제주도 동부 성산 일출봉 일대 현무암류에 대한 암석기재, 암석화학적 특징 및 마그마 성인에 대하여 연구하였다. 본 지역의 지질은 층서적으로 최하부에 표선리현무암이 놓이며, 그 위에 성산리현무암이 분포하는데, 이는 라필리스톤층 및 고토양층에 의해 하부용암류와 상부용암류로 구분된다. 본 지역에서 산출되는 용암류는 반정 광물의 종류 및 조직에 따라 크게 침상장석 감람석 현무암과 비현정질 현무암으로 구분할 수 있다. 본 지역의 화산암류는 TAS분류도에서 알칼리계열 현무암과 비알칼리계열 현무암으로 분류되며, 비알칼리 계열 현무암은 쏠리아이트암으로 분류된다. 쏠리아이트 현무암은 알칼리현무암에 비하여 SiO2, FeOT, CaO 함량이 높고, TiO2, K2O, P2O5 함량과 다른 불호정성원소 함량의 낮은 값을 가지는 특징을 보인다. MgO 함량 변화에 따른 미량 원소 변화에서 호정성 미량 원소의 변화 경향은 대체로 정(+)의 상관 관계를 나타내고, Th을 마그마 분화 척도로 사용한 불호정성 미량 원소의 변화 경향도 정(+)의 상관 관계를 나타낸다. 암석화학적 고찰 결과는 본 지역의 암석이 동질기원 마그마 물질의 부분용융의 차이에 의해 생성되었음을 지시한다.

강원도 고성군 일대에서 산출되는 제3기 후기 마이오세 현무암에 대한 암상 구분과 산출 상태를 파악, 박편 관찰과 주요 구성광물에 대한 화학성분 분석, 현무암의 전암 주성분·미량성분·희토류 원소의 조성 연구를 통하여 기원 마그마의 성인과 지체구조적 위치를 규명하였다. 고성지역에는 7개의 낮은 산봉우리에 프러그 돔형으로 알칼리현무암이 분포하며, 주상절리가 발달하며 단사휘석-반상조직이 우세하다. 현무암에는 기반암인 흑운모화강암과 하부지각 기원의 반려암과 상부맨틀기원의 레졸라이트 포획체를 함유한다. 현무암류는 모두 알칼리 계열로 분류되며, 대부분이 알칼리현무암의 성분 영역에 도시되고 일부 조면현무암과 피크로현무암 영역에 도시된다. 본역의 현무암류는 K2O/Na2O의 따라 정상계열에 도시된다. 이 지역 현무암을 형성한 마그마는 희토류원소의 변화 패턴과 미량원소의 거미그림 특징으로부터, 상부 맨틀 물질인 석류석 페리도타이트의 부분용융에 의하여 형성된 것으로 사료되며, 현무암질 화산활동은 태평양판의 침강 섭입과는 무관한 지판내부현무암에 해당하는 조구적 위치에서 열점과 관련하여 형성되었다.

연구지역의 차노카이트는 일반 화강암질암에 비해 암색을 띠고 사방휘석과 석류석을 함유하는 석영장석질암이다. 일부 지역에서 엽리가 발달하나 대체로 미약한 편이며 산상의 특징, 구성광물의 종류와 암석의 변형 정도 등에 의해 암상의 변화를 보인다. 주 구성광물은 석영, 사장석, K-장석, 사방휘석이며, 흑운모, 석류석, 앤쏘필라이트 등을 부분적으로 포함한다. 암석화힉적 분석 결과, SiO2의 함량이 61∼65%에 해당되었으며, 주위의 규장질 화성암 조성의 편마암류들과 연속적인 변화 경향성을 보인다. 주성분 산화물들의 변화 경향을 살펴본 결과, 각섬석 편마암, 회장질암을 제외한 주위의 편마암류들과 거의 동일한 체계성을 보였다. 차노카이트의 변성조건을 고찰하기 위하여 사방휘석-석류석 지온계와 사장석-석류석 지압계를 적용해 본 결과 석류석의 중심부의 경우 761˚C내외의 온도와 약 7 kbar의 압력 조건, 주변부의 경우 653˚C내외의 온도와 약 6.4 kbar의 압력조건을 지시하였다. 이는 차노카이트가 초기의 고변성작용을 받은 후 보다 후기의 저 변성작용에 의해 재평형이 이루졌음을 암시한다.

