• 한국광물학회:학술대회논문집
• /
• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
• /
• pp.75-75
• /
• 2001

We report Sr, Nd and Pb isotope data of clinopyroxene separates from ultramafic xenoliths and their host basaltic rocks in Jeju Island, Baekryeong Island, Boeun and Ganseong, Korea. The isotopic data of the xenoliths and host basalts are distinctly different from those of Korean basement rocks. Except for two xenoliths from Ganseong, all samples in this study have isotopic ratios within the combined range of MORB-OIB data. All basaltic rocks have Nd-Sr-Pb isotope compositions different from those of xenoliths, indicating that the host basaltic magma did not derive from the lithospheric mantle where the xenoliths originated. The range of isotopic composition of xenoliths is much greater than that observed in host basalts, which reflects small-scale heterogeneity of the lithospheric mantle. The greater isotopic heterogeneity of the lithospheric mantle probably reflects its long-term stability. The spinel peridotite xenolith data of Jeju Island, Baekryeong Island and Boeun display mixing hyperbolas between DMM and EM II end members. Since Jeju basalts have EM II-like isotopic signature, the mixing relationship shown by the isotopic data of the Jeju xenoliths can be interpreted as the result of infiltration of metasomatic fluid or melt derived from basaltic magma into DMM-like lithospheric mantle. In contrast to other xenolith sites, the Ganseong xenoliths are dominantly clinopyroxene megacryst and pyroxenite. Clinopyroxene megacrysts have different isotopic ratios from their host basalt, reflecting its exotic origin. Two Ganseong xenoliths (wherlite and clinopyroxenite) have much enriched Sr and Nd isotopic ratios and Nd model ages of 2.5-2.9 Ga, and plot in an array away from the MORB-OIB field. The mantle xenoliths from Korean Peninsula have similar $\^$87/Sr/$\^$86/Sr,$\^$143/Nd/$\^$144/Nd and $\^$207/Pb/$\^$204/Pb ratios to, but higher $\^$208/Pb/$\^$204/Pb ratios than, those from eastern China, indicating that Korean xenoliths are derived from the lithospheric mantle with higher Th/U ratio compared with Chinese ones. The isotopic data of xenolith-bearing basalts of Baekryeong Island and Ganseong, along with Ulreung and Dok Islands, show a mixing trend betlveen DMM and EM I in Sr-Nd-Pb isotopic correlation diagrams, which is also observed in tile northeastern Chinese basalts. However, the Jeju volcanic rocks show an EM II signature that is observed in southeastern Chinese basalts. The isotopic variations in volcanic rocks from the northern and southern portions of the East Asia reflect a large-scale isotopic heterogeneity in their source mantle.

• 한국지구과학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.481-496
• /
• 2012

제주도 주변 대륙붕해역에 분포하는 퇴적물의 기원지를 해석하기 위해 표층퇴적물의 희토류원소(REE), 주성분 및 미량원소, Sr-Nd 동위원소비를 분석하였다. 퇴적물의 화학원소에 근거한 변질지수(CIA)는 44.2-68.9(av.59.4)의 범위를 보이며 황하강퇴적물과 유사하였다. 연구지역 퇴적물을 콘드라이트로 표준화한 REE 패턴에서 대부분 LREE가 부화된($La_{(N)}/Sm_{(N)}$ >3) 작은 Eu 부(-) 이상을 가지는 전형적인 셰일의 희토류원소의 패턴을 나타낸다. UCC로 표준화한 REE 패턴에서 연구지역 남서쪽 외해지역의 퇴적물 시료들은 황하나 금강기원 퇴적물보다 양자강퇴적물과 유사한 높은 희토류원소함량과 위로 볼록한 REE 패턴을 보여 양자강기원 부유물질이 제주도 서쪽해역까지 운반되고 있음을 의미한다. $^{87}Sr/^{86}Sr$ 동위원소비와 ${\varepsilon}_{Nd}(0)$의 구분지수는 연구지역 퇴적물의 기원지를 밝히는데 지시자로 제시할 수 있었다. 연구지역의 서쪽과 북서쪽에 분포하는 대부분의 퇴적물은 황하강 퇴적물 주위에 밀집 분포하는 특징을 보이고, 양자강 하구역과 가까운 남서쪽지역의 퇴적물들은 양자강 수중삼각주 퇴적물과 유사성을 보였다. 반면 제주도 북동쪽지역의 퇴적물은 중국의 강기원 퇴적물과는 다른 지역에 위치하는 특징을 보여, 따라서 제주도 주변해역은 복합기원 퇴적물이 집적되고 있음을 의미한다.

