Geochemical Study of Dyke Swarms, SE Korea

한반도 남동부일원의 암맥군에 관한 지화학적 연구

  • Kim, Jin-Seop (Department of Geology, Pusan National University) ;
  • Kim, Jong-Sun (Department of Geology, Pusan National University) ;
  • Son, Moon (Department of Geology, Pusan National University)
  • Published : 2002.12.01

Abstract

We attempted to show the evolution of the magma and the geochemical characteristics of dikes and dike swarms by using the petrographic and geochemical data from 287 dikes, SE Korea. The dikes can be divided into mafic, intermediate, and felsic dikes in the field. And each of them is subdivided into three groups, two groups, and two groups, respectively. The group (I) among the mafic dikes most pervasively occurs and are distributed in both sides of the Yeonil Tectonic Line (YIL), which petrographic and geochemical characteristics are the same. These facts thus, strongly support the results of the previous studies which showed that they were intruded contemporaneously and that YTL was a main tectonic line which restricted the crustal clockwise rotation during the Early Miocene. The geochemical characteristics are discriminated according to the seven groups divided petrographically. The mafic, intermediate and felsic dikes belong to basalt and basaltic andesite, andesite and facile, and rhyolite, respectively, and the magmas mostly belong to calc-alkaline series. The geochemical data indicate that there were the fractional crystallizations of olivine, clinopyroxene, and plagioclase in the mafic dikes. And the content of characteristic elements and tectonic discrimination diagrams show that the dikes were formed from the magma related to the subduction of plate and that the tectonic setting was related to orogenic volcanic arc.

한반도 남동부에서 관찰된 총 287개 암맥들의 암석기재와 지화학적 자료들로부터 그 특성과 기원 마그마의 진화 경로를 밝히고자 하였다. 암맥들은 야외에서 염기성, 중성, 산성 암맥군으로 분류되며. 다시 염기성 암맥은 3개 그룹, 중성 암맥은 2개 그룹, 산성 암맥은 2개 그룹으로 각각 재분류된다. 이 중 염기성 암맥의 그룹(I)에 해당하는 암맥들이 연구지역에 가장 우세하게 산출되는데, 이들은 연일구조선을 경계로 하여 양쪽에 모두 분포하며 동일한 암석기재학 그리고 지화학적 특징을 보여주었다. 이는 선행 연구에서 밝혀진 바와 같이 연일구조선 양편의 암맥들이 모두 동시기에 만들어졌음을 의미하며 연일구조선이 마이오세 지각변형기 동안 지괴의 시계방향 수평 회전운동을 규제한 주요 구조선이었음을 강력히 지지한다. 암맥들의 지화학적 특징들은 암석기재적으로 분류한 7개 그룹에 따라 서로 잘 구분되었다 염기성, 중성, 산성 암맥들은 각각 현무암과 현무암질 안산암, 안산암과 데사이트 그리고 유문암에 해당되며, 마그마 계열은 대부분 칼크-알칼리계열에 해당된다. 지화학 자료는 염기성 암맥들에서 감람석, 단사휘석, 사장석의 분별정출 작용이 있었음을 지시하며, 특정 원소들의 함량과 조구조 판별도에서는 연구지역 암맥들이 지판의 침강 섭입과 관련된 마그마로부터 유래되었고 그 조구조 환경이 조산대 화산호와 관련이 있음을 보여주었다.

