전남(全南) 고흥반도(高興半島)에 분포(分布)하는 화산암류(火山岩類)의 화산층서(火山層序) 및 암석학적(岩石學的) 연구(硏究)

윤성효,황인호,Yun, Sung Hyo,Hwang, In Ho 대한자원환경지질학회 1988 자원환경지질 Vol.21 No.4

The author aimed to describe the volcano-stratigraphy and petrology of the volcanic mass in the Koheung peninsula, South Cheolla province. The volcanic mass is composed of the volcanics and intrusives of late Cretaceous which extruded the Pre-cambrian metamorphic(Jirisan gneiss complex) and the early Cretaceous sedimentary(Duwon Formation) basement. The volcanic pile consists of, in ascending order, Bibongsan andesite, Koheung tuff and breccia, and Palyeongsan welded tuff, and are intruded by ring intrusives( intrusive breccia, andesite porphyry, intrusive rhyolite and fine-grained quartz-diorite) and central pluton(diorite, quartz monzodiorite, biotite granite and micrographic granite). Bibongsan andesite mainly consists of andesite tuff and lava. Koheung tuff consists of alternation of fine tuff, coarse tuff and lapilli tuff, and Palyeongsan welded tuff which overlies Koheung tuff, comprises K-feldspar and quartz phenocrysts, elongated brown fiamme, lithic fragments in matrix of devitrified brown glass shards, and mainly consists of rhyodacite to rhyolite vitric ash-flow tuff. The results of petrochemical studies of the igneous rocks suggest that the rocks were a serial differentiational products of fractional crystallization of calc-alkaline magma series. This study reveals that the volcanic mass in this area is inferred to the remnant of the resurgent cauldron, measuring 30 by 25 km in diameter. The cauldron block was lowered at least 1,000 m by ring fault displacement.

중국 북동부 대흥안령 지역 중생대 화산암류에 대한 암석화학적 특성 연구

윤성효,원종관,이문원,임강,Yun, Sung-Hyo,Won, Chong-Kwan,Lee, Moon-Won,Lin, Qiang 한국지구과학회 2000 한국지구과학회지 Vol.21 No.1

중국 북동부 대흥안령(大興安嶺) 지역 중생대 화산암류의 암석학 및 전체적인 암석화학적 특징을 파악하고, 동북아시아 지역의 중생대 화산암대의 지체구조적 환경 비교 및 성인 연구를 하였다. 주성분 화학조성의 특징은 주로 알칼리-서브알칼리계열의 현무암-현무암질 안산암-안산암-데사이트 및 유문암 조성을 보이고, 전형적인 BAR(현무암-안산암-유문암)의 암석조합을 나타낸다. 그러나, 각 화산분출 단위에서는 산성의 유문암질 성분과 염기성의 현무암질 성분이 많은 반면, 중성 성분이 비교적 결여되어 있는 바이모달 특징을 나타낸다. 미량원소 함량 조성의 전반적인 특징을 보면, Rb, Ba, Th 등 불호정성원소들이 부화되어 있으며, 불호정성이 작아지고 호정성이 증가할수록, 즉 Cr, Ni로 감에 따라 그 함량이 감소하는 특징을 보인다. 또, 희토류원소가 상당히 분화되어 있으며, LREE, Rb, Ba, Th, K 등 불호정성원소의 함량이 높으며, LILE/HFSE 비가 높은 특징을 보인다. Hf-Th-Nb 성분도에서도 본 지역의 화산암류들은 판이 침강 섭입하는 판경계부에서 생성된 마그마로부터 유래하는 조구적 위치에 도시된다. 이는 현재 대흥안령 지역의 지체구조적 위치가 아시아 대륙내부에 위치하나, 화산암류가 형성될 당시에는 지판이 섭입하는 대륙호 환경이었거나 또는 이미 침강섭입된 판으로부터 지구화학적인 혼염된 맨틀 플룸의 영향을 받았음을 추측할 수 있다. We studied petrological and geochemical characteristics of the Mesozoic volcanic rocks in the Da Hinggan Ling area northeast China, and discussed tectonic settings and origin of the Mesozoic volcanic rocks in northeast Asia. Volcanic rocks in Da Hinggan Ling area are composed of alkaline to subalkaline basalt-basaltic andesite-andesite-dacite-rhyolite, showing typical BAR(basalt-andesite-rhyolite) association. However, most of the volcanic rocks are basaltic and rhyolitic in composition, and andesitic rocks are relatively rare, which shows bimodal characteristics. Rb, Ba, Th and other incompatible element contents in the volcanic rocks are enriched, but the contents decrease with increasing the compatibility. REEs are fractionated and REE patterns of volcanic rocks are characterized by a high LILE/HFSE. On the tectonomagmatic discriminant diagram of Hf-Th-Nb, they fall into the fields for subduction-related destructive plate margin basalts and its differentiates. We suggest that the tectonomagmatic setting of Da Hinggan Ling area was located at the continental margin arc related with subduction environment during the Mesozoic time or may be derived from mantle plume contaminated geochemically from subducting slabs, although it is, at present within the Asia continent.

