Petrology and Amphibolites(Meta-Dolerite sill) in the Mungyong Areal Korea

안건상,신인현,김희남,Ahn, Kun-Sang,Shin, In-Hyun,Kim, Hee-Nam The Korean Earth Science Society 1997 韓國地球科學會誌 Vol.18 No.6

옥천습곡대 중앙부에 해당하는 문경지역예 분포하는 각섬암에 대하여 정밀한 산상, 조직 및 지화학적 성질을 조사하고, 지구조적 환경을 추적했다. 본역의 상내리층(옥천층군)과 석회암층(조선누층군)에 분포하는 각섬암은 변성된 조립현무암질 암상이며 주변암과 조화적로 분포함을 확인했다. 본 연구를 통하여 본 암석의 분포를 이전의 그것에 비해 크게 대선하였다. 상내리 지역을 중심으로 관찰한 암상을 최소한 4매 이상이다. 그 하나는 석회암층 내에 분포하며(Ls Sill, 두께 약 3 m), 나머지는 상내리층 내에 분포한다. 상내리층 내에 분포한 암상들을 하부로부터 각각 First Sill(두께 약 40 m), Second Sill(두께 약 100 m), Third Sill(두께 약 40 m)로 명명했다. 두꺼운 암상은 후기에 관입한 소규모의 암상을 포함하며, Third Sill은 2매의 주 암상과 2매의 소규모 암상으로 구성된다. 각 암상은 주변암과의 접촉부에서 세립질의 냉각대를 가지며, 내측으로 갈수록 입자의 크기가 증가한다. 두꺼운 암상은 다양한 암맥과 중심부에서 힌색의 단편을 가지며, 접촉부에서 중앙부로 감에 따라 화학적 성질도 규칙적으로 변한다. $SiO_2,\;Na_2O,\;K_2O,\;P_2O_5$는 증가하며, $TiO_2,\;FeO^*,\;Al_2O_3,\;CaO$는 감소하는 경향을 보인다. 각섬암의 산상과 화학적 특징을 고려하여, 초기에 관입한 마그마로 생각되는 대표적인 10개의 화학조성을 선택하여 그들의 주성분 및 부성분 변화를 조사하였다. 그들이 보여주는 조성변화는 단일 마그마의 분별결정작용으로 설명할 수 없다. 본 역의 각섬암에 관한 지질분포, 지화학적 특성 및 과거 연구자들의 자료는 각섬암의 원암(현무암질마그마)이 intracontinental rift 환경에서 암상형태로 관입하였음을 지시한다. With respect to the amphibolites in the Mungyong area of the central part of the Ogcheon Fold Belt, detail field occurrence, texture and geochemical properties within each sills and petrogenetic environment are presented. We confirmed that the amphibolites in the Sangnaeri Formation (Ogcheon Supergroup) and limestone(Cambro-Ordovician Chosun Supergroup) sequences are metamorphosed dolerite sills which are roughly concordant to bedding of country rocks. Geologic distribution of the rocks is distinctly improved compared with those of previous investigations. There are four main sills so far observed in the study area. One is emplaced in limestone(Ls Sill, about 3 m thick) and the others are emplaced in Sangnaeri Formation, which are named First Sill(about 40 m thick), Second Sill(about 100 m thick) and Third Sill(about 40 m thick) from lower to upper horizons of the meta-pelitic sequences. The thick sills are intruded by minor sills and the Third Sill is a composite sill consisting of two main and two minor sills. Each sill has fine grained chilled marginal zones and grain size increases inwards from both contacts. The Second Sill has various vein and white patch in central part and the rock compositions vary systematically from margin to central part. $SiO_2,\;Na_2O,\;K_2O\;and\;P_2O_5$ increase, whereas $TiO_2,\;FeO,\;Al_2O_3\;and\;CaO$ decrease toward the contort. We investigate the major and trace element variations of ten selected rock compositions as intruding initial magma take occurrence and chemical properties into consideration. The compositional variations of them can not be explained by fractionation crystallization of single magma. Geologic distribution, geochemical properties and previous data suggest that amphibolite precursors(basaltic magma) of the study area were intrusive as sill-like in an intracontinental rift environment.

