Journal of the Korean earth science society (한국지구과학회지)

The Korean Earth Science Society (한국지구과학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Geochemistry and Metamorphism of the Gneisses in Gwangyang-Hadong Area

광양-하동지역에 분포하는 편마암류의 지구화학 및 변성작용

  • Park, Bae-Young (Faculty of Earth System and Environmental Science, Chonnam National University) ;
  • Suh, Gu-Won (Jeollanamdo Office, Korea Rural Community and Agriculture Corporation)
  • 박배영 (전남대학교 지구환경과학부) ;
  • 서구원 (한국농촌공사 전라남도본부)
  • Published : 2008.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The precambrian granitic gneiss and porphyroblastic gneiss are widely distributed in the Gwangyang-Hadong area of Korea. This study focuses on the geochemical properties and metamorphic P-T conditions of these gneisses. These gneisses are plotted according to granodiorite domain on an IUGS silica-alkali diagram. Geochemical properties of major elements suggest that these rocks are of the sub-alkalic rock series, and were farmed from S-type magmas which were generated in a syn-collision tectonic environment. The amounts of trace elements (Zn, Sc, Sr, V, etc.) decreased as $SiO_2$ concentrations increased. Almandine and spessartine mol%'s and XFe are higher in garnet rims, while pyrope mol%'s are higher in the garnet cores. This seems to be the result of garnet growth and retrogressive metamorphism. Metamorphic zones are divided into sillimanite-cordierite, sillimanite, garnet, and biotite zones. Metamorphic P-T conditions estimated from the gneisses indicate high temperature and low to medium pressure metamorphism (689-757$^{\circ}C$, 5.0-5.6 kbar), followed by medium temperature, low pressure retrorade metamorphism (579-628$^{\circ}C$, 3.1-4.5 kbar), and overprinted retrogade metamorphism (502-558$^{\circ}C$, 1.6-2.3 kbar).

광양-하동 지역에는 선캠브리아 시대의 화강암질 편마암과 반상변정질 편마암이 널리 분포하고 있다. 본 연구는 이들 편마암류의 지구화학적 특징과 변성작용의 온도와 압력을 파악하고자 한다. 편마암류는 실리카-알카리 IUGS 분류도에 의하면 화강섬록암 영역에 해당된다. 주성분원소의 여러 특성은 본 역의 편마암류의 원암은 비알칼리암이고 대륙의 동시 충돌형 영역에서 형성되었을 것으로 예상되는 S형 화성암류를 지시한다. 미량원소는 $SiO_2$의 양이 증가함에 따라 Zn, Sc, Sr, V 등 대부분이 감소하는 경향을 보인다. 석류석 성분에서 알만딘과 스페살틴 및 $X_{Fe}$는 석류석 입자의 주변부에서 높고 파이로프는 중심부에서 높은데 이는 석류석의 성장과 후퇴변성작용의 결과로 보인다. 변성분대는 규선석-근청석대, 규선석대, 석류석대, 흑운모대로 분류된다. 편마암류로부터 계산된 변성작용의 온도-압력은 저압 내지 중압형의 고온 변성작용(689-757$^{\circ}C$, 5.0-5.6kbar)을 받은 후 저압, 중온의 후퇴 변성작용(579-628$^{\circ}C$, 3.1-4.5kbar) 및 중첩된 후퇴 변성작용(502-558$^{\circ}C$, 1.6-2.3kbar)이 수반되었음을 지시한다.