• 자원환경지질
• /
• 제29권2호
• /
• pp.151-158
• /
• 1996

Rb-Sr isochron ages, Sr and Nd isotopic compositions were determined for late Cretaceous granophyre on the Haenam-Wando areas, the southwestern part of the Yeongdong-Kwangju depression in Korea. The granophyre in the Haenam-Wando areas are distributed in the shape of a resurgent cauldron. Five samples of Haenam granophyre give a defined Rb-Sr whole rock isochron age of $75.7{\pm}7.2Ma$ and Sr initial ratio of $0.70826{\pm}0.00020(2{\sigma})$. Plagioclase, orthoclase and whole rock of Haenam granophyre give a defined Rb-Sr whole rock-mineral isochron age of $67.0{\pm}5.8Ma$ and Sr initial ratio of $0.708880{\pm}0.00028(2{\sigma})$. Five samples of Wando granophyre give a defined Rb-Sr whole rock isochron age of $70.6{\pm}3.3Ma$ and Sr initial ratio of $0.70850{\pm}0.00088(2{\sigma})$. Eight samples of Haenam granophyre give a defined Nd isotope ratios of 0.512180~0.512259 and ${\varepsilon}Nd$ (T) values of -6.53~-8.15, ${\varepsilon}Sr$ (T) values of +51.49~+66.48 and model age of 1.28~1.60 Ga. Four samples of Wando granophyre give a defined Nd isotope ratios of 0.512228~0.512289 and ${\varepsilon}Nd$ (T) values of -6.74~-8.00, ${\varepsilon}Sr$ (T) values of +54.88~+78.98 and model age of 1.14~1.42 Ga.

• 자원환경지질
• /
• 제30권3호
• /
• pp.249-262
• /
• 1997

The Sr and Nd isotopic compositions of two foliated granitic plutons located in the Chonju and Sunchang area were determined in order to reconfirm the intrusion ages of granitoids and to study the sources of granitic magmas. The best defined Rb-Sr isochron for the whole rock samples of the Chonju foliated granite (CFGR) give an age of $284{\pm}12Ma$, suggesting early Permian intrusion age. In contrast, the whole rock Rb-Sr data of the Sunchang foliated granite (SFGR) scatter widely on the isochron diagram with very little variation in the $^{87}Rb/^{86}Sr$ ratios and, therefore, yield no reliable age information. Futhermore they show the concordance of mineral and whole rock Rb-Sr isochron and divide into two linear groups with roughly the same slopes and significantly different $^{87}Sr/^{86}Sr$ ratios, indicating some kind of Rb-Sr distortion in whole rock scale and a difference in source material and/or magmatic evolution between two subsets. The reconstructed isochrons of 243 Ma, which was defined from the proposed data by the omission of one sample point with significantly higher $^{87}Rb/^{86}Sr$ ratio than the others, and 252 Ma, from the combined data of it and some of this study, strongly suggest the possibility that the SFGR was intruded appreciably earlier than had previously been proposed, although the reliability of these ages still questionable owing to high scatter of data points and, therefore, further study is necessary. All mineral isochrons for the investigated granites show the Jurassic to early Cretaceous thermal episode ranging from 160 Ma to 120 Ma Their corresponding initial $^{87}Sr/^{86}Sr$ ratios correlate well with their whole rock data, indicating that the mineral Rb-Sr system of the investigated granites was redistributed by the postmagmatic thermal event during Jurassic to early Cretaceous. The initial ${\varepsilon}Sr$ values for the CFGR (64.27 to 94.81) tend to be significantly lower than those for the SFGR (125.43 to 167.09). Thus it is likely that there is a marked difference in the magma source characteristics between the CFGR and the SFGR, although the possibility of an isotopic resetting event giving rise to a high apparent initial ${\varepsilon}Sr$ in the SFGR can not be ruled out. In contrast to ${\varepsilon}Sr$, both batholiths show a highly resticted and negative values of initial ${\varepsilon}Nd$, which is -14.73 to -19.53 with an average $-16.13{\pm}1.47$ in the CFGR and -14.78 to -18.59 with an average $-17.17{\pm}1.01$ in the SFGR. The highly negative initial ${\varepsilon}Nd$ values in the investigated granitoids strongly suggest that large amounts of recycled old continental components have taken part in their evolution. Furthermore, this highly resticted variation in ${\varepsilon}Nd$ is significant because it requires that the old crustal source material, from which the granitoid-producing melts were generated, should have a reasonably uniform Nd isotopic composition and also quit similar age. Calculated T2DM model ages give an average of $1.83{\pm}0.25Ga$ for CFGR and $1.96{\pm}0.19Ga$ for SFGR, suggesting the importance of a mid-Proterozoic episode for the genesis of two foliated granites. Although it is not possible to determine precisely the source rock compositions for the investigated foliatic granites, the Sr-Nd isotopic evidences indicate that midcrustal or less probably, a lower crustal granulitic source could be the most likely candidate.