전라북도 오수-진안 지역에 분포하는 변성퇴적암류에 대한 변성작용

안건상,김용준,신인현,Ahn, Kun Sang,Kim, Yong Jun,Shin, In Hyun 대한자원환경지질학회 1997 자원환경지질 Vol.30 No.2

Precambrian metapelites and metapsammites of the Jinan-Osu area (so-called Seologri and Yongamsan Formation) consist of black slate, phyllite, mica schist, quartzite and rarely calc schist. They are intruded by Sunkagsan granite gneiss, Foliated granodiorite, Amphibolite, Sunchang foliated granite and Namwon granite. Mylonite texture, crenulation cleavage and minor shear zone are common. The meta-sedimentary rocks include various rock-fragments xenoliths in size (up to 3 cm) and rock-type. They have various porphyroblastic spots in size (up to 1 cm) and their mineral composition is different. The xenoliths are schists, granite and quartzite, which are rectangular or lens form and recrystallized muscovite, chlorite and quartz. Spots are andalusite and biotite aggregates extensively replaced by chlorite. The metamorphic terrain is divided into three zones of progressive metamorphism on the basis of mineral assemblage. They are chlorite zone, chloite-biotite zone and andalusite-biotite zone ascending order, from west to east approximately. Isograd reactions are phengitic muscovite + chlorite = less phengitic muscovite + biotite + quartz + $H_2O$ and muscovite + chlorite + quartz = andalusite + biotite + $H_2O$ between the chlorite zone and chlorite-biotite zone, and between the chloritebiotite zone and andalusite-biotite zone, respectively. Sample B6 (exposed near the Obong-ri) includes staurolites and greenish biotites, that is different in mineral assemblage and chemical composition from the meta-sedimentary rocks. Sample A12 (exposed near the Shinam-ri) has greenish white spots (up to 1 cm in diameter) mainly composed of Kfeldspar, quartz and sillimanite replaced by muscovite.

제주도에서 산출되는 화강암에 관한 연구

안건상,이현구,임현철,Ahn, Kun Sang,Lee, Hyun Koo,Lim, Hyun Cheol 대한자원환경지질학회 1995 자원환경지질 Vol.28 No.5

A granite drilling core (-1200 m) obtained near the Majang cave in east part of the Cheju island. The rock is pinksh in color and has miarolitic cavities. It is coarse-grained rock and consists of quartz, plagioclase, alkali feldspar, biotite and magnetite. The rock shows characteristically micrographic texture. The alkali feldspar is subhedral to anhedral and generally interstitial grains and fonns micrographic texture. K/Ar age of alkali feldspar in the core specimen is $58.14{\pm}1.4Ma $ (early Tertiary). The age, rock features and whole rock chemistry of the rock has strong resemblance to micrographic granites, so called "masanite", in southeastern part of the Korean peninsular. The granitic fragments from drilling core (- 920 m) obtained in Jungmun area in south part of the Cheju island consist of quartz, plagioclase, alkali feldspar and biotite. The fragments in the Jungmun area are similar to granitic xenolith near the Cheju city for the absence of micrographic texture and different alkali feldspar.

경북(慶北) 봉화군에 분포(分布)는 장산규암층(壯山硅岩層)의 암석학적(岩石學的) 및 지구화학적(地球化學的) 연구(硏究)