Keywords

References

  1. 부산대학교 박사 학위논문 경상분지내 남산 A-형 화강암과 경주 Ⅰ-형 화강암류에 대한 광물학적, 지화학적 및 Sr-Nd 동위원소 연구 고정선
  2. 서울대학교 박사 학위논문 유천분지내에 분포하는 후기 백악기 화산암류의 암석학적 연구 김상옥
  3. 지질학회지 v.28 새로운 동해의 성인모델과 양산단층계의 주향이동운동 김인수
  4. 지질학회지 v.25 어일분지 일대에 분포하는 제3기층에 대한 고자기학적 연구 김인수;강희철
  5. 자원환경지질 v.31 경주-울산 일원에 대한 지역지질 특성연구: 울산단층주변 화강암류의 잔류자기와 대자율 김인수;손문;정현정;이준동;김정진;백인성
  6. 지질학회지 v.26 경상분지 남동부 일대에 분포하는 백악기 화산암류에 대한 암석학적 연구 김진섭
  7. 울산도폭 (Sheet-7020-Ⅰ) 및 설명서 한국지질도(1:50.000) 박양대;윤형대
  8. 부산대학교 박사 학위논문 한반도 동남부 제3기 마이오세 분지의 형성과 발달: 구조지질학 및 고자기학적 고찰 손문
  9. 자원환경지질 v.27 울산군 강동면 제3기 정자분지의 지질구조와 분지발달 손문;김인수
  10. 지질학회지 v.36 울산단층 일원에 대한 지역지질 특성연구: 제3기 마이오세 와읍분지의 지질구조와 대자율비등방성(AMS) 손문;김인수;이동호;이준동;김진섭;백인성
  11. 암석학회지 한반도 남동부 제3기 암맥군과 지각변형 손문;김종선;김진섭;김인수
  12. 지질학회지 v.38 한반도 동남부 연일구조선(단층) 남부 일원의 지질과 지질구조 손문;정혜윤;김인수
  13. 지질학회지 v.4 경상분지 내에서의 백악기 화성활동에 관한 연구(Ⅰ) 원종관
  14. 한국지구과학회지 v.20 양남분지 내에 분포하는 제3기 화산암류에 대한 지화학적 연구 위수민;이선구
  15. 한국과학재단 연구 보고서 한반도 남부의 제3기 층서 윤선
  16. 한국지구과학회지 v.15 부산 일원에 분포하는 백악기 화산암류의 암석학적 연구(Ⅱ): -조구조적위치 및 성인- 윤성효;김진섭;김영라
  17. 지질학회지 v.31 경주지역의 A-형 알카리장석 화강암에 대한 광물학 및 주성분원소 지구화학 이미정;이종익;이민성
  18. 지질학회지 v.23 남한의 백악기-제3기 화성활동과 지구조적 의의 이상만;김상욱;진명식
  19. 한국지구과학회지 v.20 경주 남산-토함산 일원의 화강암류에 관한 암석학적 연구 이준동;황병훈
  20. 광산지질 v.9 부산지역의 불국사 산성화성암류의 암석학적 연구 차문성
  21. 연구보고서 KR-86-2-(B)-4 한국 동남부지역 제3기 퇴적분지의 지체구조발달 및 퇴적환경 연구 (Ⅱ) 한종환;곽영훈;손진담;손병국
  22. 지질학회지 v.30 밀양-양산지역 백악기 화산암류의 암석학적 연구(Ⅰ): 암석조구조적 위치 황상구;김상욱
  23. Chemical Geology v.32 no.1 Geochemical criteria for a refined tectonic discrimination of orogenic andesites Bailey,J.C. https://doi.org/10.1016/0009-2541(81)90135-2
  24. Contributions to Mineralogy and Petrology v.94 no.1 The dynamics of magma-mixing during flow in volcanic conduits Blake,S.;Campbell,I.N. https://doi.org/10.1007/BF00371228
  25. The Island Arc v.1 no.1 Multi-stage volcanism in the Ulleung back-arc basin, East Sea (Sea of Japan) Chough,S.K.;Lee,K.E. https://doi.org/10.1111/j.1440-1738.1992.tb00055.x
  26. The interpretation of igneous rocks Cox,K.G.;Bell,J.D.;Pankhurst,R.J.
  27. Earth and Planetary Science Letters v.27 no.2 Magma-type and tectonic setting discrimination using immobile elements Floyd,P.A.;Winchester,J.A. https://doi.org/10.1016/0012-821X(75)90031-X
  28. Orogenic andesites and plate tectonics Gill,J.B.
  29. Can. Jour. Earth Sci. v.8 A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks Irvine,T.N.;Baragar,W.R.A. https://doi.org/10.1139/e71-055
  30. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results v.127/128 Neogene kinematics in the Japan Sea region and volcanic activity of the northeast Japan Arc. Jolivet,L.;Tamaki,K.;Tamaki,K.(ed.);Suyehiro,K.(ed.);Allan,J.(ed.);McWilliams,M.(ed.)
  31. Earth planet. Sci. Lett. v.97 Constraints on the evolution of the Japan Sea based on 40Ar-39Ar ages and Sr isotopic ratios for Japan Sea. Kaneoka,I.;Notsu,K.;Takigami,Y.;Fujioka,K.;Sakai,H.
