• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.128-139
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• 2022

백두산 성층화산체와 천지 칼데라 외륜산 정상부에 분포하는 홀로세에 분화한 규장질 화산암 시료와 플라이스토세 개마용암대지와 장백산순상화산체의 고철질 화산암 시료의 암석화학적 특징 분석을 통해 지체구조적 위치를 알아보았다. 백두산 화산지대에서 초기 고철질 분출물들은 개마용암대지와 장백산순상화산체를 형성하였으며, 대부분 알칼리계열의 현무암에서 조면현무암 또는 서브-알칼리(쏠레이아이트) 현무암에서 현무암질안산암의 성분이며, 백두산 성층화산체와 천지 칼데라 정상부 부근의 홀로세 분출물은 대부분 규장질의 조면암에서 유문암 성분이다. 고철질 화산암류와 규장질 화산암류 사이의 SiO₂ 54-62 wt.%가 결핍된 쌍모식 조성을 나타낸다. 이는 마그마작용이 지각내 신장형 지체구조적 위치에서 발생하였음을 지시하는 단서가 될 수 있다. 지구조판별도에서 고철질 화산암류들은 판내부 또는 판내부 알칼리암과 쏠레이아이트암의 영역에 구분되어 도시되는데 이는 TAS성분도의 결과와 잘 일치한다. 규장질 화산암류들은 규장질 화강암류에 적용하는 판별도에서 판내부화강암(WPG)의 지체구조적 위치에 도시된다. 지구조 판별도에서 판의 섭입과 관련한 도호 또는 대륙연변호의 영역에는 도시되지 않으며, 모두 판내부 영역에 도시된다. 미량원소 함량을 원시맨틀값으로 표준화한 거미도에서 섭입대 화산암류에서 특징적으로 나타나는 Nb, Ti 의 부(-) 이상을 나타내지 않으며, OIB와 유사한 패턴을 나타낸다. 미량원소 함량 조성은 섭입대에서 유래된 마그마 작용에 연관된 의미있는 증거를 나타내지 않는다. 이는 백두산화산지대의 마그마작용이 판내부 환경에서 있었음을 지시한다. 이들 화산암류의 판내부 지체구조 위치는 이 지역에서 발생하는 천발지진의 진원 깊이와도 조화적이다. 백두산화산지대의 화산암석들은 신생대 동안 맨틀 물질의 용승에 의한 판내부 화산활동의 결과로 해석된다.

• 암석학회지
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• 제14권3호
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• pp.157-168
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• 2005

계명산층 및 주변 지역의 쌍봉형 조성을 나타내는 변성화산암 중에서 주로 조면암 조성을 나타내는 암석들에 대하여 연구하였다. 일부 암석은 매우 높은 철 함량을 보이며, 대부분 매우 높은 희토류 및 고장력 원소의 함량을 갖는다. 대부분 현저한 Eu(-) 이상치를 보이며 이는 장석의 분별에 기인한 것으로 설명된다. 주목할만한 Nb(-) 이상치가 나타나지 않는 것은 이들의 생성에 지각물질이 개입되지 않았음을 나타내는 것으로 이들의 생성환경에 있어 도호환경이나 대륙지각의 재용융과 같은 과정은 배제될 수 있음을 의미한다. 비유동적인 고장력원소인 Nb와 Y를 이용한 지구조판별도에서 계명산층의 변성조면암은 판내부환경에 도시되며, 높은 Ga 함량과 같은 전형적인 A-형 마그마의 특성을 잘 보여준다. 또한 Eby(1992)의 기준으로 Al형 영역에 속함과 750Ma의 생성시기(Lee et al., 1998)를 참조할 때 이들은 신원생대 초대륙 로디니아의 분열과 관련한 열곡대에서 만들어진 맨틀기원의 판내부 마그마작용 산물임을 시사한다. 이는 옥천변성대 중에서 적어도 계명산층과 문주리층의 일부가 신원생대의 시기에는 남중국의 Cathaysia 블록과 연결되었을 가능성을 강력히 시사한다.