안건상,이현구,Ahn, Kun Sang,Lee, Hyun Koo 대한자원환경지질학회 1995 자원환경지질 Vol.28 No.1

The Jangsan Quartzite is a basal unit of the Cambro-Odovician sequence, in Socheon-Myeon, Bonghwa-Gun, Gyeongsangbug-Do, South Korea, was petrologically and geochemically investigated. The quartzite consists mainly of quartz and muscovite, assosiated with tourmaline and graphite. The quartzite shows white and/or gray color and various green color in hand specimens. The white and gray colored rocks have very low vanadium contents, but a dark green colored rock contains 8960 ppm vanadium. The muscovites in the quartzite show colorless and green color, of which green ones range from pale blue green to pale green. The dark green colored muscovites have above 8 wt. % vanadium and pale green ones have 1-3 wt. % vanadium. Vanadium contents in moscovite increase with decreasing $Al^{v1}$ contents. It suggests that vanadium substitutes for octahedral aluminium in moscovite. In general, it tends to large volumes of muscovite (up to 14 modal %) in deep green colored rocks, and high vanadium contents in their muscovites. Most of the moscovite flakes occur along the quartz boundaries and some are enclosed by quartz grain. The moscovite grains intergrowth each other in the former. The mouscovite aggragates are divided into two types on the basis of their intergrowth(cut) times. Two cut times and one cut time are named T type and D type, respectively. The T type is mainly distributed at western part (near of the Chunyang granite), whereas the D type is distributed from middle to estern part(near the Janggunbong) of the formation. The boundary is consistent with metamorphic isograd between andalusite and sillimanite zone by Ahn et. al. (1993).

승주-순천 지역에 분포하는 정편마암류의 지구화학적 특성

안건상,오창환,박배영,Ahn, Kun-Sang,Oh, Chang-Whan,Park, Bae-Young 한국지구과학회 2001 韓國地球科學會誌 Vol.22 No.3

소백산육괴의 서남부에 위치한 승주-순천 지역에는 화강편마암, 반상변정질편마암, 우백질편마암이 우세하게 분포한다. 이들 정편마암은 연구지역에서 순차적인 관입관계를 보여준다. 이 연구는 이 세 정편마암들의 원암인 화강암질암의 지구화학적특징과 지구조적인 환경을 파악하고자 하였다. 실리카-알칼리 IUGS 분류도에 의하면 반상변정질 편마암은 섬록암에서 화강섬록암 영역에 속하고, 화강편마암과 우백질편마암은 화강섬록암과 화강암 영역에 걸쳐 점시된다. 주성분원소의 여러 특성은 본 편마암류의 원암은 비알칼리암이며, 동시충돌형 구조장에서 형성된 S형의 마그마임을 지시한다. 고장력원소를 이용한 구조장 판별도에서는 본 편마암류의 근원암이 칼크알칼리암계열의 화강암류이며, 동시충돌형 구조장에서 형성되었음을 지시한다. Granite gneiss, pophyroblastic gneiss and leucocratic gneiss are widely distributed in the Seungju-Suncheon area, the southwestern part of the Sobacksan Massif, Korea. These orthogneisses show intrusive relationships in outcrops of the study area. This study focuses on the geochemical properties and the tectonic environments for the original rocks of these orthogneisses. The pophyroblastic gneiss is plotted in diorite and granodiorite domain, and granite gneiss and leucocratic gneiss are plotted in both of granodiorite and granite domains on lUGS silica-alkali diagram. Geochemical properies of major elements suggest that these rocks are sub-alkali rock series, and were formed from S-type magma which generated in syn-collision tectonic environment. Discrimination diagrams using HFS elements suggest that original rocks of the three orthogneisses were granitoid of calc-alkali rock series, and were formed in syn-collision environment.

Magma Differentiation and Mineral Accumulation of the Sangnae-ri Dolerite Sill in the Okchon Belt

안건상,김희남,신인현,Ahn, Kun-Sang,Kim, Hee-Nam,Shin, In-Hyun The Korean Society of Economic and Environmental G 1993 자원환경지질 Vol.26 No.3