제주도 동부 알칼리 현무암내 스피넬-레졸라이트 포획체의 연구

윤성효,고정선,안지영,Yun, Sung Hyo,Koh, Jeong Seon,Anh, Ji Young 대한자원환경지질학회 1998 자원환경지질 Vol.31 No.5

The spinel Ihelzolite of ultramafic xenoliths are found in the alkali basalt from eastern part of the Cheju island, Korea. The xenolith is are mainly composed of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and spinel. Based on the chemical compositions of the constituent minerals, the ultramafic xenolith belong to upper mantle peridotite. Each minerals have a protogranular texture. Olivine with kink band texture partly shows undulatory extinction. Some clinopyroxenes have spongy textured rims. Brown spinels occur in the interstices between olivine and pyroxene grains. Olivine is mostly forsterite $(Fo_{89-90})$. Orthopyroxene is enstatite $(Wo_{1.3}En_{88.4}Fs_{10.3})$ with 3.87~5.25 wt% $Al_{2}O_{3}$. Clinopyroxene is diopside $(Wo_{48.0}En_{46.2}Fs_{5.8})$ with 6.75~5.03 wt% $Al_{2}O_{3}$. Spinel has the Mg value of 75.9 and its Cr-number is 10.2. According to the PoT estimations for the mantle xenoliths, equilibrium temperatures of the xenoliths range from 1023 to $1038^{\circ}C$ and pressure is 18 kbar. Spinellhelzolite from this area, which is characterized by lower Cr-number (10.2) and homogeneous chemical compositions, supports that these ultramafic xenoliths are derived from the upper mantle.

포항분지(浦項盆地) 북부(北部)(칠포(七浦)-월포(月浦)일원)에 분포(分布)하는 화산암류(火山岩類)에 대한 암석학적(岩石學的)·층서적(層序的) 연구(硏究)

윤성효,Yun, Sung Hyo 대한자원환경지질학회 1988 자원환경지질 Vol.21 No.2

The purpose of this study is to determine the stratigraphy of the volcanic rocks in the Chilpo-Weolpo area, the north of Pohang basin, based on field survey and lithological properties of the rocks. The volcanic pile(Chilpo tuff) overlies the Cretaceous sedimentary formation and is unconformably overlain by the Miocene Yeonil Group. The Chilpo tuff comprises a thick sequence(>200m) of pyroclastic flow deposits. Five members are distinguished, each representing separate flow units, comprising none(or weakly) to densely welded rhyolite tuff. The Chilpo tuff consists of, in ascending order, greenish weakly welded tuff, volcanic conglomerate, alternation of tuff breccias and fine tuffs, greenish none to densely welded tuff and red-brownish densely to weakly welded vitric tuff. This study revealed that the volcanic rocks in this area were formed by 4 volcanic stages. On the basis of K-Ar age($44.7{\pm}1.1\;Ma$) and lithologic data, geological age of the Chilpo tuff may be Eocene.

경상분지 동북부 보경사화산암체의 암석학적 연구

윤성효,이문원,고정선,김영라,한미경,Yun, Sung-Hyo,Lee, Moon-Won,Koh, Jeong-Seon,Kim, Young-La,Han, Mi-Kyeong 한국지구과학회 2000 한국지구과학회지 Vol.21 No.5

