Economic and Environmental Geology (자원환경지질)

The Korean Society of Economic and Environmental Geology (대한자원환경지질학회)
권호 표지

Geochemical Study of the Cretaceous Granitic Rocks in Southwestern Part of the Korean Peninsula

한반도 남서부지역에 분포하는 백악기 화강암류에 대한 지화학적 연구

  • 위수민 (한국교원대학교 지구과학교육과) ;
  • 박세미 (한국교원대학교 지구과학교육과) ;
  • 최선규 (고려대학교 지구환경과학과) ;
  • 유인창 (경북대학교 지질학과)
  • Published : 2005.04.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Cretaceous intrusive and extrusive rocks are widely distributed in the southwestern part of the Korean peninsula, possibly the result of intensive magmatism which occurred in response to subduction of the western proto-Pacific plate beneath the north-eastern part of the Eurasian plate. Geochemical and petrological study on the Cretaceous granitic rocks were carried out in order to constrain the petrogenesis of the granitic magma and to establish the paleotectonic environment of the area. Whole rock chemical data of the granitic rocks from the study area indicate that the all the rocks have characteristics of calc-alkaline series in the subalkaline field. The overall geochemical features show systematic variations in each granitic body, but the source materials of each granitic body are thought to have been different in their chemical composition. Higher values of $Fe_2O_3/FeO$ of the granitic rocks in the western area suggest that the granitoids had been solidified under highly oxidizing environment. The granitic bodies in the eastern area also show higher contents of Li, Ni, Co, Sr, Cr, Sc and lower Rb and Nb compared to the those of the western area. Chondrite normalized REE patterns show generally enriched LREE and strong negative Eu anomalies in the western wet while slight to flat Eu anomalies in the east-ern area. The REE and $(La/Lu)_{CN}$ of the granites are $60{\~}499ppm$ and $8.9{\~}66$ correspond to the range of the continental margin granite. On the ANK vs. ACNK and tectonic discrimination diagrams, parental magma type of the granites corresponds to I-type, VAG and syn-collision granite. Interpretations of the chemical characteristics of the granitic rocks favor their emplacement in a compressional tectonic regime at continental margin during the subduction of proto-Pacific plate.

한반도 남서부 지역은 고태평양판의 섭입에 의한 화성활동이 매우 활발했던 지역으로 백악기 화강암류와 이와 성인적으로 밀접한 관련이 있는 것으로 추정되는 화산암이 넓게 분포하고 있다. 백악기 화강암류를 형성시킨 마그마의 특성 및 지구조적 환경을 규명하고자 이미 보고 된 185개의 자료와, 야외 지질 조사를 통해 얻은 시료 중 신선한 36개의 시료에 대해 주성분 원소, 미량원소에 대한 지화학 분석을 실시하였다. 본 역 화강암류들은 전형적으로 I-type의 비알칼리암 중 칼크-알칼리 계열에 속하며 ANK vs. ACNK도에 도시해볼 때 대부분 메타알루미나질에 해당된다. 주성분 및 미량원소의 변화경향은 일반적인 화강암류의 분화경향과 유사하지만 지역별 주성분 및 미량원소의 특성을 살펴보면 이들 화강암류가 동원마그마 기원이 아님을 시사한다. 연구 지역의 동쪽에 분포하는 화강암체들은 서부에 비해 높은 Li, Co, Sr Sc의 함량과 낮은 Rb, Nb의 함량을 나타낸다. 미량원소의 함량은 화강암의 세계 평균값보다 전반적으로 높게 나타나는 경향이 있으며, 특히 Cr, Co, Ni, V, Sc등의 철-마그네슘 계열 원소의 함량이 더 높게 나타났다. 희토류원소는 모두 LREE가 HREE 보다 부화되어 화강암류의 전형적인 패턴과 일치하며, 서부 지역이 동부 지역보다 더 뚜렷한 Eu(-)이상을 갖는다. 지구조 판별도에서도 VAG와 syn-COLG 환경에 점시된다. 본 연구지역의 화강암류들은 대륙연변부에서 나타나는 화강암류의 희토류원소의 총량($60{\~}499ppm$)과 $(La/Lu)_{CN}=8.9{\~66}$의 범위에 해당되며 모든 지화학적 자료를 종합해보면 이지역의 화강암류들은 고태평양판의 섭입에 의한 압축장이 작용하는 대륙 연변부에서 생성되었음을 알 수 있다.