• 자원환경지질
• /
• 제31권2호
• /
• pp.149-158
• /
• 1998

Volcanic rocks including rhyolitic tuff, rhyolite and welded tuff in the Bupyeong silver mine area form a topographic circular structure known as a resurgent caldera. Granitic rocks are emplaced inside and outside area of the circular structure. K-Ar dating and Nd-Sr isotope studies were carried out to invesitigate the origin and petrogenetic evolution of the rhyolitic and granitic magma in the Bupeong silver mine area. Whole rock K-Ar age ranges from 208 to 131 Ma for rhyolitic rocks. Radiometric ages for the granitic rocks are 167.6 Ma for pink feldspar biotite granite from inside granitic pluton of the circular volcanic body, 178.8 Ma for the Kimpo hornblende biotite granite and 111.8 Ma for the Songdo foliated granite from outside granitic plutons of the volcanic body. The radiometric age data indicates that the volcanic activities which are partly overlapped by granite plutonic activities in the Bupyeong mine area had recorded early Jurassic and early Cretaceous in age. Initial Sr and Nd isotopic ratios of the rhyolitic rocks ($^{87}Sr/^{86}Sr$=0.710~0.719 and $^{143}Nd/^{144}Nd$=0.5115~0.5118) are similar to those of granitic rocks ($^{87}Sr/^{86}Sr$=0.709~0.716 and $^{143}Nd/^{144}Nd$=0.5115~0.5116) from inside granite stock. This means that similar source materials of felsic magma responsibles for the Bupyeong volcanic rocks and inside plutonic rocks. Based on the Nd and Sr isotopic compositions, rhyolitic and granitic magmas in the Bupyeong area originated from the partial melting of the old continental crust which has Nd model age ranging from 1500 to 2900 Ma. This is analogous to those of the other Jurassic granitoids in South Korea.