This study has been designed to elucidate the petrography and geochemical characteristics of the volcanic rocks and focused on petrogenesis and tectonic environment of the Bokyeongsa volcanics in the northeast Gyeongsang Basin. The Bokyeongsa volcanics consist of the Naeyeonsan tuff which include rock fragment plagioclase, quartz and hornblende and pumice showing welded structures, and felsite. According to the petrochemical data, the Naeyeonsan tuff and felsite are in the range of 68${\sim}$71wt% and 77wt% SiO$_2$ content respectively. The Naeyeonsan tuff belongs to dacite/rhyodacite, and felsite to rhyolite. These volcanics rocks belong to the calc-alkaline rock series on the TAS diagram and the AFM diagram. The variations of major elements of the volcanic rocks show that contene of TiO$_2$, Al$_2$ O$_3$, FeO$^T$, MnO, MgO, CaO are inversely proportional to those of SiO$_2$, but contents of K$_2$O are positively. They represent differentiation trend of calc-alkaline rocks series. In spider disgram of MORB-normalized trace element partterns, contents of K, Rb, Th and Ta are relatively high, but those of Nb, Zr, Hf, Ti, Y and Yb are nearly similar to MORB. In the chondrite-normalized REE patterns, light REEs are more enriched than heavy REEs. The trace element composition and REE patterns suggest that they are typical island-arc calc-akaline volcanic rocks formed in the tectonomagmatic environment of subduction zone under continental margin. 본 연구에서는 경상분지 북동부 보경사화산암체에 대하여 암석성인 및 지구조적 위치에 중점을 두고 화산암류의 암석기재적 및 암석화학적 특성을 연구하였다. 보경사화산암체는 주로 내연산응회암과 규장암으로 구성되고, 유문암질 응회암이 인접하여 분포한다. 내연산응회암은 용결구조를 나타내는 부석편, 사장석, 석영, 각섬석의 반정 그리고 암편으로 구성되는 회류응회암이다. 내 연산응회암과 규장암은 각각 SiO$_2$함량이 68${\sim}$71wt%와 77wt%로서, 내연산응회암은 데사이트/유문데사이트, 규장암은 유문암의 조성을 나타낸다. 이들 화산암들은 TAS 성분도와 AFM도에서 칼크-알칼리암 계열의 특성을 보인다. 화산암류의 주성분 변화도에서TiO$_2$, Al$_2$ O$_3$, FeO$^T$, MnO, MgO, CaO는 SiO$_2$가 증가함에 따라 감소하는 경향을, K$_2$O는 증가하는 경향을 보이며, 칼크-알칼리암의 분화경향을 나타낸다. MORB값으로 표준화한 미량원소의 거미그림에서 K, Rb, Th와 Ta 함량은 비교적 부화되어 있으나, Nb, Zr, Hf, Ti, Y과 Yb 함량은 MORB와 비슷한 낮은 값을 나타낸다. 운석값으로 표준화한 희토류원소 변화도에서 경희토류원소가 중희토류원소에 비하여 많이 부화되어 있다. 이러한 미량원소 조성과 희토류원소 변화 경향은 이들 화산암류가 대륙연변부 섭입대의 조구적 환경에서 형성된 전형적인 도호 칼크-알칼리화산암임을 지시한다.

백두산 화산의 1654년 10월 21일 화산재구름 이동 기록에 대한 화산학적 고찰

윤성효(Sung-Hyo Yun) 한국암석학회 2018 암석학회지 Vol.27 No.1

백두산 화산으로부터 폭발성 분화에 의한 것으로 추정되는 1654년의 조선왕조실록에 기록된 화산재구름 이동의 역사기록을 화산학적 견지에서 고찰하였다. 1654년 10월 21일에 백두산에서 분화된 화산재와 화산가스가 북풍~북동풍의 바람을 타고 낮은 고도로 운반되어 재구름과 함께 한반도 남쪽으로 내려온 화산재로 해석할 수 있다. 그 영향 지역이 북쪽으로 함경도 남쪽 경계부에도 출현하였다는 것은 그 북쪽 즉 백두산에서 한반도 남쪽으로 남하한 것으로 평가된다. 분화지점인 백두산으로부터 약 500 km 이상 떨어진 경기도 적성과 장단 지역에 재구름이 통과한 것은 당시 백두산에서 중규모의 플리니식 분화로 형성된 분연주가 탁월풍의 영향으로 굽어진 형태로 지면을 따라 재구름을 형성하여 이동한 결과로 해석된다. 이를 유사 기상 장에서 수치 모의하여 재현하였다. The volcanic history of the volcanic ash cloud movement recorded in the annals of the Choson dynasty in 1654, presumably due to explosive eruptions from Mt. Baekdu volcano. On October 21, 1654, volcanic ash and volcanic gas erupted from Mt. Baekdu could be interpreted as volcanic ash, which was transported to low altitude by winds of north and northeast winds and descended to the south of the peninsula along with volcanic ash clouds. The affected area appeared northward in the southern boundary of Hamgyeongdo, which is estimated to have moved the volcanic ash from Mt. Baekdu to the south of the Korean peninsula. Clouds of volcanic ash have passed through Jeokseong and Jangdan area, Gyeonggido about 500 km away from Mt. Baekdu. This is interpreted as a result of the formation of a volcanic ash cloud along the ground in a curved shape due to the influence of the prevailing wind, which was formed by Plinian-type eruption at Mt. Baekdu. This is reproduced by numerical simulations on the similar weather pattern model.