Mantle xenoliths in alkali basalt at Boun, the Gansung area and Baegryung Island in South Korea are spinel lherzolites composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, and spinel. Minerals show homogeneous compositions. Olivine compositions have Fo89.0 to Fo90.2, low CaO (0.03 to 0.12 wt%), and NiO of 0.34 to 0.40 wt%; the orthopyroxene is enstatite with En89.0 to En90.0 and Al2O3 of 4 to 5 wt%; the clinopyroxene is diopside with En47.2 to En49.1 and Al2O3 of 7.42 to 7.64 wt% from Boun and 4.70 to 4.91 wt% from Baegryung. Spinel chemistry shows a distinct negative trend, with increaeing Al corresponding with decreasing Cr, and Mg# (100Mg/Mg+Fe) and Cr# (100Cr/Cr+Al) of 75.1 to 81.9 and 8.5 to 12.6, respectively. The equilibrium temperatures of these xenoliths, taken as the average obtained from those of Mercier (1980) and Sachtleben and Seck (1981), lie between 970 and 1020˚C, and equilibrium pressures derived from Mercier (1980) fall within the range of 12 to 19 kbar (i.e., 42 to 63 km). These temperatures and pressures are reinforced by considerations of the Al-isopleths in the MAS system (Lane and Ganguly, 1980), as adjusted for the Fe effect on Al solubility in orthopyroxene (Lee and Ganguly, 1988). The equilibrium temperatures and pressures of xenoliths, as considered in P/T space, belong to the oceanic geotherm, based upon the various mantle geotherms presented by Mercier (1980). This geotherm is completely different from continental geotherms, e.g., from South Africa (Lesotho) and southern India. Mineral compositions of spinel-lherzolites in South Korea and eastern China are primitive; paleo-geotherms of both are quite similar, but degrees of depletion of the upper mantle could vary locally. This is demonstrated by eastern China, which has various depleted xenoliths caused by different degrees of partial melting.

소백산 육괴 서남부에 분포하는 지리산 지역에는 알칼리장석이 거정으로 산출되는 편마암이 광범위하게 분포한다. 본 연구는 기존의 반상변정질 편마암을 그 기원과 조직 특성에 따라 잔류반상 화강편마암(blastoporphyritic granite gneiss)으로 명명하였다. 화강암질 편마암을 관입하고 있고 포획암을 함유하며 잔류반상 화강편마암과 화강암질 편마암 경계에서 알칼리장석 거정의 유 · 무를 뚜렷이 확인할 수 있는 등의 야외 증거는 잔류반상 화강편마암이 멜트 기원임을 밝혀준다. 잔류반상 화강편마암에서 거정으로 나타나는 알칼리장석의 형태는 주로 장방형이며, 타원형 내지 원형을 이루기도 한다. 알칼리장석 거정들의 평균 장경은 2.2에서 6.5cm(평균 4.3cm)이지만, 큰 거정(크기로 상위 30%)들은 7.9cm(평균 5.2cm)에 달한다. 잔류반상 화강편마암의 흑운모 조성은 에스토나이트와 시데로필라이트의 중간 성분으로 구성되어 있다. 잔류반상 화강편마암에서 산출되는 석류석은 그 성분이 알만딘으로 중심부는 파이로프 성분이 풍부한데 비하여 주변부로 가면서 파이로프 성분이 급격히 감소하고 알만딘 성분이 풍부해지는 전형적인 후퇴변성의 누대구조를 이루고 있다. 알칼리장석 거정의 분석 결과는 결정의 주변부로부터 중심에 이르기까지 그 조성의 변화가 없었다. 알칼리장석 거정에 석영, 흑운모, 사장석, 세립의 미사장석 등이 포유되어 있다. 잔류반상 화강편마암의 사장석은 안데신의 조성을 나타낸다. 주성분 산화물의 변화 경향에서 잔류반상 화강편마암은 체계적인 변화를 보이며, 분화 경향에 의하면 마그마의 결정분화에 의해 생성되었음을 알 수 있다. 전암 화학조성에 의하면 잔류반상 화강편마암은 화강섬록암 영역에 도시되며 칼크알칼리 계열의 파알류미나질 S-타입화강암이 기원암이다.

