkali feldspar, feldspathoid, biotite, apatite and titanium took place differently. Nevertheless, DMTB and SMTB are similar in REE patterns and they are correspondingly characterized by high LREE, low HREE and similar $(La/Yb)_N$ values with 23.9-40.2 in DMTB and 27.4-32.9 in SMTB. These patterns suggest that Dongdo and Seodo might be originated from coeval magma suites. Dokdo island shows high concentrations of Ba, K and Rb. These signatures mark a result attributed to the mantle upwelling because the magma derived from the asthenosphere was metasomatized with subduction-related fluids.

독도 괴상 응회질 각력암층의 다양한 화산암편에 대한 암석기재 및 지구화학 자료를 바탕으로 초기 수중 독도 화산체의 특성과 그에 대한 기원 및 진화에 대해 연구하였다. 야외지질조사 및 주원소 분석결과 동, 서도 간의 괴상 응회질 각력암층은 다소 상이한 특성이 나타난다. 동도의 경우 괴상 응회질 각력암층은 해안 절벽을 따라 대략 40-50 m 고도까지 노출되어 있으며 암편으로는 현무암과 조면현무암이 우세하고, 조면암 및 스코리아 등도 상당부분 포함 되어 있다. 반면, 서도의 경우 어업민 숙소 부근의 조면안산암과 조면암맥에 암편이 포유되거나 물골 쪽에 소규모로 분포하는데 현무암, 조면현무암, 조면암의 비율이 비슷한 것이 특징이다. 이것은 분화구 위치에 따른 차이와 하부 조면암 용암이 분출할 당시의 해수면에 대한 지형적인 차이로 인해 각력암의 퇴적양상이 달라졌기 때문으로 해석된다. 미량원소 분석 결과에 의하면 동도 조면암편의 Ba와 Sr은 66-103 ppm, 45-56 ppm인 반면 서도 조면암편은 각각 785-1259 ppm, 466-1230 ppm을 보여 동, 서도의 차이가 인지된다. 이러한 차이는 동일층 내에서의 층위 차이 혹은 P, Ti의 함량 차이와 더불어 알칼리장석, 준장석류, 흑운모, 인회석 혹은 티탄철석의 정출이 차별적으로 진행된 암석학적 차이를 의미한다. 하지만 $(La/Yb)_N$값은 동도에서 23.9-40.2, 서도에서 27.4-32.9로 거의 같은 범위로 나타나고 LREE, HREE의 패턴으로 미루어 보아 동, 서도의 차이는 동원마그마 내의 부분적인 조성 차이임을 시사한다. Ba, K, Rb의 부화는 섭입시 변성교대작용에 의해서 발생한 유체와 맨틀 업웰링(mantle upwelling)에 기인한 마그마와 상호작용에 의해서 생성된 것으로 해석된다.

Keywords

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