제주도 남동부 태흥리 용암에 대한 암석학적 연구

윤성효(Yun Sung Hyo),고정선(Jeong Seon Koh),박정미(Jeong Mee Park) 한국암석학회 2002 암석학회지 Vol.11 No.1

활화산의 감시 기법에 대한 연구

윤성효(Sung-hyo Yun),이정현(Jeong-hyun Lee),장철우(Cheol-woo Chang) 한국암석학회 2014 암석학회지 Vol.23 No.2

활화산을 감시하는 방법은 육안으로 직접 관찰하는 방법, 과거의 분화 기록 문건을 참조하는 방법, 직접적으로 관측 장비를 동원하여 화산체를 감시하는 방법 등이 있다. 이 중 관측 장비를 이용하여 화산체를 감시하는 방법 중 가장 기본적인 것은 지진활동도의 감시이며, 이외에도 지진계에 기록된 지진활동 중 인위적인 노이즈를 걸러내는 데 효과적인 공진 관측, 그리고 정밀수준기, 전자거리측정기, 경사계, GPS, InSAR 관측법을 통한 지표변형의 감시, 화산가스 감시, 수문학적/기상학적 감시, 기타 지구물리학적 감시 등의 방법이 있다. 이러한 감시 기법을 통해 화산의 활동을 효과적으로 감시하고 이를 통해 지하 마그마방에서의 마그마 거동을 파악함으로써 미래의 화산 분화를 보다 정확하게 예측하고 조기 경보하여 그에 따른 재해의 피해를 경감하고 최소화 할 수 있다. There are various ways to monitor active volcanoes, such as the method of observing the activity of a volcano with the naked eye, the method of referring to the past eruptive history based on the historic records and the method of monitoring volcanoes by using observation equipment. The most basic method from the observation equipment-using methods to monitor volcanoes is seismic monitoring. In addition to this, the ways to monitor volcanoes are as follows: resonance observation which may be effective to remove artificial noises from the seismic activities that are recorded in the seismograph, ground deformation by using precision leveling, electronic distance measurement, tiltmeter, GPS, and InSAR observation method, volcanic gas monitoring, hydrologic and meteorological monitoring, and other geophysical monitoring methods. These monitoring methods can make volcanic activities effectively monitored, determine the behavior of magmas in magma chambers and help predict the future volcanic eruptions more accurately and early warning, thus, minimize and mitigate the damage of volcanic hazards.

부산 금정산화강암체의 암석학 및 Rb-Sr 전암 등시선 연대

윤성효(Sung-Hyo Yun),고정선(Jeong-Seon Koh),박광순(Kwang-Sun Park),안효찬(Hyo-Chan Ahn),김용일(Young-Il Kim),유성현(Sung-Hyeon Yoo),이동한(Dong-Han Lee),윤기영(Gi-Young Yun) 한국암석학회 2005 암석학회지 Vol.14 No.1

부산 금정산화강암체를 구성하는 화강암류는 암상별로 화강섬록암, 각섬석화강암, 아다멜라이트, 토날라이트, 흑운모화강암 및 미문상화강암으로 구성된다. 금정산화강암의 지화학적 특성은 이들 화강암류가 칼크-알칼리암계열, Ⅰ-형 화강암에 속하며, 화강섬록암질 마그마로부터 사장석의 분별 결정화작용에 의해 각섬석화강암, 아다멜라이트 및 흑운모화강암, 미문상화강암으로 진화하였음을 잘 보여준다. 화강암의 최저용융조성의 결정화 압력과 온도는 1-5 kbar와 720-700°C로 계산된다. 금정산화강암체의 각 암상에서 측정한 Rb-Sr 전암 연대는 69.6±1.9 Ma이며, Sr 동위원소의 초생비는 0.70503±0.00015이다. 미량원소와 희토류원소의 조성 변화에서 높은 LILE/HFSE 비와 LREE의 부화 경향을 나타내는 데, 이는 금정산화강암체가 백악기말 섭입대 환경에서 생성된 대륙연변호 칼크-알칼리암의 전형적인 화강암 계열의 특성이다. The granitoids in the Mt. Geumjeong, Busan can be divided into granodiorite, hornblende granite, adamellite, tonalite, biotite granite and micrographic granite. The geochemical characteristics of the Mt. Geumjeong granites indicate that they were crystallized from a calc-alkaline series and that they belong to Ⅰ-type granitic rocks which evolved from granodioritic magma into hornblende granite, adamellite, biotitie granite, and finally micrographic granite through fractional crystallization of plagioclase. The crystallization pressures and temperatures of the minimum melt compositions of the granitic rocks were estimated to about 1-5 kbar and 720-700°C. The trace element composition and REE patterns, characterized by a high LILEJHFSE ratio and enrichments in LREE, indicate typical continental margin arc calc-alkaline rocks produced in the subduction environment. The Rb-Sr isotopic data for the Mt. Geumjeong granites define a well-defined isochron yielding as age of 69.6± 1.9 Ma with an initial Sr isotopic ratio of 0.70503.

백두산의 화산활동과 형성과정

윤성효(Sung Hyo Yun),원종관(Chong Kwan Won),이문원(Moon Won Lee) 한국암석학회 2004 한국암석학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-