한반도에서 산출되는 초염기성 맨틀포획암의 지화학적 특징과 평형 온도와 압력 조건을 계산하고, 산소동위원소비를 분석하였다. 연구 결과 (1) 한반도 맨틀포획암은 전형적인 초염기성 포획암(MgO: 49.12-50.95 wt.%, Mg값: 90.1-92.2)으로 구성되어 있다. (2) 한반도 맨틀포획암의 평형온도는 854-1016˚C이고, 압력은 4.6-24.4 kbar로 얻어졌다. (3) 맨틀포획암을 구성하는 감람석의 산소동위원소비(δ18Ool)는 5.06-5.51‰의 균질한 값으로 N-MORB와 상부 맨틀 감람석의 값(δ18O: 5.2±0.2‰)과 유사하다. 그러나 백두산과 제주도의 맨틀포획암을 구성하는 감람석의 산소동위원비는 각각 5.07-5.51‰과 5.07-5.45‰로 상대적으로 넓은 범위의 δ18O 값을 갖고 있다. 이 결과를 바탕으로, 이 연구에서는 백두산 맨틀포획암의 높은 δ18O가 맨틀포획암 물질에 재순환된 퇴적물원 EM2 물질의 혼입 때문일 수 있다는 가능성을 제안하였다.

충남 일원에 분포하는 초염기성 암석과 이에 수반되는 각섬암, 편암, 편마암에 대해 탄성파 및 밀도가 실험실에서 측정되었다. 밀도측정 결과 사문암은 2.6∼2.86g/cm3, 활석은 2.25∼2.81g/cm3, 변성암류는 2.74∼3.07g/cm3의 범위를 갖는다. 이 결과 활석은 사문암으로부터의 변성과정으로 사문암 및 각섬암보다 넓은 범위를 보였다. P파와 S파의 속도는 사문암에서 각각 5719∼6062m/s, 2898∼3351m/s 이고, 활석에서 4019∼5478m/s, 2241/∼2976m/s, 각섬암에서 5375∼6372m/s, 3042∼3625m/s, 편암에서 5290∼5499m/s, 2968∼3137m/s, 편마암에서 4788m/s, 2804m/s를 보였다. P파의 속도는 밀도가 증가함에 따라 S파의 속도보다 1.47배 빠르게 증가하였다. 탄성파 속도와 밀도 사이에 비례관계가 성립하며, 특히 밀도에 따른 P파 속도 증가율이 S파 속도증가율보다 약 1.47배 크게 나타났다. 탄성파속도의 이방분석결과 편리와 직각 방향의 속도값이 평행방향의 값보다 높았는데, 특히 변성암이 더 큰 차이를 보이는바, 이는 변성암의 형성이 지체구조성 압력의 영향으로 인한 광역변성작용에 의한 것임을 시사한다. 압력의 변화에 따른 탄성파속도 변화분석 결과 대체로 압력이 20 MPa에서 70 MPa로 증가함에 따라 변성암의 탄성파속도 증가가 다른 암석에 비하여 크게 나타났다. 재계산된 탄성파속도는 각섬암이 이 지역 하부 지각에 대한 탄성파 특성을, 편마암류 및 편암은 상부지각 암석의 탄성파 특성을 지시한다고 생각된다. 한편 사문암의 측정치는 높은 사문암화 정도를 반영하기는 하지만 상부 맨틀의 암석에 대한 탄성파의 특성을 지시한다 볼 수 있다.

충남지역의 초염기성암체는 주로 활석과 석면광상의 모암을 이루는 사문암체로서 홍성-광천과 온양-유구-청양을 연결하는 선 내부의 선캄브리아기 편마암복합체내에서 북북동 방향에 따라 단속적으로 평행하게 발달하는 10여개조의 렌즈상관입암체들이다. 사문암체의 규모는 폭 수십 cm∼1km, 연장 수 m∼5km로서 곳에 따라 그 규모가 다양하다. 이 사문암들은 주로 SiO2(평균 39.99wt.%)와 MgO(평균 38.46wt.%)로 구성되었고, Cr(〉1011ppm), Ni(〉1660ppm) 및 Co(〉80ppm)의 함량이 많다. 이 사문암들은 주로 사문석의 양이 50% 이상인 것이 대부분이며, 부위에 따라 기원암의 잔류광물인 감람석과 휘석, 크롬철석 등이 발견되는 데 사문암체 내에는 부분적으로 이들 잔류광물의 함량이 50% 이상 되는 사문석화감람암과 활석 및 석면광체를 포함한다. 충남지역 사문암의 기원암은 알파인형 초염기성암으로서 약간 결핍된 상부 맨틀(깊이: 30∼40km)기원의 더나이트 내지 해즈버자이트였으며, 대규모 단층을 따라 상승한 것으로 해석된다. 이들 사문암의 기원암으로부터의 주 사문석화작용은 충남지역에서 일어난 녹색편암상 내지 각섬암상의 광역변성작용시에 일어난 것으로 해석된다.