제천화강암은 반상화강암(거정질 K-장석 함유 화강암)과 중립질 화강암으로 나눈다. 장석광상모암인 반상 화강암은 직경 8∼11km, 면적 약 80km2이다. 반상 화강암의 주 구성광물은 정장석, 사장석, 흑운모, 석영이며 부구성광물은 자철석, 져어콘, 스핀, 인회석이다. 직경 3∼10cm 거정질 정장석에 포획된 광물들은 각섬석, 사장석, 석영, 자철석, 스핀, 인회석, 져어콘이다. 주로 각섬석, 사장석, 석영으로 구성된 염기성 포획암이 반상 화강암에 자주 관찰된다. 중립질 흑운모 화강암은 주로 정장석, 사장석, 흑운모, 각섬석으로 구성되고 부구성광물은 적철석, 백운모, 인회석, 져어콘이다. 반상 화강암, 중립질 흑운모 화강암, 거정질 장석 및 염기성 포획암의 사장석 입자 중앙부와 주변부의 An[Ca/(Ca+Na)] 함량은 각각 36과 21, 40과 32, 37과 32, 43과 36이다. 각섬석의 XFe 함량은 흑운모 화강암에서 0.57, 석기부분이 0.51, 염기성 포획암이 0.47이다. 흑운모와 각섬석은 모두 화학적 누대구조가 없이 균질한 성분분포를 보인다. 거정질 정장석은 화성기원이며 동일 기원의 흑운모 화강암이 먼저 형성된후 잔류마그마 에서 H2O가 불포화되면서 K-장석의 고체곡선 부근에서 성장속도가 핵결정속도보다 매우 빨라져서 거정질로 된 것으로 해석된다. 염기성 포획암의 성인은 마그마가 염기성과 규장질의 성분층을 이룰 때 하부의 염기성 마그마가 상부의 규장질 마그마를 관입하여 혼재되어서 형성된 것으로 해석된다. 흑운모 화강암의 평형온도 및 압력은 약 800˚C와 4.83∼5.27Kb로 추정된다.

본 연구에서는 경상분지 북동부 보경사화산암체에 대하여 암석성인 및 지구조적 위치에 중점을 두고 화산암류의 암석기재적 및 암석화학적 특성을 연구하였다. 보경사화산암체는 주로 내연산응회암과 규장암으로 구성되고, 유문암질 응회암이 인접하여 분포한다. 내연산응회암은 용결구조를 나타내는 부석편, 사장석, 석영, 각섬석의 반정 그리고 암편으로 구성되는 회류응회암이다. 내 연산응회암과 규장암은 각각 SiO2함량이 68∼71wt%와 77wt%로서, 내연산응회암은 데사이트/유문데사이트, 규장암은 유문암의 조성을 나타낸다. 이들 화산암들은 TAS 성분도와 AFM도에서 칼크-알칼리암 계열의 특성을 보인다. 화산암류의 주성분 변화도에서TiO2, Al2 O3, FeOT, MnO, MgO, CaO는 SiO2가 증가함에 따라 감소하는 경향을, K2O는 증가하는 경향을 보이며, 칼크-알칼리암의 분화경향을 나타낸다. MORB값으로 표준화한 미량원소의 거미그림에서 K, Rb, Th와 Ta 함량은 비교적 부화되어 있으나, Nb, Zr, Hf, Ti, Y과 Yb 함량은 MORB와 비슷한 낮은 값을 나타낸다. 운석값으로 표준화한 희토류원소 변화도에서 경희토류원소가 중희토류원소에 비하여 많이 부화되어 있다. 이러한 미량원소 조성과 희토류원소 변화 경향은 이들 화산암류가 대륙연변부 섭입대의 조구적 환경에서 형성된 전형적인 도호 칼크-알칼리화산암임을 지시한다.

