The Journal of the Petrological Society of Korea (암석학회지)

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Petrology of the Tertiary Basaltic Rocks in the Yeonil and Eoil Basins, Southeastern Korea

한반도 동남부 제3기 연일, 어일분지에 나타나는 현무암질암의 암석학적 연구

  • Shim, Sung-Ho (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Park, Byeong-Jun (Dept. of Development & Production 1, Korea National Oil Corportation) ;
  • Kim, Tae-Hyeong (Exploration Department, Korea Resources Corporation) ;
  • Jang, Yun-Deuk (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Kim, Jung-Hoon (Department of Geology, Kyungpook National University) ;
  • Kim, Jeong-Jin (Department of Earth and Environmental Sciences, Andong National University)
  • 심성호 (경북대학교 자연과학대학 지질학과) ;
  • 박병준 (한국석유공사 개발생산1처) ;
  • 김태형 (한국광물자원공사 탐사사업실) ;
  • 장윤득 (경북대학교 자연과학대학 지질학과) ;
  • 김정훈 (경북대학교 자연과학대학 지질학과) ;
  • 김정진 (안동대학교 자연과학대학 지구환경과학과)
  • Received : 2009.09.10
  • Accepted : 2011.01.18
  • Published : 2011.03.31
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Abstract

Eoil basalt in the Eoil basin and Yeonil basalt and its related volcanic rocks in Guryongpo and Daebo area were researched and analyzed to purse the tectonic settings and magma characteristics of those Tertiary volcanic rocks in the south-east Korean peninsula. It is highly suggested that zoning, resorption and sieve texture in plagioclase and reaction rim in pyroxene indicate unstable tectonic environments and complex volcanism in the study area. Volcanic rocks from Janggi basin are identified as basalt and basaltic andesite in TAS diagram and sub-alkaline series in terms of magma differentiation. $Na_2O$ and $K_2O$ show positive trend however FeO, CaO, MgO and $P_2O_5$ indicate negative trend in Harker variation diagram with $SiO_2$. Basaltic rocks from Eoil area are identified as calc-alkaline series in AFM diagram and show medium K series calc-alkaline in $K_2O-SiO_2$ diagram. Compatible trace elements of Co, Ni, V, Zn, and Sc in Yeonil basalt show negative trend with crystallization but incompatible trace element of Ba, Rb show positive trend with $SiO_2$ 0.81~1.00 of $Eu/Eu^*$ value suggests minor effect of plagioclase fractionation in Yeonil basaltic rocks. Plagioclase composition of Eoil basalt ranges from $An_{63.46-98.38}\;Ab_{1.62-32.96}\;Or_{0-3.58}$ (anorthite-labradorite) in core to $An_{40.89-82.44}\;Ab_{17.10-46.43}\;Or_{0-12.68}$ (bytownite-labradorite) in rim. $^{87}Sr/^{86}Sr$ and 143Nd;t44Nd ranges 0.704090~0.704717 and 0.512705~0.512822 respectively. Negative linear trends in 87Sr/86Sr and $^{143}Nd/^{144}Nd$ correlation diagram indicate that magma produced Yeonil basalt and basaltic andesite has been originated as partial melting product of mantle wedge by subducting Pacific plate affected by oceanic crust with less effect of continental crust indicating calc-alkaline magma characteristics.

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.

Keywords

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