• 암석학회지
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• 제14권3호
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• pp.169-179
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• 2005

계명산층 내의 충주 철광상 부근에서 산출되는 산성 변성화산암들은 매우 높은 희토류 원소 및 고장력 원소 농도를 갖는다. 비교적 높은 ${\epsilon}_{Nd}$(0) 값과 결여된 Nb(-) 이상치는 이들의 형성에 지각물질에 의한 혼염이 수반되지 않았음을 시사한다. 또한 지구조 판별도에서 판내부 환경에 도시된다. 이러한 지구화학적 특징들은 750Ma의 연대를 보이는 문주리층의 산성변성화산암과 매우 비슷하다. 이들은 Al-형(Eby, 1992)에 분류되는 마그마의 지구화학적 특징을 나타내며, 대륙의 분열과 관련된 열곡환경에서 맨틀기원의 마그마가 분화되어 생성되었음을 지시한다. 약 330Ma의 연대를 보이는 충주 철광상 부근의 알칼리 화강암 및 희유금속광상과는 달리 동일지역에서 산출되는 산성 변성화산암들의 Sm-Nd 동위원소 자료는 명확한 동시선을 형성하지 않는다. 또한 낮은 ${\epsilon}_{Nd}$(0) 값을 갖는 알칼리 화강암과는 달리 산성 변성화산암과 희유금속광상은 비교적 높은 ${\epsilon}_{Nd}$(0) 값을 갖는다. 이러한 차이에 근거하여 다음과 같은 생성가설을 제시한다: 계명산층 내의 충주 철광상 부근에 분포하는 산성 변성화산암은 계명산층의 다른 지역과 문주리층 내의 산성 변성화산암들과 마찬가지로 신원생대인 750Ma에 생성되었다. 약 330Ma 경에 기존 Al-형 화성암과 일부 오래된 지각물질의 용융으로 알칼리 화강암이 생성되었다. 이와 동시에 열수작용으로 인한 산성 화산암 내의 물질 재배치로 희유금속광상이 형성되었으며, 뒤이은 약 280Ma경의 광역변성작용시 산성 변성화산암의 Nd-Sm 동위원소계가 교란되었다.

• 암석학회지
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• 제1권2호
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• pp.104-123
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• 1992

옥천 변성염기성암의 변성작용, 원암의 화학적 특징과 생성 당시의 지구조 환경을 유추하기 위하여, 보은과 문경지역에 분포하는 암석을 대상으로 암석기재, 각섬석과 사장석의 광물성분 그리고 전암의 주성분 및 미량성분 원소의 특징에 대한 연구를 수행하였다. 조사지역 변성염기성암내에는, 비록 원래의 광물은 나타나지 않지만, 화성암의 잔류조직이 비교적 흔히 관찰된다. 이들 암석이 나타내는 광물조합은 주로 각섬석 (양기석+보통각섬석)+사장석+녹렴석+녹니석+스핀+불투명 산화광물 등으로 녹렴석-각섬암상이 변성조건을 지시한다. 한편, 각섬석과 사장석의 화학성분은 중압 변성상계의 녹색편암상 (혼합성 결핍이 존재할 경우 녹렴석-각섬암상) 내지 각섬암상에 해당됨을 시사한다. 조립의 각섬석들은 흔히 내부에 양기석의 조성을 갖고 결정의 외부와 벽개를 따라 보통 각섬석의 성분을 가진다. 이는 혼합성 결핍 혹은 복합변성작용에 의한 것으로 해석될 수 있는데, 각섬석의 조직, 성분 및 옥천대에서 추정되는 두 번 이상의 변성작용 (광역 및 접촉)은 후자일 가능성이 높음을 시사하는, 이 문제에 대해서는 앞으로의 보다 자세한 연구가 필요하다. 전암의 주성분과 미량성분 원소의 특징은 옥천 변성염기성암이 판내부 환경에서 형성된 변이질에서 솔레아이트질 현무암임을 지시한다. 심해 환경을 지시하는 증거들이 관찰되지않는 것으로 보아 옥천 변성염기성암이 안정지괴의 내부, 아마도 대륙열곡 환경에서 생성되었으며, 이 열곡의 발달이 해양지각을 형성할 만큼 지속되지 못한 채 정지되었음을 시사하는 것으로 생각된다. 이후에 관입한 화강암질암의 접촉변성 작용이 변성염기성암의 화학성분에 미친 영향을 알아보기 위하여 살펴본 성분 변화유형에서는 화강암체에 가까운 시료들에서 K의 손실이 관찰된다. 따라서 K을 이용한 해석에는 주의가 요구된다.

