울릉도 부석 기질의 암석.광물학적 특성

Petrological and Mineralogical Characteristics of Matrix of Pumice in Ulleung Island

울릉도에서 산출되는 치밀한 회색부석, 회색부석, 갈색 및 검은색부석의 기질에 대한 광물 암석학적 특성을 연구하기 위하여 X-선 회절분석, FT-IR, 열분석, XRF, SEM 분석을 실시하였다. 그 결과, 울릉도 부석의 기질은 전반적으로 비정질이며 미량의 새니딘과 아노르도클레이스의 결정구조적 특성을 보였다. FT-IR 흡수스펙트럼에서 흡착수분을 지시하는 O-H 피크가 관찰되었으나 열분석에서 나타나지 않는 것으로 보아 수분 함량은 미미한 수준인 것으로 판단된다. 이러한 낮은 수분 함량은 기질이 넓은 비표면적을 가지며 형성 이후 상당한 시간이 지났음에도 불구하고 수화변질 정도를 매우 낮게 만든 것으로 생각된다. SEM 이미지상에서 기질의 기공은 $2\sim2000{\mu}m$ 크기를 가지며 구형, 타원형, 실타래형 및 각상의 형태학적 특성을 보인다. 또한, 기공들은 융합하고 성장하면서 변형되는 연성특성을 보여준다. 다양한 크기와 형태를 보이는 기공의 특성은 마그마의 급격한 압력감소와 빠른 냉각에 기인하며 형성과정에서 마그마가 상당한 연성을 유지하였음을 시사한다. 초기에 형성된 치밀한 회색부석은 기공의 성장이 제한되고 구형 기공의 결핍과 각상의 매우 작은 기공($15{\mu}m$ 이하)을 포함하는 것으로 보아 수화프리니언 분출에 근접하였음을 시사한다. 기질표변에서 관찰되는 비정질 알루미나 규산염 덩어리인 극미립질 입자는 알칼리계열의 포놀라이트질 마그마가 급격히 상승하는 과정에서 미립자화된 마그마가 기질표면에 부착된 것으로 판단되며 부분적으로 결정화된 알칼리 장석입자와 공존할 가능성이 높은 것으로 추정된다.

Mineralogical and petrological characteristics were investigated on matrix of dense gray, vesiculate gray, brown and black pumice in Ulleung Island by using XRD, FT-IR, XRF, SEM and thermal analysis. According to the analysis, most of pumice matrix are amorphous and include very small amount of sanidine and anorthoclase. Since the adsorption moistures, which commonly observed as O-H peak in FT-IR spectrum, are not identified in thermal analysis, it seems reasonable to conclude that content of the adsorption moisture has very low level. Although pumice has a large specific surface area, with long time elapsed after eruption, pumice matrix shows very low degree of hydration alteration due to the low level of water content. In SEM images, most surfaces of pumice show morphological characteristics such as various shapes of vesicle with wrinkled and thin walls resulted from ductile coalescence. Dense gray pumice formed in the initial stage includes small vesicles less than $15{\mu}m$ in size with subangular to angular shapes, free of ovoid vesicle. These characteristics are interpreted to have related to the hydrous environment derived from phreato-plinian eruption. Submicron particles observed as amorphous alumina silicate assemblages in vesicle surface are considered as particles sticked to the matrix surface through rapidly cooling process during ascent of alkali phonolitic magma. It indicates that these particles coexisted partly with crystallized alkali feldspar.