경상퇴적분지내에 분포하는 백악기 화산암류의 암석 지구화학적 연구

Abstract

The Cretaceous volcanic rocks which are composed mainly of andesite and basaltic andesite are closely associated with granitic rocks of Cretaceous age in the Kyongsang sedimentary basin. Oxygen isotope, major and trace elements, and REE analyses of these rocks were carried out to interpret the origin of magma and genetic relationship between volcanic and plutonic rocks in the basin. Andesitic rocks are composed mainly of plagioclase phenocryst and groundmass of lath-like plagioclase which were subjected to generally strong hydrothermal alteration such as propyritization and saussuritization. Major and trace elements data show differention trend of andesitic magma from volcanic rocks to plutonic rocks. Some andesitic rocks show negative Eu anomaly due to plagioclase fractionation. Andesitic rocks in this area show quite similar REE patterns, which indicate that andesitic and granitic rocks could be derived from the identical source of magma. Mesozoic igneous rocks represented by andesitic and granitic rocks belong to calc-alkaline magma series. Based on geochemical characteristics, andesitic and granitic rocks show early and late differentiated product of the magma, respectively. Cretaceous andesitic and granitic rocks have a good correlation in REE and trace elements such as La-Ce diagram indicating cogenetic magma source. Whole rock 6180 values of andesitic rocks range from -3.1 to +7.6 ‰. A wide variation of δ^(18)O values of andesitic rocks could be owing to hydrothermal alteration of ^(18)O depleted meteoric water. Volcanic activity in the Kyongsang sedimentary basin probably started from andesitic magma, which formed from partial melting of upper mantle material during subduction of Kula-Pacific ridge in Cretaceous age. The andesitic volcanism could be followed by Bulguksa plutonism which cause hydrothermal alteration of andesitic rocks.; 경상퇴적분지내에는 백악기 안산암질암으로 주로 구성되어 있는 화산암류와 심성암류인 화강암류가 밀접하게 분포하고 있다. 이들 암류의 지구화학적 특성 및 성인적 관련성을 규명하기 위하여 이들 암석의 산소동위원소비 분석과 REE, 주성분원소 및 미량원소를 분석하였다. 경상퇴적분지내의 안산암질암은 사장석 반정과 사장석 lath들의 석기로 구성되어 있는 안산암과 현무암질 안산암으로 구성되어 있으며 전반적으로 propyritic alteration, saussuritic alteration과 sericitization 등의 열수작용을 심하게 받고 있다. 주성분원소와 미량원소 분석자료의 경향분석에서 화산암-화강암으로의 마그마의 분화경향을 잘 나타내 주고 있다. REE 변화패턴에서 경상퇴적분지내의 안산암질암은 Eu 부(-)의 이상을 나타내는 암석과 나타내지 않는 암석으로 구분되며 Eu 부의 이상을 나타내는 안산암질암은 사장석 정출에 기인하는 것으로 해석된다. 일반적으로 본 지역의 안산암질암은 REE 패턴이 대단히 유사하여 균질한 동일기원의 마그마에서 유래한 것으로 해석된다. 경상퇴적분지내의 안산암질암과 불국사화강암류는 모두 calc-alkaline 계열의 마그마 분화경향을 나타낸다. 지구화학적 특징은 안산암질암이 마그마 분화 초기를 나타내는 반면 불국사화강암류는 분화 후기에 가까운 경량을 나타낸다. 백악기 화산암류의 REE, La-Ce 등의 미량원소 변화 특성은 불국사화강암류와 밀접한 성인적 관련성을 보이며 안산암질 마그마에서 분화된 동원마그마 기원으로 해석된다. 안산암질암의 δ^(18)0이 -3.1 ~ +7.6 ‰로 그 변화폭이 상당히 크다. 가벼운 산소동위원소 값을 나타내는 안산암류는 ^(18)O이 결핍된 순환수에 의해 열수변질이 된 것으로 해석된다. 이는 안산암질암중의 변질광물의 함량변화와도 조화적이다. 마그마의 기원과 진화연구에서 경상퇴적분지내외 안산암질암은 일본의 백악기 및 제3기 화산암과 유사하게 판의 섭입에 의해 형성된 안산암질 마그마에서 유래된 것으로 해석된다. 경상퇴적분지에서 일어난 화성활동은 백악기의 Kula-Pacific Ridge plate가 한반도 대륙지각 하부로 섭입시에 상부맨틀 물질이 부분용융 되어 형성된 안산암질 마그마 기원에서 시작된다. 불국사화강암류의 화성활동은 안산암질 마그마에서 분화되어 진전되었으며 이로 인하여 안산암류는 열수변질을 심하게 받은 것으로 해석된다.