• 암석학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.27-35
• /
• 2001

지리산 지역의 차노카이트는 외국의 많은 예와 같이 고도의 변성작용을 받은 선캠브리바기 지역에 나타나며 회장암과 함께 산출된다. 차노카이트 전암 및 석류석에 대한 Sm-Nd 연대측정 결과 괴상 차노카이트는 $1827\pm$32(2$\sigma$) Ma, 엽리상 차노카이트는 $1820\pm$22($2\sigma$) Ma를 나타낸다. $\varepsilon_{Nd}$(T)는 각각 -5.5$\pm$0.2와 -$6.0\pm$0.5 이며, 이 연대로 계산한 $^{87}$ $Sr^{86}$ Sr 초기치는 각각 0.71319, 0.71532이다. 괴상 및 엽리강 차노카이트가 동일한 연대와 Nd 초기치, 유사한 Sr 초기치를 가지는 것은 비록 이들의 현재 조직은 다르지만 균질한 동위원소 조성을 갖는 동일한 암체로부터 같은 시기의 변성작용에 의해 만들어진 것으로 해석된다. 차노카이트의 Nd 초기치, Sr 초기치는 맨틀의 값과는 매우 다르며 지각의 영향을 나타낸다. 회장암체 내에 배태한 함티타늄 회장암질암체에서 분리한 석류석, 사장석 및 유색광물 부분에 대한 Sm-Nd 연대측정 결과는 $1792\pm$90($2\sigma$) Ma, 이트와 회장암의 광물연대가 오차범위 내에서 같은 점은 이들 사이에 성인적 관계가 있을 가능성을 시사한다. 그러나 차노카이트와 회장암의 화화적 조성은 분화관계로는 설명되지 않으며, 또한 Nd 동위원소 초기치및 Sr 등위원소 초기치 역시 다르다. 이는 이들이 다른 기원물질에서 만들어 졌음을 의미하며 둘 사이의 시기적 연관성은 외국 다른 지역의 연구결과들과 마찬가지로 차노카이트의 생성에 회장암이 주된 열원으로 작용하였을 가능성을 시사한다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2001

본 연구는 옥천대 중앙부에 위치한 전주 엽리상화강암체에 대한 전암화학 및 Sr, Nd동위원소 조성을 측정하여 화강암체의 관입시기와 기원을 파악코자 하였다. 본 암체는 중립 내지 조립질의 엽리상 흑운모 화강암으로 중성 내지 산성 조성을 보여 비교적 넓은 조성변화를 갖는다. 칼크알칼리 계열에 속하고, 대륙 및 호상열도의 지구조환경에서 형성된 화강암류의 특징을 나타낸다. 분석된 시료를 이용한 Rb-Sr 전암연령은 168.2${\pm}$8 Ma(2${\sigma}$)이고, Sr 초생치는0.71354${\pm}$0.00031로서 중생대 쥬라기 중기 관입암체에 해당된다. $^{143}$Nd/$^{144}$Nd 비는 0.511477${\sim}$0.511744의 범위를 갖고 있다. 168.2Ma로 표준화한 ${\varepsilon}$Nd 값은 -15.4${\sim}$-21.2, ${\varepsilon}$Sr 값은 +108.8${\sim}$+l42.6이고, 맨틀에 대한 모델연령은 1.82${\sim}$2.89Ga이다. 이러한 동위원소 조성은 전주 엽리상화강암체를 형성한 마그마가 대륙 지각물질의 부분용융산물임을 나타낸다.

• 암석학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.130-138
• /
• 1993

주로 연대측정이 어려운 변성최적암류로 이루어진 선캠브리아의 경기육괴에 대해 정량적 연대측정 방법을 개발하기 위하여 대리암에 대한 연대측정법의 적용 가능성에 대해 연구하였다. 이 지역의 대리암은 대부분 규산염 광물을 함유하고 있으므로 염산을 사용한 선별용해 실험을 하였다. 미량원소 분석결과 Zr과 Rb은 거의 대부분 잔류물에 함유되어 있으며 U도 염산용해 부분보다는 잔류물에 많이 포함되어 있음을 알 수 있었다. 또한 Pb, Sr, Sm, Nd은 양쪽에 비슷하게 포함되며 Th은 다소 복잡한 양상을 보인다. 선별용해에 의한 Sr 동위원소 분석시에는 Sr 동위원소비가 높은 규산염 광물의 영향을 쉽게 영향을 받기 때문에 많은 주의와 연구가 요구된다. 탄산염 광물로만 구성된 순수한 대리암 시료를 골라 여러 조각으로 나눈 후 각각에 대해 분석된 Pb 동위원소비로부터 연대를 구하는 방법이 Sr 동위원소 분석에 의한 연대측정보다 성공 가능성이 높은 연대측정법으로 판단된다.

