무등산지역의 화성암류에 관한 암석화학적 연구

Abstract

무등산 지역 화성암류는 화강편마암, 각섬석흑운모화강섬록암, 백악기 화성암류로 구성되어 있다. 백악기 화성암류는 안산암-데사이트-유문암으로 구성된 화산암류와 미문상화강암과 석영반암 등의 심성-반심성암으로 구성되어 있다. 이들 화성암류는 중생대 송림변동-대보운동-불국사변동의 화성활동 산물로서 각 지질시대에 분출, 관입 한 화성암류들의 일련의 분화산물들로서 칼크-알칼리암계열에 속하며, 회토류 원소는 모두 LREE가 HREE보다 부화되고 (-)Eu 이상도 비교적 낮은 값을 보인다.이는 대륙이나 대륙연변부에서 구조 운동 시 생성되는 화강암류가 보이는 특징과 일치한다. 총희토류 함량에 대한 La/Yb 변화도와 바나듐에 대한 SiO₂ 변화도는 화산암에 대한 분화도와 자철석 분별결정작용을 받은 순서가 화순안산암 → 무등산데사이트 → 석영반암 →미문상화강암임을 지시해 준다. 무등산 지역 미문상화강암의 Rb-Sr 전암연령은 76.8±3.6Ma이고, /초생치는 0.71067±0.00023(MSWD; 8.9)으로 백악기 말기에 해당한다.무등산 석영안산암의 Rb-Sr 전암연령은 80.6±1.4Ma이고, /초생치 0.709280±0.000010(MSWD; 3.2)으로 백악기 말기에 해당한다. 무등산 지역의 화성암류를 형성시킨 마그마 유형은 맨틀 기원의 마그마에서 분화된 I형(자철석 계열} 및 동시 충돌성화강암(syn-COLG) 에 해당한다. 또한 마그마가 분별 결정작용에 의해 점진적으로 분화된 경향을 보인다. 본역에서 미문상화강암은 단층 또는 열극과 밀접하게 관련되어 분포하는 특성을 고려하면 이러한 약대를 따라 증가하는 증기상의 탈가스화작용 또는 용리작용에 의한 과냉각도의 증가가 미문상화강암과 이에 수반된 miarolitic 기공을 형성시킨 주된 요인이었을 것으로 생각된다. 본역의 암상 분포, 지구화학적 특성 및 지질 연대 등을 고려할 때, 백악기 중기 및 후기에 Kula판이나 태평양판의 섭입과 관련하여 형성된 대륙 연변분지로 추정되는 영동-광주함몰대의 일부이며, 무등산 지역은 약 80Ma를 전후한 화성활동에 의해 형성된 함몰체(cauldron)구조를 보인다.|Petrochemical studies on the Igneous rocks at Mt. Mudeung area, the south-west of the Yeongdong-Gwangju depression, are performed to investigate the petrogenesis of the igneous rocks, differentiation processes and igneous activities of the granitic magma, and the geotectonic environments related to plate motions. X-ray fluorescence analyses for major, trace and rare earth element contents, and mass spectroscopy for Rb-Sr age dating and initial ratio were adopted in the study. The lithology of the study area consists of Pre-cambrian granite gneiss, Triassic hornblende-biotite granodiorite, Jurassic quartz diorite and Cretaceous igneous rocks. The Cretaceous igneous rocks consist of volcanic rocks (Hwasun andesite, Mudeungsan dacite and Dogok rhyolite) and granitic rocks (micrograpic granite and quartz porphyry). Major elements of the Cretaceous igneous rocks represent calc-alkaline rocks serious and correspond to a serious of differentiated products from cogenetic magma. Igneous activity of Mt. Mudeung area started from volcanic activity, and continued to intrusive activity at end of the Cretaceous. In chondrite normalized REE pattern, most of Igneous rocks of Mt. Mudeung area show similar pattern of Eu(-) anomaly. This is a characteristic feature of granite in continental margin where tectonic movement occurred. Variation diagrams of total REE vs. La/Yb and V vs. indicate differentiation and magnetite fractionation sequential trend of Hwasun andesite→Mudeung-san dacite→Quartz porphyry→Micrographic granite. Igneous rocks in Mt. Mudeung area was the magma formed within the mantle differentiated from I-type and syn-COLG type. and it was progressively differentiate from crystallyzation of magma. The dacite eruption in the late Creataceous(80.6±1.4 Ma, by Rb/Sr whole rock age dating, Sr initial ratio = 0.709280±0.000010), and the micrographic granite intruded into a shallow depth of the crust in the late Cretaceous(76.8±3.6 Ma, by Rb/Sr whole rock age dating, Sr initial ratio = 0.71067±0.00023) in a volcanic arc. The Igneous rocks in the Mt. Mudeung area is distributed in the shape of a cauldron. The cauldron was formed in by the collapse of the volcanic vent as a result of an andesitic volcanic activity, followed by the extrusion of a large amount of rhyolitic ash. This was followed by the ring-fracture volcanism of renewed magma. Finally, a central pluton intruded and emplaced the resurgent cauldron.

Key words: Yeongdong-Gwangju depression, Mt. Mudeung area, differentiation, Kula plate, Cauldron, Rb-Sr Whole rock age, Sr initial ratio, Micrographic granite