충남지역 사문암은 주로 사문석으로 구성되어 있으며, 감람석 기원의 사문석은 감람석의 가상을 이루고 있고 이 사문석결정들의 외곽을 자철석들이 둘러싸서 전체적으로 망상구조를 보인다. 또한 사문암중에는 부분적으로 기원암인 더나이트와 해즈버자이트의 잔류 구성광물인 감람석과 휘석이 이들의 결정경계나 결정내 간극을 따라 사문석화가 일어났다. 감람석에서 사문석으로 변할 때 Mg 이온은 크게 감소하고, Si 이온은 크게 증가하였으며 Fe2+ Fe3+ 이온이 약간 감소하였고, 이 철들이 자철석을 형성하였다. 휘석에서 사문석으로 변할 때 Si 이온은 크게 감소하고 Mg 이온은 크게 증가하였으며, 기타 이온은 별 변화가 없다. 충남지역 사문암의 기원암인 더나이트와 해즈버자이트로부터의 사문석화작용은 기원암이 형성된 후 작용한 여러 가지 물에 의해서, 그리고, 녹색편암상 내지 각섬암상에서 백립암상에 이르는 변성작용시의 변성수의 영향으로 이루어졌다.

하나의 광물상은 다양한 기원과 결정성장사를 기록하는 여러 개의 결정군집(crystal population)으로 분류될 수 있다. 울릉도 남동부에서 단사휘석 거정을 포함하면서, 유리질 급냉대(타킬라이트, tachylyte)를 가 지는 반상 암맥이 발견되었다. 이 암석에 대한 암석기재학적 접근을 통해 이들이 포함하는 결정군집에 대한 연구가 수행되었다. 이번 연구는 전자 미세탐침 분석기를 사용해 이 암석을 구성하는 타킬라이트와 조암광물의 주성분원소 조성을 보고한다. 타킬라이트는 조면안산암질 조성을 가지며, 어떠한 변질의 흔적도 보이지 않는 다. 이러한 특징은 타킬라이트의 조성이 이 암맥의 원래 멜트 조성을 반영할 수 있다는 점을 시사한다. 0.5mm 보다 큰 결정크기를 가지는 단사휘석과 사장석은 조면안산암질 멜트보다 초생적인 조성을 가졌던 멜트와 평 형을 이루었던 재활결정(antecryst)으로 판단된다. 한편, 0.5 mm 보다 작은 결정크기를 가지는 단사휘석 및 사 장석 미정(microlite)은 현재 위치에서 결정화된 초생결정(primocryst)이다. 이번 연구 결과에 따르면, 울릉도 화산 단계 I 도동현무암에 대해 기존에 보고된 단사휘석의 조성변화 양상은 [Mg + Si + Fe]basal↔ [Al + Ti + Na]prism를 통해 체계적으로 설명될 수 있으며, 이는 도동현무암에 포함된 모든 단사휘석이 섹터누대를 가질 수 있다는 점을 시사한다. 따라서, 단사휘석의 섹터누대에서 기인한 원소 분배가 도동현무암의 지구화학적 진화에 미친 영향이 추후 연구에 반영되어야 할 것으로 판단된다.

안동 초염기성암 복합체에서 발견된 함금운모 사방휘석암의 산출과 광물학적 특성을 보고한다. 사방휘석암은 복합체 내에서 1 m 내외 두께의 층상암체로 산출되며, 대부분 조립 자형-반자형 사방휘석으로 구성되어 있다. 소량광물로서 단사휘석, 금운모, 사장석이 미량의 크롬 스피넬, 펜틀란다이트, 인회석, 저어콘과 함께 수반된다. 단사휘석은 사방휘석 내에 용리되어 있거나, 후기에 사방휘석 간극을 충전한다. 전자현미분석에 의하면 사방휘석과 단사휘석은 각각 엔스태타이트와 투휘석이며, 시료별 조성 차이가 거의 없다. 금운모와 사장석도 사방휘석의 간극을 충전하며 거의 일정한 조성을 보인다. 후기변질작용으로 사방휘석, 단사휘석, 사장석이 각각 활석, 각섬석, 사문석으로 변질되었다. 사방휘석암은 초염기성 마그마로부터 분별결정작용으로 생성된 것으로 보인다. 현재 미상인 안동 초염기성암 복합체의 지질시대가 사방휘석암의 금운모와 저어콘에 대한 연대측정으로 규명될 것으로 기대된다.