  32. Tectonophysics v.304 no.1-2 Paleomagnetism of Tertiary rocks on the Korean Peninsula: tectonic implications for the opening of the East Sea (Sea of Japan) Lee,Y.S.;Ishikawa,N.;Kim,W.K. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(98)00270-4
  33. Igneous petrology (2nd ed.) McBirney,A.R.
  34. Earth and Planetary Science Letters v.62 no.1 MnO/TiO₂/P₂$O_5$: a minor element discriminant for basaltic rocks of oceanic environments and its implications for petrogenesis Mullen,E.D. https://doi.org/10.1016/0012-821X(83)90070-5
  35. Jour. Petrol. v.25 Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks Pearce,J.A.;Harris,N.B.W.;Tindle,A.G. https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956
  36. Earth and Planetary Science Letters v.36 no.1 The relationship between major element chemistry and tectonic environment of basic and intermediate volcanic rocks Pearce,T.H.;Gorman,B.E.;Birkett,T.C. https://doi.org/10.1016/0012-821X(77)90193-5
  37. Chemical Geology v.30 no.3 Chemical characteristics of island arc basalts: Implications for mantle sources Perfit,M.R.;Gust,D.A.;Bence,A.E.;Arculus,R.J.;Taylor,S.R. https://doi.org/10.1016/0009-2541(80)90107-2
  38. Can. Mineral. v.19 Petrology of the Strathbogie Batholith: a codierite-bearing granite Phillips,G.N.;Wall,V.J.;Clemens,J.D.
  39. Geosciences Journal v.4 no.2 Geological Structures and Evolution of the Miocene Eoil Basin, Southeastern Korea Son,M.;Seo,H.J.;Kim,I.S. https://doi.org/10.1007/BF02910128
  40. Geol. Surv. Chosen 1:50,000 Geological Atlas of Chosen, No. 2, Ennichi, Kuryuho and Choyo sheets Tateiwa,I.
  41. Tectonophysics v.43 no.1-2 Ultrametamorphism and granitoid genesis White,A.J.R.;Chappell,B.W. https://doi.org/10.1016/0040-1951(77)90003-8
  42. Earth and Planetary Science Letters v.50 no.1 The application of a Th-Hf-Ta diagram to problems of tectonomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of basaltic lavas of the British Tertiary volcanic province Wood,D.A. https://doi.org/10.1016/0012-821X(80)90116-8
  43. Jour. Petrol. v.3 Origin of basaltic magma: an experimental study of natural and synthetic rock system Yoder,H.S.,Jr.;Tilley,C.E. https://doi.org/10.1093/petrology/3.3.342
  44. Ho-on Kai Spec. Pub. v.3 Geologic events of the Tertiary Yangnam and Pohang basins, Korea: With a remark on the origin of the Yamato basin of the Japan Sea Yoon,S.
  45. Tectonophysics v.281 no.1 Miocene-Pleistocene volcanism and tectonics in southern Korea and their relationship to the opening of the Japan Sea Yoon,S. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(97)00158-3
  46. Paleont. Soc. Korea v.3 Tertiary system of Korea Yun,H.;Yi,S.;Byun,H.