옥천습곡대 중앙부에 해당하는 문경지역예 분포하는 각섬암에 대하여 정밀한 산상, 조직 및 지화학적 성질을 조사하고, 지구조적 환경을 추적했다. 본역의 상내리층(옥천층군)과 석회암층(조선누층군)에 분포하는 각섬암은 변성된 조립현무암질 암상이며 주변암과 조화적로 분포함을 확인했다. 본 연구를 통하여 본 암석의 분포를 이전의 그것에 비해 크게 대선하였다. 상내리 지역을 중심으로 관찰한 암상을 최소한 4매 이상이다. 그 하나는 석회암층 내에 분포하며(Ls Sill, 두께 약 3 m), 나머지는 상내리층 내에 분포한다. 상내리층 내에 분포한 암상들을 하부로부터 각각 First Sill(두께 약 40 m), Second Sill(두께 약 100 m), Third Sill(두께 약 40 m)로 명명했다. 두꺼운 암상은 후기에 관입한 소규모의 암상을 포함하며, Third Sill은 2매의 주 암상과 2매의 소규모 암상으로 구성된다. 각 암상은 주변암과의 접촉부에서 세립질의 냉각대를 가지며, 내측으로 갈수록 입자의 크기가 증가한다. 두꺼운 암상은 다양한 암맥과 중심부에서 힌색의 단편을 가지며, 접촉부에서 중앙부로 감에 따라 화학적 성질도 규칙적으로 변한다. SiO2, Na2O, K2O, P2O5는 증가하며, TiO2, FeO*, Al2O3, CaO는 감소하는 경향을 보인다. 각섬암의 산상과 화학적 특징을 고려하여, 초기에 관입한 마그마로 생각되는 대표적인 10개의 화학조성을 선택하여 그들의 주성분 및 부성분 변화를 조사하였다. 그들이 보여주는 조성변화는 단일 마그마의 분별결정작용으로 설명할 수 없다. 본 역의 각섬암에 관한 지질분포, 지화학적 특성 및 과거 연구자들의 자료는 각섬암의 원암(현무암질마그마)이 intracontinental rift 환경에서 암상형태로 관입하였음을 지시한다.

The southern margin of Euiseong sub-basin north of Mt. Palgong, Daegu is composed of Cretaceous elastic sediments, which were intruded by Palgongsan granitic rocks at the end of Cretaceous period. During investigation of the heavy minerals extracted from the sediments, plenty of the unstable heavy minerals like epidote and garnet etc. compared to other parts of Kyungsang basin necessitated the study of depositional environment and diagenesis of the sediments. The occurrence of those unstable heavy minerals such as epidote and garnet seems to be associated with intrusion of Palgongsan granite and accompanied metamorphism. Twenty four representative specimens throughout the area were studied for grain size analysis and clay mineralogy. The grain size ranges from fine to medium sand fraction, showing fining upward trend from Nagdong through Hasandong, Jinju, Iljig, Hupyeongdong to Jeomgog formations. The sand grains are moderately sorted, normal to very negatively skewed, and mesokurtic. The bivariant grain size analysis tests such as skewness vs standard deviation (Friedman, 1967) and mean diameter vs standard deviation (Moiola and Weiser, 1968) strongly suggest fluvio-lacustrine environment. The clay minerals extracted from eight of the specimens are illite and chlorite . Mixed layer clay minerals are not identified. Illite crystallinity of the illite diffraction peaks was discussed in relation to diagenesis. The illite crystallinity ranges from 2.23° to 6.20°(Weaver index values) and from 0.25 2B to 0.60° 2θ (Kubler index values) and strongly suggests that some of the specimens already passed through zone of diagenesis and transfered to anchizone.

Granitic rocks around Namsan area, Kyeongju, were studied from petrographic and petrochemical point of view. The Naman granite is generally medium to coarse grained hypersolvus granite dominated by pink K-feldspar and quartz, and shows miarolitic cavities. K-feldspar is the most abundant mineral(57-64% in volume), forming tabular microperthite crystals, or granophyric intergrowths with quartz. Plagioclase($lt;0.3%) appears only as perthitic streaks in microcline perthite. It contains biotite(X=pale brown, Y=Z=brown), blue amphibole(X=deep blue, Z=pale to inky blue) and fluorite. Petrochemically the Namsan granite is distinguished from the Bulgugsa granites of I-type, by higher abundance of SiO₂, K₂O, (Na₂O+K₂O) and large highly charged canons such as Nb, Y, Zr and the REE, and lower abundance of Al₂O₃, MgO, CaO, Ba, Sr, Eu, Co, Sc, Cr, and Ni. The Namsan granite shows higher strontium initial ratio(^(87)Sr/^(86)Sr) of 0.713±0.002, and the age yielded 51±1.4Ma(Rb-Sr age) to 49.3±0.9Ma(K-Ar age). These petrographic and petrochemical characteristics indicate that the Namsan granite belongs to the A-type granitoid series. And the Namsan granite is originated by direct, high-temperature partial melting of a melt depleted I-tape source rock in the lower crust.