• 암석학회지
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• 제26권2호
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• pp.113-125
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• 2017

이 연구는 임진강대 남변부에서 산출되는 보장산조면암에 대한 새로운 지구화학적 특징과 조구조 배경에 대해 논한다. 보장산조면암은 희토류 및 고장력 원소의 함량이 매우 풍부하며 거미도형에서 Nb의 이상치가 나타나지 않는 것이 특징인데, 이는 지각물질이 개입하는 호환경의 마그마 과정을 겪지 않았음을 암시한다. 이 조면암은 비유동적인 고장력 원소인 Nb-Y와 (Y+Nb)-Rb 상관도에 의하면 판내부 환경에서 생성된 것으로 판단된다. 또한 높은 Ga 함량은 전형적인 A-형 마그마의 특성을 잘 보여주고, Nb-Y-Ce과 Nb-Y-3Ga 삼각도에서 A1-형 영역에 속하며, Y-La-Nb 삼각도에서 판내부 대륙열곡에서 산출되는 알칼리암을 나타낸다. 이는 이들이 비조산성 대륙열곡 환경에서 맨틀근원물질로부터 나온 마그마의 분화작용으로 생성되었음을 의미한다. 이의 지화학적 특징은 임진강대에서 보장산조면암이 페름-트라이아스기 송림조산운동동안 주 충돌작용 다음에 확장성 환경에서 발달하는 대륙열곡에서 맨틀유래 마그마작용에 의해 생성된 사건을 가리킨다. 이러한 자료는 임진강대를 북중국 및 남중국 지괴 사이의 칠링-다비-술루대의 연장부로 생각할 수 있게 한다.

• 암석학회지
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• 제25권3호
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• pp.261-281
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• 2016

제주도 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트에 대한 암석학적/지화학적 연구는 한반도 상부맨틀 암석권 진화에 대한 우리의 지식을 한층 높이고 있다. 제주도의 페리도타이트 포획암은 대부분 첨정석 레졸라이트이며, 그 외 하즈버가이트와 휘석암으로 이루어져 있다. 제주도 페리도타이트 포획암은 부분용융, 재결정변형작용, 교대작용을 경험한 후 맨틀에 남아있던 잔류맨틀물질임을 나타낸다. 이 포획암은 맨틀웨지 환경에 있었던 암석으로 분별부분용융에 의해 일차적으로 결핍과정을 겪었으며, 소규모의 전단대내 특정한 편압에서 소량의 반상쇄성-압쇄조직이 형성되는 재결정작용도 경험했다. 그 이후 페리도타이트는 섭입하는 슬랩 기원의 $SiO_2$, K, $H_2O$, LREE에 포화된 유체(혹은 용융체)에 의해 다양하게 교대/부화되었다. 슬랩 기원의 이 유체는감람석과 반응하여 사방휘석과 금운모를 이차적으로 형성하였다. 교대작용은 제4기 제주도 마그마 시스템보다 충분히 앞선 사건이었으며, 모마그마와는 성인적으로 관련이 없다. 이러한 교대작용에도 불구하고 제주도 상부맨틀 암석권은 비교적 높은 온도와 교대작용 이후에 주어진 충분한 시간에 의해 지화학적으로 완전한 평형상태에 도달하였다. 그 이후에 동해가 열리고 동아시아 암석권은 확장되어지면서 원시 제주암석권도 맨틀웨지 환경에서 판내부환경으로 변환되어진다. 제4기 판내부환경에서 제주도가 형성되면서 이때 상승하는 알칼리 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트가 지표면에 운반되어졌다. 제주 상부맨틀 암석권에서 일어난 이런 종류의 물질순환은 대륙지각하부 암석권맨틀의 진화에 상당히 중요한 역할을 했었을 것이며, 동아시아 아래 상부맨틀 암석권에 EM I, EM II와 같은 부화된 영역을 형성하는데 기여했을 수도 있다.