Keywords

References

  1. 권용완, 신의철, 오창환, 김형식, 강지훈, 1999, 풍기지역 소백산편마암체의 백립암상 변성작용-북부 소백산육괴 의 지각진화와 환경지질. 암석학회지, 6, 183-202
  2. 김동연, 1999, 지리산 동부지역에 분포하는 챠노카이트의 암석학, 지구화학 및 지구연대학. 부경대학교이학석사논문, 79 p
  3. 김형식, 1970, 한국 서남부 일대의 광역변성작용에 관하여. 지질학회지, 6, 97-118
  4. 나기창, 1998, 선캠브리아기 이언층. 대한지질학회, 한국의 지질. 시그마프레스, 서울, 33-35
  5. 남기상, 유환수, 이종덕, 1989, 하동도폭 지질보고서. 한국 동력자원연구소. 15 p
  6. 류호정, 송용선, 1999, 지리산 지역 이질 편마암에서 산출 되는 석류석의 내포물과 방사상 쪼개짐 조직 및 남정석 (?)의 산출. 한국 광물-암석학회 초록집, p. 31
  7. 박계헌, 송용선, 박맹언, 이승구, 류호정, 2000, 동북아시아 지역 선캠브리아 지괴에 대한 암석학, 지구화학 및 지구연대학적 연구. 암석학회지, 9, 29-39
  8. 박배영, 2005, 전라남도 승주-벌교-고흥지역에 분포하는 편 마암류의 변성작용과 변성 광물에 관한 연구. 전북대학 교 박사학위 논문, 137 p
  9. 박배영, 신상은, 조계복, 2004, 전라남도 고흥 북부지역에 분포하는 편마암류의 변성작용에 관한 연구. 한국지구과학회지, 25, 443-473
  10. 박희인, 박용안, 정지곤, 1989, 광양도폭 지질보고서. 한국 동력자원연구소, 22 p
  11. 손치무, 이상만, 원종관, 장기홍, 이영주, 1964, 화개도폭 설명서. 경상남도, 22 p
  12. 송용선, 1981, 하동-산청지역의 분포하는 변성암류의 변성 작용에 관한 연구. 서울대학교 석사학위논문, 38 p
  13. 송용선, 1999, 소백산육괴 서남부 지리산지역의 반상변정질 편마암에서 산출되는 백림암질 포획암. 암석학회지, 8, 34-45
  14. 송용선, 류호정, 1994, 지리산일대 소백산편마암체의 다변 성작용, 한국암석학회 제2차 학술발표회 요약집, 20
  15. 안건상, 오창환, 박배영, 2001, 승주-순천 지역에 분포하는 정편마암류의 지구화학적 특성. 한국지구과학회지, 22, 163-178
  16. 오창환, 전은영, 박배영, 안건상, 이정후, 2000, 소백산 육 괴 서남부인 승주-순천 일대의 화강암질 편마암과 반상 변정질 편마암의 변성진화과정. 암석학회지, 9, 121-141
  17. 유환수, 김용준, 박배영, 1993, 괴목도폭 지질보고서. 한국 자원연구소, 19 p
  18. 이민성, 박봉순, 백광호, 1989, 순천도폭 지질보고서. 한국 동력자원연구소, 22 p
  19. 이상만, 1980, 지리산(하동-산청)지역의 변성니질암의 변성 작용에 관한 연구. 지질학회지, 16, 1-15
  20. 이상만, 나기창, 이상헌, 박배영, 이상원, 1981, 소백산육괴 (동남부)의 변성암 복합체에 대한 변성작용에 관한 연구 . 지질학회지, 17, 169-188
  21. 이영택, 이상원, 옥수석, 2004, 산청지역에 분포하는 챠노카 이트의 암석학적 연구. 한국지구과학회지, 25, 251-264
  22. 조계복, 1998, 전남 승주-보성.벌교-도양 일대의 변성암류의 변성작용에 대한 연구. 전남대학교 석사학위 논문, 72 p
  23. 주승환, 김성재, 1986, 영남육괴 Rb-Sr연대 측정 연구(II): 지리산 서남부 일대 화강암질 편마암 및 편마상 화강암 류. 한국동력자원 연구소, 국토기본지질 조사연구, KR- 86-7, 127 p
  24. 홍승호, 황상구, 1984, 구례도폭 지질보고서. 한국동력자원 연구소. 22 p
  25. Asworth, J.R. and Chinner, G.A., 1978, Coexisting garnet and cordierite in migmatites from the Scottish Caledonides, Contribution to Mineralogy and Petrology, 65, 379-394 https://doi.org/10.1007/BF00372285
  26. Batchelor, R.A. and Bowden, P., 1985, Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters. Chemical Geology, 48, 43-55 https://doi.org/10.1016/0009-2541(85)90034-8
  27. Bhattacharya, A., Mohanty, L., Maji, A., Sen, S.K., and Raith, M., 1992, Non-ideal mixing in the phlogopiteannite boundary: Constraints from experimental data on Mg-Fe partitioning and a reformulation of the biotitegarnet geothermometer. Contributions to the Mineralogy and Petrology, 111, 87-93 https://doi.org/10.1007/BF00296580
  28. Ferry, J.M. and Spear, F.S., 1978, Experimental calibration of the partitioning of Fe and Mg between biotite and garnet. Contributions to the Mineralogy and Petrology, 66, 113-117 https://doi.org/10.1007/BF00372150
  29. Hine, R., Williams, I.S., Chappell, B.W., and White, A.J.R., 1978, Contrast between I- and S-type granitoids of the Kosciusko batholith. Journal of the Geological Society of Australia, 25, 219-234 https://doi.org/10.1080/00167617808729029
  30. Hoisch, T.D., 1990, Empirical calibration of six geobarometers for the mineral assemblage quartz+muscovite+biotite+plagioclase+garnet. Contributions to the Mineralogy and Petrology, 104, 225-234 https://doi.org/10.1007/BF00306445