옥천대에는 다양한 종류의 화산암이 산출하며, 특히 문경지역을 중심으로 다양한 두께의 조립현무암질 암상이 다수 관찰된다. 이런 암류에 대한 과거의 지구화학적 연구에서는 전암성분의 계통적인 변화를 마그마의 분별정출작용에 의한 것으로 해석하였다. 상내리지역에 분포한 조립현무암질 암상중 가장 잘 분화된 두번째 암상은 수직적으로 광물입자의 발달이 현저하게 변화하며, 그에 따라 전암성분도 계통적으로 변화한다. 이러한 성분변화가 마그마의 분별정출작용에 의한 것인지를 확인하기위하여 광물의 입출에 대한 최소자승법을 이용하였으며, Iwamori (1989)의 컴퓨터프로그램을 사용하였다. 계산 결과는 암상에서 보여준 선암성분의 변화는 분별정출작용에 의한 것이 아니라, 마그마의 관입전이나 관입직후에 만들어 졌을것으로 보여지는 반정들(감람석, 사장석, 단사휘석, 자철석)의 차별적 집적에 의한 것으로 나타났다. 또한 분화의 최종산물인 Patch 형태의 백색산성암은 분별작용의 결과임이 분명하다. Various sizes of dolerite sills occur in the Mungyong area, one of well-exposed areas in Okchon belt. All of previous geochemical studies concluded that chemical variations of basic rocks, so-called Sangnae-ri amphibolite, result from the fractional crystallization. The second sill, which is a well differentiated one in the Sangnae-ri area, displays systematic compositional variation associated with gradual change of grain size in vertical sections. In order to clarify the chemical variation in the sill, whether chemical composition of each part of the sill is appropriately derived from the original liquid (represented by the average composition) by addition or subtraction of initial phenocystic minerals are tested(Iwamori program, 1989). According to the calculation, it is shown that major vertical chemical variation of the sill resulted from the accumulation of phenocrysts(olivine, clinopyrxoene, plagioclase, titanomagnetite) which already existed at the time of emplacement or formed just after the emplacement.

제주도 애월읍 해안의 염기성 용암류에 발달한 동심원 구조와 방사상 절리

안건상,Ahn, Kun Sang 한국지구과학회 2021 한국지구과학회지 Vol.42 No.2

제주도 북서부인 애월 해안에는 평탄하게 흐른(판상) 용암류와 둥근 모양(원통)의 용암류가 관찰된다. 원통형 용암류의 치밀한 내부에는 동심원 구조와 방사상 절리가 발달한다. 구엄리 돌염전 주변의 판상 용암류 내부에는 상하부의 굵기가 다른 주상절리가 발달한다. 주상절리 상부는 다각형의 형태가 고르지 않으며 직경은 120-150 cm이다. 주상절리 하부는 육각형과 오각형으로 형태가 일정하고, 크기도 60 cm 내외이다. 원통형 로브는 크기와 형태에 따라 두 그룹으로 나눌 수 있다. 하나는 메가로브인데, 최대 직경이 30 m인 반원형이다. 또 하나는 원형의 로브로 직경이 10 m 이하이다. 원통형 용암류의 방사상 절리의 기둥 단면은 육각형과 오각형이며, 기둥의 직경은 중심에서 바깥쪽으로 증가하는데 바깥쪽 경계부에서는 80-120 cm 정도이다. 원통형 용암에서 관찰되는 동심원 구조는 4가지 요인이 복합된 것이다. 첫째는 원형의 균열로, 원통형 용암류 내에서 안쪽과 바깥쪽 사이의 온도차와 밀도차로 발생한 수축으로 생긴 틈새이다. 둘째는 방사상 절리의 마디층이 동심원을 이룬 것으로, 이 마디층은 방사상 절리와 동시에 만들어진 것이다. 셋째는 유동띠로서, 용암이 흐를 때 둥근 통로에 남긴 흔적이다. 네 번째는 용암에서 빠져나온 가스가 동굴에 형성된 기공 띠이다. A lava dome and sheet lava flow can be observed at the seashore of Aewol, Jeju island. The cylindrical lobes are characterized by a concentric structure consisting of a massive core and radial joints. Columnar joints with different thickness between the upper and lower parts are developed in the sheet lava flow around the rock salt field in Goeomri. The upper part of the columnar joints is uneven in shape, and has a diameter of 120-150 cm. The lower part of the columnar joints is hexagonal and pentagonal in shape, and has a diameter of about 60 cm. The cylindrical lobes can be divided into two groups based on size and shape. One is a megalobe, with a semicircular outline and a maximum diameter of 30 m. The other is a circular lobe with a diameter of less than 10 m. The columns in the radial joints have hexagonal and pentagonal cross sections and gradually increasing diameter, outward from the core, to a size of 80-120 cm at the rim. The concentric structure observed in the cylindrical lavas is attributable to a combination of four factors. The first is a circular crack caused by the decrease of the temperature and density difference between the inside and outside of the cylindrical lava flow. The second is a concentric chisel mark of the radial joints, which formed at the same time as the radial joints. The third is a flow band, which is a trace left in a round passage when lava flows through. The fourth is a vesicular band formed in a cave by gas bubbles escaping from the lava flow.