• 암석학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.77-97
• /
• 1998

경상분지 북부에 위치한 온정리 화강암의 암석화학적, 동위원소 지구화학적 특징으로부터 암체의 성인과 기원물질의 특징 등을 고찰하였다. 온정리 화강암의 연대에 대해 선백악기, 또는 백악기라는 상반된 견해가 있었으나 야외지질학적인 특징과 K-Ar 자료로 볼 때 백악기 말(87 Ma 내외)로 판단된다. 각섬석 지압계를 적용시켜 보았을 때 온정리 화강암의 정치 압력은 2 kbar 이하로 계산된다. 온정리 화강암의 암석화학적, 동위원소적 특징은 비교적 미 성숙된 호 환경에서 생성되었음을 지시한다. 온정리 화강암의 $SiO_2$ 함량과 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기치는 부(-)의 직선관계를 잘 보이며 $^{207}Pb/^{204}Pb$ 초기치는 정(+)의 상관관계를 보여 두 단성분 사이의 불완전한 혼합, 또는 동화작용의 가능성을 지시한다. 그러나 현재 노출되어 있는 암체 중 오염체로 고려할 만한 단성분을 찾기는 어려우며 따라서 혼합이나 동화 작용을 일으킨 오염체가 하부지각에 위치할 가능성이 높다. 경상분지 내에 분포하는 백악기-제 3기 화강암의 연대와 지화학적, 동위원소적 특징을 정리하고 온정리 화강암의 특징과 비교해 보면 다음과 같은 결론이 얻어진다. 1) 화강암류의 연대는 특정 시기에 집중되는 경향성을 보여 경상 분지에서의 백악기 이후 화성 활동이 불연속적인 사건에 의해 일어났을 가능성이 높다. 2) 화강암류는 젊은(9억년 이내) 하부지각에서 유래되었으며 그 동위원소적 특징은 기원물질의 불균질성을 반영한다고 보아진다. 전반적으로 경상분지 화강암류의 동위원소적 특징과 화학조성은 상부지각 혼염에 의해 조화적으로 설명되지 않는다. 3) 경상분지 화강암류의 암상과 연대, 그리고 동위원소적 특징은 서남 일본 산인 벨트에 분포하는 화강암의 특징과 잘 일치한다. 4) 온정리 화강암의 Sr-Nd 동위원소비는 경상분지와 서남일본 내대에 분포하는 백악기 이후 암체 중 비교적 초생적인 영역에 해당된다.

• 자원환경지질
• /
• 제35권6호
• /
• pp.523-532
• /
• 2002

백령도에서 산출되는 알칼리 현무암과 현무암내의 맨틀포획암에 대하여 REE와 Nd-Sr, 영족기체의 동위원소비를 분석하여 초염기성 포획암과 알칼리 현무암질 마그마의 기원을 해석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 스피넬-러조라이트 맨틀 포획암을 다량 함유한 알칼리 현무암은 주로 현무암-뮤저라이트(mugearite)와 현무암질 안산암으로 구성되어 있다. (2)높은 HREE특징을 가지는 알칼리 현무암의 REE패턴은 OIB패턴과 유사하다. 그리고 상이한 시료들 간에 비교적 균일한 REE패턴은 알칼리 현무암질 마그마가 동일 기원물질에서 유래하였음을 시준하고 있다. (3)현무암의 Nd-Sr동위원소비는 알칼리 현무암질 마그마가 지각물질의 혼입영향이 없는 결핍맨틀 기원임을 가르키고 있다. (4)포획암중 감람석의 헬릅동위원소비($^3$He/$^4$He)는 5.0${\pm}$1.1Ra-6.7${\pm}$1.3Ra로 MORB 값(ca. 8.0Ra) 보다 낮으며 대륙지각 하부 리소스피어 맨틀의 특성을 나타내고 있다. 그러나 시료 OL-7 감람석의 높은 ($^3$He$^4$He(16.8${\pm}$3.1Ra) 값은 분출후 우주선 기원$^3$He의 혼입으로 추정된다. 감람석의 아르곤 동위원소비$^{40}$Ar$^{36}$Ar=300~500)는 MORB값(10,000~30,000)보다 훨씬 낮은 대기 아르곤의 동위원소비(295.5)에 가깝다. 이는 백령도 포획암의 감람석이 마그마 분출후 느린 탈가스 과정에 대기의 혼염이 있었음을 암시하고 있다.