백두산 역사시대 분화물의 암석화학적 특성 연구 (Petrochemical characteristics of volcanic rocks of historic era at Mt. Baekdusan)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 50권 / 6호 / 753 ~ 769페이지
· 저자명 : 윤성효, 고정선

초록

백두산 천지 칼데라 정상부에 분포하는 역사시대의 시료를 채집하여 암석화학적 특징을 통해 그 성인과 마그마 진화에 규명하고자 주성분, 미량성분과 Sr, Nd, Pb 동위원소 비에 대한 지화학적 특징을 고찰하였다. 지질조사 결과 백두산 천지 칼데라 정상부 부근의 역사시대 분출물은 대부분 조면암에서 유문암 성분으로 구성된부석층이며, 이들 하부의 용암류는 성층화산체를 이루는 조면암과 알칼리유문암이다. 운석에 대해 표준화한REE 패턴을 보면 경희토류원소 함량이 중희토류원소 함량에 비해 부화되어 있는 특징을 가진다. 미량원소와희토류원소의 부화 정도에 따라 A-그룹(1 ka 밀레니엄 부석, 1668년, 1903년 분화 부석들)과 B-그룹(40 ka 조면암, 17 ka 흑요석질 코멘다이트, 25 ka 부석, 1702년 부석들)으로 구분할 수 있다. 조면현무암에서는 Eu의 정(+) 상관관계를, 조면암에서 유문암까지는 점차 부(-)의 상관관계가 강해진다. 지화학적 모델링 검토를 통한 결과와 지화학적 변화 특징을 고찰해 보면, 조면현무암에서 조면안산암을 거쳐 조면암까지는 사장석, 휘석, 각섬석, 흑운모가 분별결정작용에 큰 영향을 미치는 반면에, 유문암에서는 사장석보다는 K-장석이 큰 영향을 미친것을 볼 수 있다. 동일한 마그마방내에서 결정분화작용에 의해 상부는 조면유문암질 성분으로, 하부는 조면현무암질 성분으로 점이적으로 나뉘어졌으며, 상부에 있던 유문암질 마그마가 폭발성에 의해 먼저 분출한 후 조면현무암이 분출하였다. 백두산 정상부의 화산활동은 용암대지의 현무암처럼 판내부 화산활동에 의해 형성되었으며, 미량원소 함량 조성은 섭입대에서 유래된 마그마 작용에 연관된 의미있는 증거를 나타내지 않는다. Sr,Nd, Pb 동위원소 비는 일부 시료에서 지각 동화작용을 약간 받은 것을 제외하면, 거의 같은 근원물질에서 기인한 것을 나타낸다. 동아시아에 분포하는 현생대 현무암들과 비교해 보면 결핍된 맨틀과 EM I 사이의 값을 가지는 북동 중국에 분포하는 현무암과 유사한 근원물질에서 유래했음을 지시한다. 이러한 지화학적 특징은 신생대동안 연약권의 상승에 의한 화산활동의 결과로 해석된다.

영어초록

The genesis and magma evolution were investigated with respect to volcanic rocks erupted forhistorical era from summit caldera at Mt. Baekdusan volcano, using a comprehensive data set of major and traceelements, Sr, Nd, and Pb isotopic compositions. Based on the geological survey for summit caldera area, historiceruption materials are mainly composed of pumice, and trachyte and alkali rhyolite of the Baekdusan stratovolcanois overlain by this historic pumice. Total alkali content change for an increase of the SiO2 indicates a differentiationtendency of alkali basalt magmas, and corresponds to the high-K-series. REEs pattern normalized to the chrondriteare more enriched in HREEs than LREEs with weak positive Eu anomaly in trachybasalt, but mild to strong negativeEu anomaly from trachyte to rhyolite. It can be divided two group, group-A ( 1 ka Millennium pumice, 1668 and1905 pumice) and group-B (40 ka trachyte, 17 ka obsidian comendite, 25 ka pumice, 1702 pumice) according tothe relative enrichment of HREEs. The geochemical characteristics and modelling result indicated that fractionalcrystallization of plagioclase, pyroxene, hornblende, and biotite occurred from trachybasalt to trachyte incomposition, but fractional crystallization of K-feldspar is more important factor from trachyte to rhyolite. Withinmagma chamber, the upper part has been to be more mafic and the lower part to be more felsic by the fractionalcrystallization. The felsic magma eruption with more vapour component took place prior to the mafic magmaeruption. Volcanic activity in Mt. Baekdusan summit during historical era was resulted from intraplate magmatismand trace elements do not indicate significant contributions from a subduction slab. Sr, Nd, Pb isotope ratios withsame to basalt of the lava plateau indicate that lavas in summit were originated by melting of the same source material without little or no assimilation-contamination of crust material, being similar to source rocks of basaltic rocksin NE China.

참고자료

· 없음