  31. Holdaway, M.J., 1971, Stability of andalusite and the aluminium silicate phase diagram. American Journal of Science, 271, 97-131 https://doi.org/10.2475/ajs.271.2.97
  32. Holdaway, M.J. and Lee, S.M., 1977, Fe-Mg cordierite stability in high-grade rocks based on experimental, theoretical and natural observations. Contributions to the Mineralogy and Petrology, 63, 175-198 https://doi.org/10.1007/BF00398778
  33. Indares, A. and Martignole, J., 1985, Biotite-garnet geothermometry in the granulite facies: The influence of Ti and Al in biotite. American Mineralogist, 70, 272-278
  34. Lavrent'eva, I.V. and Perchuk, L.L., 1981, Phase correspondence in the system biotite-garnet experimental data. Doklady Akademii nauk SSSR, 260, 731-734
  35. Pearce, J.A., Harris, N.B.W., and Tindle, A.G., 1984, Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, 25, 956-983 https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956
  36. Perchuk, L.L. and Lavrent'eva, I.V., 1983, Experimental investigation of exchange equilibria in the system cordierite- garnet-biotite. In Saxena, S.K., (ed.), Kinetics and Equilibrium in Mineral Reactions, Advances in Physical Geochemistry. Springer, New York, USA, 199-239
  37. Perchuk, L.L., Podlesskii, K.K., and Aranovich, L.Y., 1991, Thermodynamics of some framework silicates and their equilibria: Application to geothermobarometry. A memorial volume in honor of D.S. Korzhinskiy, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 131-164
  38. Rao, D.R., 1995, Biotite-garnet thermometry. Computer and Geosciences, 21, 593-604 https://doi.org/10.1016/0098-3004(94)00098-F
  39. Sturt, B.A., 1962, The composition of garnets from pelitic schists in relation to the grade of regional metamorphism. Journal of Petrology, 3, 181-191 https://doi.org/10.1093/petrology/3.2.181
  40. Thompson, A.B., 1976, Mineral reactions in pelitic rocks: I. Prediction of P-T-X (Fe-Mg) phase relations. American Journal of Science, 276, 401-424 https://doi.org/10.2475/ajs.276.4.401
  41. Tracy, R.J., Robinson, P., and Thompson, A.B., 1976, Garnet composition and zoning in the determination of temperature and pressure of metamorphism, central Massachusetts. American Mineralogist, 61, 762-775
  42. Turek, A. and Kim, C.B., 1996, U-Pb zircon ages for Precambrian rocks in southwestern Ryeongnam and southwestern Gyeonggi massifs, Korea. Geochemical Journal, 30, 231-249 https://doi.org/10.2343/geochemj.30.231
  43. White, A.J.R. and Chappel, B.W., 1983, Granitoid types and their distribution in the Lachlan Fold Belt, southeastern Australia. Geological Society of America, Memoir 159, 21-34 https://doi.org/10.1130/MEM159-p21
  44. Wilson, M., 1989, Igneous Petrogenesis. Unwin Hyman, London, UK, 500 p
  45. Wood, D.A., Tarney, J., Varet, J., Saunders, A.D., Bougault, H., Joron, J.l., Treuil, M., and Cann, J.R., 1979, Geochemistry of basalt drilled in the North Atlantic by IPOD Leg 49: Implication for mantle heterogeneity. Earth and Planetary Science Letters, 42, 77-97 https://doi.org/10.1016/0012-821X(79)90192-4

Cited by

  1. Geochemical Composition of the Continental Crust in Korean Peninsula vol.21, pp.2, 2012, https://doi.org/10.7854/JPSK.2012.21.2.113