장군광산 주변의 변성이질암에서의 누진변성반응 계열

안건상,정현희,이현구,Ahn, Kun-Sang,Jeong, Hyun-Hee,Lee, Hyun Koo 대한자원환경지질학회 1993 자원환경지질 Vol.26 No.4

The Janggun mine area is occupied by the Proterzoic and the Paleozoic meta-pelites, which are intruded by the Jurassic Chunyang granite. The metamorphic terrain is divided into four zones of progressive metamorphism on the basis of mineral assemblages. The zones are chlorite zone, staurolite zone, andalusite zone, sillimanite zone ascending order. Boundary lines between the zones resemble outline of the Chunyang granite mass. Isograd reactions are chlorite+chloritoid+muscovite=staurolite+biotite+quartz+water, staurolite+chlorite+muscovite+quartz=andalusite+biotite+water, and staurolite+muscovite+quartz=andalusite+biotite+garnet+water between the chlorite zone and the staurolite zone, the staurolite zone and the andalusite zone, and the andalusite zone and the sillimanite zone, repectively. They are univariant reactions in KFMASH component system. Metamorphic conditions estimated from garnet-biotite geothermometers and phase equlibria are $530^{\circ}C$ and lower than 4 kb.

제주도 화산암에 발달한 주상절리 크기의 상하부 역전

안건상 ( Ahn Kun-sang ) 한국도서(섬)학회 2020 韓國島嶼硏究 Vol.32 No.2

제주도 대포동주상절리대에는 카러네이드의 상하 두께가 역전된 주상절리가 분포한다. 대포동 주상절리는 하부 기둥이 가늘고, 상부 기둥이 두꺼운데, 이는 일반적인 카러네이드와 역전된 양상이다. 본 연구는 제주 서귀포시에서 역전된 카러네이드 구조를 가진 주상절리의 분포를 조사하고, 그 형성 메커니즘을 밝히는 것이 목적이다. 이를 위해 주상절리의 형태, 화산암의 화학성분과 층서 관계를 조사하였다. 연구대상인 주상절리는 대포동 주상절리대, 갯깍 주상절리대, 용머리 동쪽 황우치 해안 주상절리, 대평포구의 박수기정, 형제섬, 송악산, 산방산이다. 이 중에 산방산과 박수기정을 제외한 5개 지역에서 역전된 주상절리가 관찰되었다. 갯깍 주상절리의 일부는 인테브러춰가 발달하여 다른 지역과 구별되는 특이한 형태를 보인다. 역전된 카러네이드의 기둥면 넓이는 하부가 30-50cm, 중부가 90-120cm 그리고 상부는 2m 이상이다. 역전된 카러네이드가 발달된 용암의 SiO₂ 함량은 대부분 48-51 wt.%로 현무암질 암석이다. TAS도에 의한 분류명은 대포동이 현무암, 송악산과 형제섬은 조면암질현무암(하와이아이트), 황우치해안은 현무암질조면안산암(뮤저라이트)이다. 이들의 분출 상태는 용암류이며, 송악산과 형제섬에서는 용암이 저지대에 모여 용암 연못을 이루었다. 산방산과 박수기정 주상절리의 카러네이드는 기둥 직경의 변화가 없다. 이들 화산암의 SiO₂ 함량은 62-65 wt.%로 암석명은 조면암이다. 역전된 카러네이드 구조를 가진 용암층 상부는 모두 두꺼운 스코리아와 스패터가 피복하고 있다. 송악산과 형제섬에서 용암의 하부는 차가운 응회암과 접촉하는데, 이 응회암은 해수면 근처에서 물과 마그마의 상호작용으로 형성된 수성화산분출물이다. 이 뜨거운 현무암질 용암은 차가운 응회환의 저지대로 흘러 들어가 고이고, 이후에 이들은 따뜻한 화산분출물에 의해 피복되었다. 용암의 바닥은 차가운 냉각면이 되고, 용암의 상부는 상대적으로 따뜻한 냉각면이 형성된다. 결과적으로 하부에서는 직경이 작은 기둥이, 상부에서는 직경이 큰 주상절리가 발달하여 역전된 구조가 형성되었다. The columnar joints are developed with the reversed upper and lower diameter of a colonnade in Daepo-dong, Jeju Island. The diameter of this columnar joint is large at the top and small at the bottom, which is reversed from the diameter of the general colonnade. This study investigated the distribution of columnar joints with a reversed size column structure in Seogwipo city, Jeju Island. Furthermore, the chemical composition and stratum relationship of volcanic rocks were studied to understand its forming mechanism. The subject of the study is Daepodong, Getggak to Jungmun beach, Hwangwoochi beach of the Yongmeori, Baksugijeong cliff near the port of Daepyeong, Hyeongjae island, Songaksan mountain, and Sanbangsan mountain columnar joint. Among them, reversed columnar joints were observed in five areas, excluding Sanbangsan mountain and Basugijeong cliff. Part of the Getggak columnar joint exhibits a unique shape that differs from other regions due to the development of entablature. The width of the reversed column is 30 to 50 centimeters in the bottom, 90 to 120 centimeters in the middle, and over two meters in the upper part. The silica content of lavas with inverted colonnades are mostly 48-51 wt.