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백령도 네오기 진촌 현무암에 포획된 첨정석 페리도타이트의 암석학적 특성

Petrology of peridotite xenoliths from the Neocene alkaline basalt from Baegryeong Island
지질학회지 제54권 제1호, 2018.2, 75-92 (18 pages)
DOI :10.14770/jgsk.2018.54.1.75
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초록
한반도 서북단 백령도에 분포하는 네오기 판내부 알칼리 현무암에는 첨정석 레졸라이트성분의 페리도타이트가 포획되어 있다. 이 첨정석 레졸라이트 포획암는 조립의 원생입상조직에서 비등립질, 조립질 결정들이 쌓여있는 큐물레이트 조직으로 산출되며, 이 조직들은 점이적으로 변하고 있다. 또한 어닐링을 나타내는 직선의 입자경계와 120°의 삼중점이 발달하고 있어 포획암들이 정적(±동력)재결정화작용을 겪었음을 나타낸다. 사방휘석 내에는 남겨진 감람석 결정들이 발달하고 있으며, 사방휘석이 감람석을 치환하는 조직도 관찰된다. 첨정석 레졸라이트 포획암의 구성광물인 감람석, 사방휘석, 단사휘석의 Mg#[=100×Mg/(Mg + Fetotal)]는 89-93, 첨정석의 Cr#[=100×Cr/(Cr+Al)]는 9-15의 범위를 보인다. 이들 포획암 구성광물들의 지화학적 성분은 입자의 크기나 조직적 차이와는 상관없이 거의 일정하며, 지화학적 평형이 이루어졌음을 반영한다. 계산된 평형온도와 산소분압은 각각 920-1,070℃ 와 △fO₂(QFM)= -1.5~-0.5으로 나타난다. 첨정석 레졸라이트 포획암의 구성광물인 단사휘석은 대부분의 불호정성 원소에 대해 대체로 부화되어 있으며, 세 종류의 REE 패턴을 가진다: ① 경희토류(LREE)결핍[(La/Yb)N=0.3-0.4], (La/Ce)N=0.9-1.0], ② 경희토류 부화[(La/Yb)N=1.8-2.7, (La/Ce)N=1.6-1.7], ③ 경희토류 중에 La가 Ce 보다 더 높은 부화된 것(La/Yb)N=0.2-0.5, (La/Ce)N=1.0-1.1]이다. 중희토류 원소는 분별하지 않은 비교적 평평한 분포(10 × C1 chondrite)를 보인다. 이들 단사휘석은 고장력원소(Nb-Ta, Zr-Hf, Ti)와 저장력원소(Rb, Ba)에 결핍되어 있다. 이러한 조직적/지화학적 특성은 백령도 첨정석 레졸라이트 포획암은 부분용융에 의해 마그마를 배출하고 난 후 맨틀에 남아있었던 암석으로, 이후 실리카와 경희토류가 부화된 유체에 의해 모달/은폐 교대작용을 겪었음을 나타내고 있다.

Peridotite xenoliths occurring in late Neocene intraplate alkaline basalt from Baegryeong Island, west-northern part of the Korean peninsula, are mainly anhydrous spinel lherzolites. The xenoliths display coarse grained protogranular through inequigranular to cumulate textures, grading into each other. They often show well-developed annealed textures and the triple junctions, suggesting that they went through static(±dynamic) recrystallization. They also contain left-over olivine grains within orthopyroxene, indicating replacement of olivine by orthopyroxene. The constituent minerals are compositionally homogeneous and appear to be equilibrated. The xenoliths are characterized by the high Mg#[=100×Mg/(Mg+Fetotal) atomic ratio] of olivine, orthopyroxene and clinopyroxene (89-93) and the Cr#[=100×Cr/(Cr+Al)] atomic ratio] of spinel (9-15). The calculated equilibrium temperatures and oxygen fugacities resulted in 920-1,070℃ and ΔfO₂(QFM) = -1.5 ~ -0.5, respectively. Clinopyroxenes of the xenoliths are mostly enriched in incompatible trace elements, exhibiting three types of REE patterns: ① LREE-depleted [(La/Yb)N=0.3-0.4, (La/Ce)N=0.9-1.0], ② LREE-enriched [(La/Yb)N=1.8-2.7, (La/Ce)N=1.6-1.7], and ③ a enrichment in La over Ce [(La/Yb)N=0.2-0.5, (La/Ce)N=1.0-1.1]. They also show depletion in high field strength elements(e.g., Nb-Ta, Zr-Hf, Ti), and low field strength elements (e.g., Rb and Ba). We thus propose the Baegryeong peridotite xenoliths represent residues left after early melt extraction, which was subsequently subjected to different degrees of modal/cryptic metasomatism by silica- and LREE-enriched fluids (or melts).

목차
요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 일반지질
3. 연구방법
4. 맨틀포획암
5. 토의
6. 결론
REFERENCES
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