백령도와 보은 지역의 마이오세 알칼리현무암에 상부맨틀암석인 스피넬 페리도타이트가 포획되어 있다. 이들 포획체 내의 단사휘석의 모드 조성과 주성분원소, 미량원소, 희토류원소 조성은 백령도와 보은 지역의 상부맨틀의 평형 온도와 맨틀결핍, 맨틀부화와 같은 지화학적 과정들을 규명하는 매우 중요하다. 원생입상조직과 반상쇄설조직 사이의 전이 조직을 보이는 백령도와 보은 스피넬 페리도타이트의 평형온도는 15 kb 압력에서 각각 773∼1188℃와 705∼1106℃이다. 단사휘석의 Y, Yb 성분은 백령도와 보은 스피넬 페리도타이트가 각각 1~10%와 1∼4%의 부분용융을 받았고, 단사휘석의 LREE 부화 패턴은 이들 지역 상부맨틀이 은폐 맨틀교대작용을 받았음을 지시한다.

제주도 알칼리 현무암내에 다양하게 산출되는 단사휘석에 대한 지화학, 조직, 산출상태에 의해 세 종류로 구별되어진다. Ⅰ형의 단사휘석은 상부맨틀을 구성하고 있는 첨정석 페리도타이트의 구성광물로 크롬이 풍부한 투휘석이다. Ⅱ형은 세립의 단사휘석집합체(단사휘석이 거의 85∼90%)로 산출되는 휘석암의 구성광물로서, 모암인 현무암질 마그마의 형성 이전에 상부맨틀에서 형성된 암맥이거나 변성기원의 맨틀물질의 일부가 포획되어진 것으로 Ti함량이 비교적 적은 편이며, Ca, Mg성분이 높은 augite이다. Ⅲ형은 모암인 현무암에서 형성된 큐뮬레이트의 일부이거나 조립의 반정으로 산출되는 휘석이다. 산출상태의 차이에 의해 Ⅲ형은 거정(>1 cm)의 단결정으로 산출되는 단사휘석(Ⅲa), 거정의 사장석 내에 조립의 사방휘석과 함께 오피틱(ophitic)조직을 형성하며 산출되는 단사휘석(Ⅲb), 반정(<1 cm)으로 산출되는 단사휘석(Ⅲc)으로 다시 구분되어진다. Ⅰ형의 단사휘석은 높은 Mg#와 Si, 가장 낮은 Ti 성분을, Ⅱ형은 Ⅰ형과 Ⅲ형의 중간조성을 보이며, 반면에 Ⅲ형의 높은 Ti성분, 낮은 Si와 Mg#를 나타내고 있다. 이는 Ⅰ형에서 Ⅲ형으로 갈수록(Ti+Al<SUP>Ⅵ</SUP>)/Si과 Al<SUP>Ⅵ</SUP>/Al<SUP>Ⅵ</SUP>의 비율이 높아진 것으로, 이 세 종류의 단사휘석은 모두 높은 압력환경 하에서 형성되었으며, Ⅰ형이 가장 높은 압력에서 형성되었고, Ⅲ형이 상대적으로 가장 낮은 압력에서 형성되었음을 의미한다. 모암인 현무암이 고압의 환경에서 분별결정작용을 통해 단사휘석(Ⅲ형)을 정출함으로 SiO₂의 결핍과 상대적인 알칼리성분의 부화를 가져오게 되어 알칼리 현무암의 화학조성을 보이는 특성에 기여한 것으로 해석된다.

한성 비정질 투휘석(Ca,Mg)SiO3에 대한 상변이 연구를 압력은 다이아몬드앤빌기기를 이용하여 ∼30 GPa까지, 온도는 약(YAG) 레이저 가열기기를 이용하여 ∼1000℃에서 조사(scanning)하여 시행하였다. 비정질 투휘석은 고온-고압 하에서 곧바로 등축정계에 속하는 단상의 (Ca,Mg)SiO3페롭스카이트 결정구조로 상변이 하였다. 이러한 결과는 고온-고압 하에서 사방정계에 속하는 MgSiO3페롭스카이트 상과 등축정계에 속하는 CaSiO3페롭스카이트 상으로 분리되는 상변이를 하는 결정질 투휘석의 상변이 계통과는 큰 차이를 보이고 있다. 이러한 차이는 출발시료의 차이점이나 특히 온도가 상변이에 큰 영향인자로 작용하여 기인한 것으로 판단된다. 이러한 강변이 관계는 맨틀의 온도, 압력 및 산소분압 차이 등에 의해 맨틀전이대나 하부맨틀을 구성하는 광물상의 조합에 영향을 줄 수 있다.