Keywords

References

  1. 김용준 (1988) 보성-순천 지역에 분포하는 정편마암류의 지질시대와 성인에 대한 연구. 광산지질, 21권, p. 69-83
  2. 김용준, 오민수, 박재봉 (1993) 나주-해남지역에 분포하는 화성암류의 암석화학, 한국지구과학회지, 14권, p. 300-315
  3. 김용준, 오민수, 강상원 (1994) 해남-강진 지여에 분포하는 화성암류에 대한 암석화학적 연구. 한국지구과학회지, 15권, p. 341-355
  4. 김정빈, 윤정한, 김정택, 박재봉, 강상원, 김동주 (1994) 월출산지역에 분포하는 중생대 화강암류에 대한 암석화학적 연구. 자원환경지질학회지, 27권, p. 375-385
  5. 김정빈, 박영석 (1996) 벌교지역에 분포하는 심성암류의 암석화학과 지질시대에 대한 연구. 한국지구과학회지, 17권, p. 227-240
  6. 김희남, 신인현, 안건상 (1994) 돌산지역에 분포하는 화강암체의 암석 지화학적 특징과 광화작용과의 관련성 연구. 한국지구과학회지, 15권, p. 439-451
  7. 김희남, 신인현, 안건상, 박운선, 이창신 (1997) 강진- 장흥지역 화강암류의 암석화학 및 Sr-Nd 동위원소 조성. 한국지구과학회지, 18권, p. 433-442
  8. 박영석, 김정빈, 윤정한, 안건상 (1997) 고흥지역에 분포하는 백악기 심성암류의 지질시대와 암석화학적 연구. 한국지구과학회지, 13권, p. 70-83
  9. 박천영, 윤정한, 박영석 (1993) 순천-광양지역에 분포하는 화성암류에 대한 Rb-Sr동위원소 및 암석 지구화학적 연구. 한국자원공학회지, 30권, p. 53-65
  10. 신인현, 남기상 (1993) 해남지역에 분포하는 백악기 화강암류의 암석학적 및 지화학적 연구. 한국지구과학회지, 14권, p. 75-88
  11. 신인현 (1994) 해남-완도지역의 백악기 화강암류에 대한 암석화학적 연구. 전북대학교 박사학위논문, 171p
  12. 신인현, 남기상, 김희남, 박영석, 안건상 (1994) 완도지역에 분포하는 미문상화강암에 대한 암석화학적 연구. 자원환경지질학회지, 27권, p. 181-190
  13. 윤정한, 김정빈, 오근창 (1999) 고흥 마복산 부근에 분포하는 심성암류의 암석 지구화학과 금함량. 자원환경지질학회지, 32권, p. 585-597
  14. 이상만, 김형식 (1966) 한국지질도(1:50000)복내도폭 및 설명서. 국립지질조사소
  15. 이창신, 김용준, 박천영, 이창주 (1992) 광양-승주지역에 분포하는 화강암류의 암석화학. 광산지질, 25권, p. 51-60
  16. 이창신, 김정빈(1996) 월출산 지역에 분포하는 중생대 화강암류에 대한 미량원소와 희토류원소의 특성. 자원환경지질학회지, 29권, p. 293-304
  17. 장기홍, 이영길, 김규한 (1989) 남해. 서상도폭 지질보고서(1:50000). 한국동력자원연구소
  18. 최범영, 최현일, 황재하, 기원서, 고희재, 김유봉, 이병주, 송교영, 김정찬, 최영섭 (2002) 목포. 여수 도폭 지질보고서(1:250000). 한국지질자원연구원
  19. Bouseily, A. M. and Sokkary, A. A. (1975) The relation between Rb, Ba and Sr in granitic rock. Chem. Geol. Bd., V. 16, p. 207-219 https://doi.org/10.1016/0009-2541(75)90029-7
  20. Cullers, R. L. and Graf, J. L. (1984) Rare earth elements in igneous rocks of the continental crust : intermediate and silicic rocks-ore petroge-nesis ; in Henderson, P., Rare earth elements geochemistry. Elsevier Sci. Pub. B. V, p. 275-316
  21. Iddings, J. P. (1982) The origin of igneous rocks. Phil. Soc. Washington Bull., v. 12, p. 82-213
  22. Irivine and Baragar (1971) A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian J. Earth Sci., v. 8, p. 523-548 https://doi.org/10.1139/e71-055
  23. Jin, M. S., Kim, S. Y. and Lee, J. S. (1981) Granitic magmatism and associated mineralization in the Gyeongsang basin, Korea. Mining Geol., v. 31, p. 245-260
  24. Le Maitre, R. W. (1976) The chemical variability of some common igneous rocks. J. Petrol., v. 17, p. 589-637 https://doi.org/10.1093/petrology/17.4.589
  25. Maniar, P. D. and Piccoli, P. M. (1989) Tectonic discrimination of gra-nitoids. Geol. Soc. America Bull., v. 101, p. 635-643 https://doi.org/10.1130/0016-7606(1989)101<0635:TDOG>2.3.CO;2
  26. Pearce, J. A., Harris, N. B. and Tindle, A. G. (1984) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. J. Petrol., v. 25, p. 956-983 https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956
  27. Petro, W. L., Vogel, T A. and Wilband, J. T (1979) Majorelement chemistry of plutonic rock suites from compressional and extensional plate boundaries. Chem. Geol., v. 26, p. 217-235 https://doi.org/10.1016/0009-2541(79)90047-0
  28. Ryerson, F. J., Watson, E. B. (1987) Rutile saturation in magmas: implica-tions for Ti-Nb-Ta depletion in orogenic rock series. Earth Planet. Sci. Lett., v. 86, p.225-239 https://doi.org/10.1016/0012-821X(87)90223-8
  29. Streckeisen, A. (1976) To each plutonic rock its proper name. Earth Sci. Rev., v. 12, p. 1-33 https://doi.org/10.1016/0012-8252(76)90052-0
  30. Sun, S. S. and McDonough, W. E (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. In: Magmatism in the ocean basins. Geol. Soc. Spec. Publ., v. 42, p. 313-345 https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
  31. Taylor, S. R. (1965) The application of trace element data to problems petrology. Phy. Chem. Earth, v. 6, p. 133-213 https://doi.org/10.1016/0079-1946(65)90014-5
  32. White, A. J. R. and Chappell, B. W (1983) Granitoid types and their distribution in the Lanchlan Fold Belt, south east Australia. Geol. Soc. America, Memoir, v. 159, p. 21-33