%, which is a basaltic rock. The rock names of the TAS diagram are basalt in Daepodong, trachy basalt( hawaiite) in Songaksan mountain and Hyeongjae island, and basaltic trachy andesite(mugearite) in Hwangwoochi beach and Getggak. These eruptions are lava flows, and lava gathered in low-lying areas to form lava ponds on Hyeongjae island and Songaksan mountain. The colonnade of Sanbangsan mountain and the Baksugijeong cliff columnar joint have no changes in column diameter. The SiO₂ content of these volcanic rocks is 62-65 wt. % and the rock name is trachyte. The upper part of the lava layer, which has a reversed columnar structure, is covered by thick layer of scoria and/or spetter. In Songaksan mountain and on Hyeongjae island, the lower part of lava contacts cold tuffaceous rocks. These rocks are hydro-volcanic eruption by the interaction of water and magma near the sea level. Hot basaltic lava flowed into the cold lowlands of tuff ring, and warm volcanic eruptions covered them. In other words, the bottom of lava is the cold cooling surface, and the top of lava has the relatively warm cooling surface. As a result, column with a small diameter developed at the bottom and a column with a large diameter developed at the top to form a reversed structure.

한국 서남해안에 분포하는 화강암의 풍화작용과 지질경관

안건상 ( Kun Sang Ahn ) 한국도서(섬)학회 2011 韓國島嶼硏究 Vol.23 No.1

The geologic landscape formed through the weathering processes near the southwestern coast was investigated through three granites which are located in the Mt. Wolchul of Youngamgun, Mt. Cheongwan of the Jangheunggun in Jeollanamdo, and Mt. Geum in Namhaegun Kyongsangnamdo. The minerals in these granites consists of pink feldspar(perthite), quartz and plagioclase(<An50). The granites have a miarolitic cavity structure and a micrographic texture which indicate that the granites intruded into shallow depth of the crust. The Rb-Sr whole rock isotron age in between 71Ma and 93Ma corresponds to the Cretaceous period. The study area shows various geological landscape such as tor, kastle koppie, flared slops, domed inselberg, tafoni, gnamma and groove. Gnammas of the Gujeongbong on Mt. Wolchul and in the peak of Mt. Geum are reported in the previous study. The study found new well-developed gnammas in three areas ,Guryongbong on Mt. Cheongwan, Sajabong and Hyangrobong on Mt. Wolchul. More gnammas are expected to be found on the other granite. In the previous research, most gnammas first started from the joint line. This study, however, found that most gnammas originated from the miarolitic cavity in the ground and subaerial level, not on the joint line, of the cretaceous granite body. The initial small gnammas enlarged through the process of drying, wetting, freeze-thawing, flaking, and salt weathering.