무등산지역에 분포하는 화산-심성암류의 암석학적 및 지구연대적 연구 :Petrological and geochronological studies of volcanic-plutonic rocks in the Mudeungsan area, South Korea

정우철

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자료유형: 학위논문

저자정보: 정우철 (전남대학교, 전남대학교 대학원)

지도교수: 길영우

발행연도: 2016

저작권: 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수34

이 논문의 연구 히스토리 (4)

2016

무등산지역에 분포하는 화산-심성암류의 암석학적 및 지구연대적 연구

정우철 에너지자원공학과 2016.01 학위논문

2015

무등산응회암 내 사장석의 누대구조에 대한 광물학적 예비연구

정우철 , 길영우 , 설정환 외 3명 대한지질학회 학술대회 2015.10 학술대회자료

2014

천왕봉과 안양산을 중심으로 한 무등산응회암의 암석학적 연구

정우철 , 길영우 , 허민 암석학회지 2014.12 학술저널

2013

고도 변화에 따른 무등산응회암의 암상변화에 대한 예비연구

정우철 , 길영우 , 설정환 대한지질학회 학술대회 2013.10 학술대회자료

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무등산은 백악기에 형성된 능주분지의 북동부에 위치하고 있고, 화순안산암, 무등산응회암, 도곡유문암과 같은 백악기 화산암류와 무등산화강암, 석영반암과 같은 백악기 심성암류로 구성되어 있다. 본 연구에서는 이 백악기 화산-심성암류의 암석성인적 특징과 형성사를 밝히기 위한 암석학적, 지구연대적 연구를 수행하였다.
SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정결과, 86.03~84.1 Ma에 무등산응회암이 분출되었고, 82.99±0.67 Ma에 무등산화강암이, 85.66±0.90 Ma에 석영반암이 각각 정치, 관입되었다.
이들 중, 가장 후기에 형성된 무등산화강암은 천소관입암의 특징인 미문상구조와 미아롤리틱 공동이 관찰되는 알칼리화강암이다. 무등산화강암의 암석지화학 분석결과, 무등산화강암은 I형 화강암 계열이고, 약 3.3 km 보다 얕은 심도에 정치되었다.
무등산지역 화산-심성암인 화순안산암, 무등산응회암, 도곡유문암, 무등산화강암, 석영반암의 암석지화학 분석결과, 이들의 주성분원소는 모두 선형적인 변화경향이 나타나고, 거미도에서 미량원소와 희토류원소의 특징이 매우 유사하며, 지구조 판별도에서는 모두 화산호 환경에 속한다. 이는 무등산지역 화산-심성암류가 섭입대 화산호 환경에서 형성된 동원마그마가 분화하여 형성되었다는 것을 의미한다. 이러한 동원마그마에서 형성된 무등산지역 화산-심성암류들은 분별정출작용에 의한 마그마분화를 겪었다. 연구지역의 야외암상의 특징, 미량원소의 경향, 사장석의 성분의 변화는 마그마가 지표로 올라오는 과정 중 마그마혼합과 지각혼염 작용의 영향을 받지 않았고, 주로 사장석의 분별정출작용에 의해 분화하였다는 것을 지시한다.
무등산 지역 화산-심성암류의 암석학적 결과와 지구연대학적 연구 결과를 종합하여 보면, 쥬라기 광주화강암 위로 분출한 마그마에 의하여 화순안산암이 형성된 후, 약 86.03~84.1 Ma에 화산쇄설물이 분출하여 무등산응회암을 형성하였다. 무등산응회암의 분출 후, 지하 마그마의 빈 공간이 붕괴하였고, 약 85.66 Ma에 칼데라가 형성되면서 석영반암이 열극을 통하여 환상암맥으로 관입되었다. 그 후, 잔류한 마그마는 도곡유문암을 형성하였고, 약 82.99 Ma에는 분화된 마그마가 천소 깊이에서 정치되어 무등산화강암을 형성하였다.

Mudeungsan, located on the south-west part of the Korean Peninsula, consists of the Cretaceous volcanic-plutonic rocks, such as Hwasun andesite, Mudeungsan tuff, Dogok rhyolite, Mudeungsan granite, and quartz porphyry. Petrological and geochronological studies were performed to understand the petrogenesis and characteristics of these volcanic-plutonic rocks.
Zircon SHRIMP U-Pb ages indicate that Mudeungsan tuff erupted during 86.03~84.10 Ma, ring dyke of quartz porphyry intruded at the south-west part of the Mudeungsan tuff near 85.66±0.90 Ma, and Mudeungsan granite was emplaced at the north part of the Mudeungsan tuff near 82.99±0.67 Ma.
Whole rock K-Ar ages of Hwasun andesite and Dogok rhyolite indicate that they erupted at late Cretaceous period and K-Ar ages were consistent with volcanic stratigraphy in the Mudeungsan area.
Mudeungsan granite, I-type alkali granite, was shallow-depth emplacement granite at depths less than 3.3 km, determined by geochemical and petrological characteristics, such as micrographic texture, miarolitic cavity, and etc.
The volcanic-plutonic rocks in the Mudeungsan were generated from cogenetic magma on volcanic arc environment, according to geochemical results, such as the similar trend in major and trace element variation diagrams, similar patterns of chondrite normalized and primitive mantle normalized trace elements in spider diagram, and same volcanic-arc tectonic environment in the tectonomagmatic discrimination diagram.
Petrological characteristics, trace elements trend, and plagioclase compositions of the volcanic-plutonic rocks from Mudeungsan indicate that magma evolution was mainly controled by fractional crystallization of plagioclase without magma mixing and crustal contamination.
Accordingly, Hwasun andesite erupted onto the Cretaceous sedimentary rocks and Jurassic granite before the eruption of Mudeungsan tuff. Mudeungsan tuff erupted on the Hwasun andesite during 86.03~84.1 Ma. A caldera was formed after the eruption of Hwasun andesite and Mudeungsan tuff, and then quart porphyry intruded as ring dyke near 85.66 Ma. The residual magma erupted to form the Dogok rhyolite. More evolved magma intruded at depth less than 3.3 km and formed the Mudeungsan granite near 82.99 Ma.

1.서론 1
2.지질개요 4
3.연구방법 7
3.1 모드 분석 7
3.2 전암 주성분 및 미량원소 분석 7
3.3 저어콘 U-Pb 동위원소 분석 11
3.4 전암 K-Ar 동위원소 분석 13
3.5 사장석 주성분 점 분석 14
4.암석기재 15
4.1 무등산응회암 16
4.2 무등산화강암 20
4.3 석영반암 25
4.4 화순안산암 26
4.5 도곡유문암 27
5.연구결과 28
5.1 지질연대 28
5.2 주성분원소 43
5.3 미량원소 50
5.4 사장석 성분 58
6.토의 62
6.1 화산-심성암의 기원 62
6.2 화산-심성암의 마그마과정 63
6.3 무등산화강암의 천소관입 깊이 67
6.4 무등산지역 화산-심성암류의 형성과정 68
7.결론 70
참고문헌 71
영문초록 80
부록 82

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