Journal of the Korean earth science society (한국지구과학회지)

The Korean Earth Science Society (한국지구과학회)
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Petrology of the Basalts in the Seongsan-Ilchulbong area, Jeju Island

제주도 성산일출봉 일대 현무암에 대한 암석학적 연구

  • Koh, Jeong-Seon (Institute of Science Education, Pusan National University) ;
  • Yun, Sung-Hyo (Department of Earth Science, Graduate School, Pusan National University) ;
  • Jeong, Eun-Ju (Department of Earth Science, Graduate School, Pusan National University)
  • 고정선 (부산대학교 과학교육연구소) ;
  • 윤성효 (부산대학교 지구과학과) ;
  • 정은주 (부산대학교 지구과학과)
  • Published : 2007.06.30
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Abstract

This study reports petrography and geochemical characteristics of the basalt lava flows in Seongsan-Ilchulbong area, the easternpart of Jeju island, Korea, to understand the evolutionary processes of magma. Basalt lavas are classified into the Pyoseon-ri basalt and the Seongsan-ri basalt. The Pyoseon-ri basalt is dark-gray colored with many vescicles, and mainly consists of olivine, feldspar and rarely of clinopyroxene as phenocrysts. The Seongsan-ri basalt is largely aphanitic basalt and bright-gray colored, divided into two lava-flow units: lower lava flow (B1) and upper lava flow (B2) by the intercalated yellowish lapillistone and paleosol. The lavas plotted into sub-alkaline tholeiitic basalt and alkaline basalt series. The tholeiitic basalts have characteristically higher $SiO_2,\;FeO^T$, and CaO contents, but lower $TiO_2,\;K_2O,\;P_2O_5$ and other incompatible elements compared to the alkali basalts. The tholeiitic basalts have higher $SiO_2$ to the same MgO contents than the alkalic basalts. The contents of Ni, Cr, and MgO show a strong positive correlation, which indicates that low-MgO phases like plagioclase and titanomagnetite were important during the differentiation of magma. The contents of incompatible elements against that of Th show a strong positive correlation. The chondrite-nomalized REE patterns of tholeiitic and alkalic basalts are subparallel each other. LREEs contents of the former are lower than, but HREEs contents are similar to the latter. They both are similar to their K/Ba ratios. The primitive-mantle normalized spider diagram demonstrates that the contents of Ba and Th of all basaltic magma are enriched, and yet Cr, Ni are depleted. The tholeiitic and alkalic basalts may be originated from a different degree of the partial melting of the same mantle material source, and one shows a higher degree of the partial melting than the other.

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 $SiO_2,\;FeO^T$, CaO 함량이 높고, $TiO_2,\;K_2O,\;P_2O_5$ 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.

Keywords

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