• 암석학회지
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• 제27권4호
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• pp.185-194
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• 2018

포항 달전리 주상절리(천연기념물 제415호)와 뇌성산 뇌록산지(천연기념물 제547호)는 중요한 지질 유산적 가치를 지니고 있기 때문에 두 지역의 현무암체에 대한 암석학적 연구를 수행하였다. 달전리 주상절리의 현무암은 감람석과 휘석이 반정으로 나타나며 침상의 사장석, 휘석, 불투명 광물 등이 기질을 이루는 반상조직을 보인다. 반면 뇌록산지의 현무암은 미정질의 기질에 사장석, 감람석, 휘석 반정을 함유하고 있으며, 사장석 반정이 특징적으로 나타난다. 또한, 전암대자율, XRD, XRF 분석 결과에서도 두 지역의 현무암은 서로 뚜렷이 구분되는 특성을 가진다. 화학분석 결과를 TAS와 Zr-Ti 다이어그램에 도시 결과, 전자는 대부분 알칼리 계열의 포노테프라이트(phonotephrite)의 조성을 가지며 판내부환경(within-plate basalt)에서 형성된 것으로 판단되며, 후자는 칼크-알칼리 계열의 현무암질 안산암 내지 안산암 조성을 가지며, 화산호(volcanic arc basalt)의 영역에 도시된다. 따라서 두 현무암은 기원 맨틀 물질에 차이가 있으며, 이러한 차이는 신생대 마이오세의 지체구조 환경 변화에 기인한 것으로 판단된다.

• 암석학회지
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• 제4권1호
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• pp.20-30
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• 1995

이 연구는 경기육괴에 속하는 춘천 동부 지역의 구봉산층군내 각섬암(구본산 각섬암) 및 그 남동부의 상걸리 지역 용두리 편마암 복함체내에 산출되는 각섬암(상걸리 각섬암)에 대한 야외관계 및 주성분 원소의 특징을 보고하며, 그 기원을 토의 한다. 많은 경우에 주변 변성퇴적암과 조화적인 산출상태를 보이는 춘천 각섬암의 화학적 특징을 화성기원임을 나타낸다. $SiO_2$ 함량이 45~53 wt%인 이들 각섬암의 원암은 현무암질로 대부분 비알칼리 계열이 솔리아이트에 속한다. MgO 변화그림에서 $Na_2O$, $Fe_2O_3$, $Al_2O_3$ 는 전반적으로 분산되는 반면, CaO는 MgO와 정비례하고 $SiO_2$, $TiO_2$, $P-2O_5$, $K_2O$는 MgO와 반비례하는 경향을 보인다. 이들 주성분 원소의 변화는 현무암질 마그마의 감람석, 단사휘석, 사장석의 정출과 관련된 분화 결과로 GUTJR될 수 있다. 강걸리 각섬암은 구봉산 각섬암에 비해 낮은 MgO를 가져보다 분화된 암석임을 보이는데, 두 각섬암의 불호정원소의 비 $TiO_2/P_2O_5$의 차이는 모 마그마의 성인이 다름을 시사한다. 주성분 원소를 이용한 지구조 판별 그림에서 추천 각섬암을 그원암이 판내부환경에서 정치한 현무암질암임을 시사하여, 옥천대 각섬암의 그것과 유사하다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.132-132
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• 2001

