포천 고남산 화성관입암체의 분화과정과 Fe-Ti (-V) 광화작용 :Iron-Ti (-V) oxide mineralization related to magmatic fractionation of the Gonamsan intursion in Pocheon, South Korea

이지현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이지현 (공주대학교, 공주대학교 일반대학원)

지도교수: 신동복

발행연도: 2021

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이용수8

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

포천 고남산 화성관입암체의 분화과정과 Fe-Ti (-V) 광화작용

이지현 지질환경과학과 2021.01 학위논문

2020

고남산 화성복합체와 관련된 Fe-Ti (-V) 광화작용의 형성과 기원

이지현 , 김의준 , 양석준 외 3명 대한지질학회 학술대회 2020.10 학술대회자료

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신원생대 암상형 고남산 화성관입암체는 경기육괴 북서부에 위치하며, 편마암, 대리암 및 규암을 협재하는 편암으로 구성된 고원생대 변성암 복합체를 관입하고 있다. 남북방향의 분포를 보이는 화성관입암체는 연장 3 km, 폭 1.5 km로 지표에 노출되어 있으며, 암상학적으로 하부, 중부, 상부로 세분된다. 하부와 중부는 서로 교호하는 규산염암(섬록암, 몬조반려암, 몬조섬록암 및 oxide-apatite 반려암)으로 이루어져 있으며, 상부는 규산염암(석영 몬조섬록암) 만으로 구성된다. 화성관입암체 내 배태된 Fe-Ti (-V) 광화작용은 공간적으로 암체의 하부와 중부에 집중되어 분포하며, 층상, 렌즈상, 산점상 및 맥상으로 세분된다. Fe-Ti (-V) 광화작용의 규모와 산상, 광물 조합, 자철석 : 티탄철석 비 및 화학 조성은 암체 내 상대적인 층서에 따라 다양하게 나타난다. 전암 지화학 분석 결과, 암체의 하부에서 상부로 갈수록 규산염암의 Mg# 및 CaO 함량은 감소하며 SiO2, Na2O+K2O 및 Al2O3 함량은 증가한다. 이러한 상대적인 층서에 따른 규산염암의 주원소 조성 변화는 Fe-Ti 산화광물 함량에 의해 크게 영향을 받으며, 암체의 분화가 하부에서 상부로 진행되었음을 지시한다. 광물화학 분석 결과, 주 구성광물인 사장석(An %), 휘석(Mg#), 각섬석(Mg#), 감람석(Fo %)의 화학 조성 값은 지속적으로 감소하며, 체계적인 조성 변화 양상을 보인다. 자철석의 체계적인 조직적 및 조성적 변화 양상은 자철석이 초기 심부 고온 환경에서 형성되었으며, 상부로 가면서 더 분화되고 냉각된 마그마로부터 정출되었음을 시사한다. 고남산 화성관입암체의 지질학적 및 지화학적 특성은 암체가 단일 마그마 챔버 내에서 밀도에 따른 층의 분리가 진행된 후, 순차적인 분별정출작용에 의해 형성되었음을 지시한다. 또한, Fe-Ti (-V) 광화작용은 전형적인 화성 기원으로 상대적인 층서에 따른 복잡한 마그마 분화과정과 상당히 밀접하게 연관되어 있다.

The Neoproterozoic sill-like Gonamsan intrusion is located in the northwestern part of the Gyeonggi massif and intruded into a Paleoproterozoic metamorphic complex consisting of schist intercalated with gneiss, marble, and quartzite. This NS-trending intrusion crops out about 3 km long and 1.5 km wide and can be subdivided into three lithological zones; the lower, middle, and upper zones. The lower and middle zone are made of alternating layers of silicate rocks and Fe-Ti (-V) oxide mineralization, whereas the upper zone is composed of almost entirely silicate rock. The Fe-Ti (-V) oxide mineralization is spatially distributed in the lower and middle zone of the intrusion and occurs as stratiform, lens, and vein ore depending on its positions. The Fe-Ti (-V) oxide mineralization at different stratigraphic height varies in size, morphology, mineral assemblages and compositions. The Mg# and CaO contents of the silicate rocks tend to steadily decrease and SiO2, Al2O3, and Na2O+K2O increase with increasing stratigraphic height. The bulk-rock major compositions are strongly influenced by varying abundances of the Fe-Ti oxide minerals and suggest that the intrusion evolve upward with increasing stratigraphic position. Major minerals exhibit systematic compositional variations such as decreasing An content of plagioclase, Mg# of pyroxene and amphibole, and Fo content of olivine with increasing stratigraphic height. Systematic textural and compositional variations of magnetite with stratigraphy suggest that the magnetite formed in the early high-temperature magma in the lowest zone and then tend to be deposited from the chemically more evolved, cooling magma with increasing stratigraphic height. Geological and geochemical properties of the Gonamsan intrusion suggest that the intrusion is internally stratified due to magmatic fractionation after early density separation in the magma chamber. The Fe-Ti oxide mineralization is clearly magmatic in origin and is closely related to the diverse magmatic processes at different stratigraphic positions.

#고남산 화성관입암체 #Fe-Ti (-V) 광화작용 #분화과정 #자철석

I. 서론 1
1. 정마그마형 Fe-Ti 광상 1
2. 이전 연구 5
3. 연구 목적 9
II. 지질 10
1. 광역 지질 10
2. 광상 지질 14
III. 관인 Fe-Ti (-V) 광상 18
1. 고남산 화성관입암체 18
1) 하부 21
2) 중부 24
3) 상부 27
2. Fe-Ti (-V) 광화작용 30
1) 고품위 층상 Fe-Ti (-V) 광화작용 31
2) 고품위 렌즈상 Fe-Ti (-V) 광화작용 35
3) 저품위 렌즈상 Fe-Ti (-V) 광화작용 37
4) 저품위 산점상 Fe-Ti (-V) 광화작용 39
5) 맥상 산점상 Fe-Ti (-V) 광화작용 41
3. 접촉변성작용과 후기 변성 및 변위 42
IV. 지화학 및 광물화학 44
1. 분석 방법 44
2. 전암 지화학 45
1) 주원소 45
3. 광물화학 51
1) 장석 53
2) 각섬석 57
3) 휘석 61
4) 감람석 64
5) 운모 68
6) Fe-Ti 산화광물 71
V. 토의 80
1. 염기성 관입체의 암층서 및 Fe-Ti (-V) 광화작용의 분포 80
2. 화학적 층서 83
1) 전암 지화학 83
2) 규산염 광물의 화학 조성 변화 84
3) 자철석의 화학 조성 변화 85
3. Fe-Ti (-V) 광화작용의 형성 기작 88
1) 결정의 침전과 분급 및 주입 88
2) 마그마의 혼합작용 91
3) 액체 불혼화 92
4) 산소 분압의 변화 93
Ⅵ. 결론 95
Ⅶ. 참고문헌 96
ABSTRACT 109
Appendices 111

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