In the Yeongil area, the Tertiary lacustrine sediments belonging to the Janggi or Beomgogri Group are widely distributed, and they are intimately associated with the Tertiary volcanics and the Yeongil basalt in space and time. The Tertiary strata are mainly composed of pyroclastic deposits resulting from the subvolcanic eruption of intermittently ascending magma prior to the emplacement of the volcanics. The Nuldaeri volcanics belong to calc-alkali rock series in chemical composition, which show basaltandesite-dacite-rhyolite series. It is composed chiefly of voluminous dacite, which is divided into massive dacite and brecciated dacite in the texture and andesite, and accompanied with less abundant rhyolite. Basalt also occurs in small amount by the xenolith in the basaltic tuff. The main constituent minerals of these rocks are plagioclase, pyroxene, hornblend, biotite, and minor constituent minerals are magnetite, apatite and calcite. Chemical analyses of 14 volcanic rocks are given. The analyses are plotted in several variation diagrams; SiO₂-total alkali, SiO₂-oxide, AFM, FeO^*/Mgo-FeO^* and FeO^*/Mgo-SiO₂ diagram. The Nuldaeri volcanics belong to the subalkali rock series, A-F-M diagram shows a gradual trend toward alkali enrichment. The several evidences support the view that the Nuldaeri volcanics were derived from basaltic parental magma by process of crystallization differentiation.

부산광역시 남해안에 위치한 행정자치구 영도(Yeongdo island) 봉래산 일원을 구성하는 화산암류는 안산암질∼유문암질암으로 구성된다. 안산암질암은 주로 화산각력암으로 구성되며, 반정으로 사장석을 가지며 다량의 암편(岩片)을 함유하고 있다. 유문암질암은 산출형태에 따라 봉래산 기저부는 화산각력암으로 구성되 며, 용결응회암이 봉래산 주산체를 이룬다. 육안으로 피아메 구조를 관찰할 수 있고, 고도가 높아질수록 용결 구조는 약하게 발달하고 응회암을 구성하는 암편 및 결정 함량은 적어진다. 본 연구지역을 형성한 마그마는 섭입작용과 관련된 대륙연변부의 조구조 환경과 관련 있으며, 약간의 대륙지각의 혼염과 동시에 분별결정작 용을 겪은 뒤 분출하였음을 지시한다. 고도별 주원소를 분석한 결과, 최소 4회 이상의 마그마 배취(magma batches)가 주입되어 혼합이 일어난 결과로 생각된다.

백두산 북동쪽으로 약 25 km 떨어져있는 지역의 마이오세 현무암(황송푸 현무암, 20 Ma)에 대한 주 성분원소와 미량원소, Sr-Nd 동위원소 조성에 대한 연구가 수행되었다. 황송푸 현무암은 비현정질 암석으로 Na2O+K2O=3.5~4.7 wt.%, MgO=9.9~11.1 wt.%을 보인다. Mg 성분이 풍부한 감람석(Mg#=75~86)과 단사휘석 (Mg#=72~85), Ca성분이 풍부한 사장석 미반정을 함유하고 있다. 이 현무암은 경희토류원소 부화가 나타나는 해양도현무암과 유사한 미량원소 패턴을 보이고, 높은 Cr(394~479 ppm)과 Ni(389~519 ppm) 성분, Nb-Ta 부화 이상치, Rb과 Ba을 포함하는 LILE가 부화되어 있는 특징을 보인다. 이러한 조직과 주성분원소/미량원소 조성 데이터는 황송푸 현무암이 알칼리 마그마 계열에 속하는 원시적인 마그마임을 나타낸다. 황송푸 마그마는 상승하는 도중에 분별결정작용, 지각오염, 마그마혼합과 같은 분화작용을 거의 경험하지 않은 액상선 환경 에서 고화된 암석으로 이는 황송푸 현무암이 부분용융이 일어났던 맨틀에서의 특성을 지니고 있음을 반영한다. 황송푸 현무암의 높은 (Gd/Yb)sample/(Gd/Yb)PM 비율(2.8~3.5)은 황송푸 현무암이 판내부 환경에서 형성된 마그마로써 석류석이 존재하는 맨틀에서 페리도타이트의 낮은 부분용융(3~5%)으로 형성되었다. BSE보다 모두 높은 143Nd/144Nd와 87Sr/86Sr 성분을 보이는 황송푸 현무암은 이 지역 아래 부화된 맨틀영역이 존재한다는 것을 의미한다. 황송포 현무암은 과거(ancient)의 태평양판 섭입대에 의해 공급되어 재활용된 해양지각 혹은 대륙지각으로 교대작용을 경험한 맨틀에서 부분용융에 의해 형성되었다.