안동 지역에 하나의 초염기성암 복합체가 격리된 안구상 형태로 산출된다. 이 초염기성암 복합체는 초염기성암에서 염기성암이며, 대부분은 페리도타이트이다. 이 복합체는 수 km로 동북동 방향으로 안동 단층을 따라 신장되어 있다. 이 연구는 안동 초염기성암 복합체 중 페리도타이트에 대한 암석지화학과 이곳에서 산출되는 석면의 특징에 대해서이다. 이 페리도타이트는 화성기원으로, 레조라이트에서 웨를라이트이고 높은 포스테라이트 조성의 감람석과 마그네슘 비의 단사휘석, 트레몰라이트에서 체마카이트질 조성의 각섬석을 포함한다. 지화학적으로 이들 암석은 높은 마그네슘비, 전이원소 함량과 낮은 알칼리 원소 함량을 보인다. 이 페리도타이트는 백석면, 트레몰라이트 및 악티노라이트 석면을 포함하나, 후자가 우세하다. 이들 각섬석계 석면은 소 단층면, 수 cm에서 십 cm 폭의 벽개, 단구에서 미끄럼 및 경사 섬유로써 산출이 되고, 백석면들은 수 mm~cm 폭의 맥 및 벽개에서 교차 및 미끄럼 섬유로서 산출이 된다. 이들 결과들은 PLM, XRD, SEM 결과로서 확인이 된다. 전체적인 안동 초염기성암 복합체 중 초염기성암의 특징과 석면의 산출 양상은 각각 전 세계의 알파인형 초염기성암과 충남 지역의 사문암화된 초염기성암의 특성과 유사하다.

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.

Serpentinite of the Yesan-Gongju-Cheongyang area has been formed by serpentinization of ultramafic rocks. The ultramafic rock might be composed mainly of oilvine with minor pyroxene and amphibole. Olivine has a considerably restricted chemical compositional ranging from Fo90 to Fo93. Fresh serpentinite containing large amount of oilvine is usually massive in occurrence and dark green to black in color. Serpentine minerals occur not only as major mineral of serpentinite, but also as remnants in the talc ore which was formed from serpentinite. XRD study indicates that antigorie is the most abundant serpentine mineral of the serpentinite. Serpentinite consisting of antigorite usually shows non-pseudomorphic texture, whereas that consisting of lizardite shows pseudomorphic texture. Antigorite is found along the margins or fractures of olivine grains resulting in the formation of network of magnetite which was formed at the time of serpentinization. Lizardite, subordinate constituent mineral of serpentinite, frequently shows pseudomorphic mesh-texture after olivine. The chemical differences between antigorite and lizardite/chrysotile are small, so both minerals are not easily discernible with the electron microprobe. Antigorite occuers as elongate blades, flakes, or plates forming interpenetrating texture to obliterate previous textures. SEM study also shows that most serpentine minerals occur in platy or tabular form rather than in asbestiform. Fractures formed after main serpentinization are observed within the pseudomorphic central olivine grain. Careful observation of the serpentine pseudomorphs gives a great deal of data on the pre-serpentinization nature of the serpentine pseudomorphs gives a great deal of data on the pre-serpentinization nature of the ultramafic rocks. It is inferred that the serpentinization took place after the emplacement of ultramafic body into the relatively wet environment ceased and the cooling intrusive body crossed into the stability field of serpentine. It is inferred that the final pervasive serpentinization took place over a long time, by hydrothermal water supplied through the fracture system produced during emplacement of ultramafic rock.