옥천변성대의 충주-황강리 지역내 앰피볼라이트의 기원암은 염기성 화성암으로 쏠레이아이트 계열의 변이질암에 속한다. Fe $O^{*}$/MgO값의 변화에 대하여 분별작용에 의해 영향을 받는 주성분 원소와 미량원소들의 변화를 보게되면 Ti $O_2$, Fe $O^{*}$와 불호정성 원소(incompatible element)인 Zr, Nb, Hf, Ta, Th 등은 분별작용동안 증가하는 반면 호정성 원소(compatible element)인 MgO, $Al_2$ $O_3$, Ni, Cr 등은 감소하는 경향을 보여주고 있다. Fe $O^{*}$/MgO, Ti $O_2$ 그리고 Fe $O^{*}$는 심해성 쏠레이아이트 영역으로부터 분화된 경향을 나타내 주고 있다. Ni, Cr은 Fe $O^{*}$/MgO값의 증가에 따라 급속히 감소하며 안정한 대륙과 해저화산의 영역에 도시되고 있으며 칼크-알칼리(CA)와는 관계가 없고 쏠레이아이트의 영역에서 변화 패턴을 보여주어 앰피볼라이트가 활동적인 대륙연변부의 지구조 환경보다는 안정한 대륙이나 해저화산과 관계가 더 있음을 시사한다. 경휘토류 원소(LREE)는 중휘토류 원소(HREE)에 비해 더욱 부화된 특성을 띠고 원자번호가 증가하면서 표준화된 휘토류 원소패턴의 경사가 점차 감소하는 경향을 보여주고 있다. 대부분의 시료들은 큰 Eu이상치를 갖고 있지 않아 마그마 정출 과정동안 사장석의 분별작용이 거의 수반되지 않았음을 지시하고 전체적인 휘토류 원소의 패턴은 거의 평행하게 나타나므로 기원 마그마가 유사함을 의미하고 있다. 비유동성 원소를 이용한 여러 판별도표들을 통해서 본암은 대륙성 현무암질암으로서 판내부 환경에서 유래되었으며 대륙내부 열곡의 알칼리 현무암과 대륙성 현무암 영역에 속하는 것으로 보아서 대륙지각내 열곡작용과 같은 장력운동에 수반되어 생성된 것임을 시사해 주고 있다. 앰피볼라이트의 지각혼성화를 평가하기 위해 이에 필요한 몇 개의 지화학적 매개변수를 계산한 결과 La/Ta, La/Nb, Nb/Th들의 값이 오염 안된 마그마의 값을 지시해 주어 본암이 지각혼성화 작용을 받지 않은 것으로 나타났다. 대부분의 시료들은 P-타입 MORB의 영역에 속하며 소수의 시료가 T-타입 MORB의 영역에 도시되고 있어 본 앰피볼라이트의 생성에는 양적으로 다른 두 가지의 유사한 마그마가 수반된 것으로 추정된다. 것으로 추정된다.

• 암석학회지
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• 제13권4호
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• pp.201-213
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• 2004

경기육괴 중부지역에 속하는 경기도 양수리 일대의 변성복합체 내에 분포하는 선캄브리아 각섬암과 옥천대의 동남변에 위치하는 경북 문경군 상내리 일대에 분포하는 각섬암에 대하여 주성분 원소, 미량 원소 분석을 통하여 이들 지역의 각섬암류의 성인을 규명하고 화성활동에 대한 지구조적 환경을 해석 및 비교하였다. 분석 결과 두 지역에 분포하는 각섬암은 화성기원으로 사료된다. 원암의 분류에서는 두 지역 모두 소레아이트, 아알칼리, 알칼리질 현무암을 나타내었으며 주로 소레아이트 영역에 해당되었다. Ti-Zr-Y 및 Zr-Nb-Y 자료를 도시하면 일반적으로 경기육괴의 각섬암은 중앙해령내지 화산호 현무암과 같은 해양성 현무암이고, 동남부 옥천대의 각섬암은 판내부 현무암으로 분류되어 두 지역의 생성환경차이가 뚜렷하게 나타난다. 옥천대의 경우 같은 지역의 기존의 연구 결과와 잘 일치하며, 양수리 각섬암의 경우는 경기육괴 서부 지역의 연구결과와 유사하여 경기 육괴 서부에 분포하는 각섬암과 비슷한 기원 마그마로부터 유래된 것으로 사료된다. 희토류원소의 분석치는 두 지역 모두 LREE가 HREE 보다 높으며 음의 Eu 이상치가 확연하게 나타나지 않아 사장석의 분별정출이 마그마의 기원에 별다른 영향을 주지 않았음을 알 수 있다.