Emplacement Depth of Cretaceous Granites in Kyeongsang Basin, E Korea

경상분지내 백악기 화강암류의 정치 깊이에 관한 연구

  • Ko, Jeong-Seon (Department of Earth Sciences, Pusan National University) ;
  • Yun, Sung-Hyo (Department of Earth Sciences, Pusan National University) ;
  • Ahn, Ji-Young (Department of Earth Sciences, Pusan National University) ;
  • Kim, Hyang-Soo (Department of Earth Sciences, Pusan National University) ;
  • Choi, You-Jong (Department of Earth Sciences, Pusan National University)
  • 고정선 (부산대학교 사범대학 지구과학교육과) ;
  • 윤성효 (부산대학교 사범대학 지구과학교육과) ;
  • 안지영 (부산대학교 사범대학 지구과학교육과) ;
  • 김향수 (부산대학교 사범대학 지구과학교육과) ;
  • 최유종 (부산대학교 사범대학 지구과학교육과)
  • Published : 2000.02.28

Abstract

In Kyeongsang basin, there were very dynamic magmatic activities, resulting to form volcanic and plutonic rocks. A plutonic recycle appeared in this region. Presumption of the pressure for hornblende-bearing granitic rock among the plutonic rocks, can support important informations for the emplacement depth of Cretaceous Bulgugsa granites in Kyeongsang basin. $Al^T$(Al total) contents of hornblende is related to the pressure, oxygen fugacity, and compositions of other minerals having the solid solution. So we apply the $Al^T$ content of hornblende to several empirical and experimental geobarometer systems to presume the pressure and to determine the emplacement depth of Cretaceous Bulgugsa granites in Kyeongsang basin from the inferred pressure. With the result that we applied the $Al^T$ contents of hornblende to the various geobarometers, there was a positive relationship between the pressure and $Al^T$. The minimum pressure value ranges from 0.73 to 1.70kbar in Kyeongju and the maximum value from 2.02 to 3.16kbar in Kimhae. And then the tectonic setting in Kyeongsang basin has no relation to the emplacement depth of Cretaceous granites and means variations with the movement of vertical component in each area. As we suppose that the density of earth's crust is $2.8g/cm^3$, the average values of the emplacement depth ranges in each area range from 2.6 to 11.4km. These data confirm the previous idea about the emplacement depth of Cretaceous granites in Kyeongsang basin, and these geobarometers using the $Al^T$ contents of hornblende is available though they have much limits. Therefore Cretaceous Bulgugsa granites in Kyeongsang basin was the shallow depth intrusive rut and the exposed granites was the shallow depth crust.

경상분지내 백악기에는 매우 활동적인 마그마 활동이 많이 있었으며, 그 결과 여러 화산암과 심성암을 형성하였고, 반심성암의 관입에 이르는 하나의 화성윤회가 잘 나타나는 지역이다. 이러한 심성암 중 각섬석을 함유하고 있는 화강암에 대한 압력 추정은 경상분지내 백악기 불국사화강암류의 정치 깊이에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 각섬석의 성분 중 $Al^T$(Al total)함량은 온도, 산소분압, 그리고 고용체를 가지고 있는 광물들의 성분과 무관하고 압력에만 관계가 있다. 그래서 우리는 각섬석의 $Al^T$ 함량을 여러 경험적, 실험적 지압계에 적용하여 압력을 유추할 수 있었고, 이 각섬석을 함유하는 암석은 주위 다른 암석과 밀접한 관련성이 있으므로, 유추된 압력으로 경상분지내 백악기 불국사화강암류의 정치 깊이를 결정할 수 있었다. EPMA 분석을 통해 구한 각섬석 $Al^T$값을 여러 관계식에 적용해 본 결과, 압력과 $Al^T$값 사이에는 정의 상관 관계가 있었고, 경상분지내 백악기 화강암류 중에서 가장 작은 압력 값을 가지는 지역은 경주지역($0.73{\sim}l.70kbar$)이었고, 가장 높은 값을 가지는 지역은 김해지역($2.02{\sim}3.16kbar$)이었다. 그리고 유추된 압력 값이 김해, 거제, 부산, 마산, 남해, 경주 순서로 높기 때문에 경상분지의 지구조가 백악기의 화강암류의 정치 깊이와는 상관 관계가 없음을 나타내고 각 지역마다 수직성분의 운동이 달랐음을 의미한다. 그리고 지각의 밀도가 $2.8g/cm^3$로 가정했을 때, 경상분지의 화강암류의 압력평균값이 약 $0.73{\sim}3.16kbar$의 범위를 가졌고, 경상분지내 백악기 화강암류의 정치 깊이는 $2.6{\sim}11.4km$범위를 가졌다. 이는 경상분지 화강암류에 대해 유추된 기존의 정성적인 생각과 일치한다는 것을 알 수 있었고, 각섬석의 $Al^T$함량을 이용한 여러 경험적, 실험적인 압력계가 많은 제한점이 있지만 경상분지의 백악기 불국사화강암류에는 정성적으로 유효함을 알 수 있었다. 우리는 최종적으로 경상분지내 백악기 화강암류는 천부관입 암체이고 노출된 화강암류가 천부지각이라는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 지질학회지 v.20 화왕산 및 영취산 일대 화강암류의 암석학적 연구 김중욱;이윤종
  2. 한국지구과학회지 v.13 no.2 우리 나라 남부지역에 분포하는 생산성 심성암체에 대한 암석지화학적 연구: 광양, 돌산, 남해지역을 중심으로 김희남
  3. 지질학 원론 원종관;이하영;지정만;박용안;김정환
  4. 지구과학회지 v.11 no.1 경주 남산 일대의 화강암의 암석학 및 지구화학의 특성 윤성효;황인호
  5. 지질학회지 v.30 남한의 중생대 화강암에 대한 각섬석 지압계와 지각 두께의 진화 조등룡;권성택
  6. Jour. Geol. Soc. Korea v.13 no.2 Age of mineralization of Sanne and Ilkwang mines, Kyeonsang Basin, Republic of Korea Fletcher;Rundle
  7. American Mineralogist v.71 Aluminium in hornblende: An empirical igneous geobarometer Hammarstrom, J.M.;Zen, E.
  8. American Mineralogist v.72 Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of calcalkaline plutons Hollister, L.S.;Grissom, G.C.;Peters, E.K.;Stowell, H.H.;Sisson, V.B.
  9. Petrology of igneous and metamorphic rocks Hyndman, D.W.
  10. Geology v.17 Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Lond Valley caldera (California) volcanic rocks Johnson, M.C.;Rutherford, M.J.
  11. Min. Magazine v.42 Nomenclature of amphiboles Leake, B.E.
  12. Ph. D. Thesis, Univ. of Tokyo Petrology, mineralogy and isotopic study of the shallow-depth emplaced granitic rocks, southern part of the Kyeongsang basin, Korea, -Origin of micrographic granite- Lee, J. I.
  13. Contrib. Mineral. Petrol. v.110 Amphibole composition in tonalite as a function of pressure: an experimental calibration of the Al-in-hornblende barometer Schmidt, M.W.
  14. Computers and Science v.10 RECAMP-A fortran Ⅳ profram for estimating $Fe^{3+}$ contents in amphiboles Spear, F.S.;Kimball, K.L.
  15. American Mineralogist v.62 Relations of nucleation and crystal growth to the development of granitic structures Swanson, S.E.