Geochemical and genetic study on the plutonic rocks in Deception Island

Abstract

디셉션 섬은 남극 반도와 남미 사이에 위치하는 브랜스필드 해협의 서쪽 끝에 위치한다. 배호분지 환경에서 형성된 것으로 알려진 디셉션섬에서 화강암질 암편들이 발견되었다. 이 연구에서는 이러한 화강암질 심성암 암편들이 최근의 화성활동과 관련된 마그마 분화로부터 생성된 것인지, 아니면 디셉션 섬의 기저를 형성하는 더 오래된 지각물질에서 유래된 것인지에 대하여 조사하였다. 암석 분류에 의하면, 분석된 암석들은 모두 화강암에 속한다. 그리고 TAS 도와 AFM 삼각도에 도시한 결과 모든 암석은 칼크 알칼리 계열에 속한다. 분석된 암석들의 알루미나 포화도는 저알루미나와 고알루미나 사이의 경계에 도시되며, ACNK 값이 1.1을 넘지 않는다. 따라서 이 암석들은 I-type 화강암에 속한다. 그리고 ACF 삼각도에서도 역시 모든 암석이 I-type 화강암에 속함을 알 수 있었다. 주원소의 하커 변화도와는 달리 미량원소 분석 결과는 규칙적인 증가나 감소의 경향을 보이지 않았다. 그리고 C1 콘드라이트로 표준화한 REE 변화도에서, 2~3개의 암석은 유사한 패턴을 보이지만 나머지는 서로 교차하는 패턴을 보인다. 그러므로 이 암석들이 단순히 동일 마그마의 분화에 의해 생성되었다고 생각하기는 어렵다. 초기 맨틀로 표준화한 거미 도형에서, 화산도호 화성암의 특징인 불호정 원소의 함량이 높고, Nb 와 P의 결핍 그리고 Pb의 피크가 보인다. 그리고 Pearce 등(1984)의 조구조 판별도에서도 분석된 화강암들은 모두 화산호 화강암 영역에 도시된다. 이러한 결과는 이 화강암들이 배호분지 환경에서 형성된 마그마의 분화산물이 아님을 나타낸다. 화강암질 암편의 K-Ar 흑운모 연대 측정 결과에 따르면, 두 암석의 연대는 각각 62.4±1.2 Ma 와 140.6±27 Ma의 연대가 산출되었다. 이러한 연대 측정 결과는 이 암석들이 여러 번의 화산활동에 의해 생성되었음을 보여준다. 그리고 이 연대들은 디셉션 섬에 분포하는 화산암의 연대 보다 매우 오래된 것이기 때문에 최근의 현무임질 마그마의 분화로 화강암이 형성된 것으로 볼 수 없다. 이러한 점들을 종합해본 결과 디셉션 섬에서 발견된 화강암질 암편들은 최근의 현무암질 화성활동의 분화산물이 아니라 섭입 환경에서 디셉션 섬의 아래에 존재하는 결정질 복합체 층의 부분용융에 의해 생성되었다고 생각된다. 즉, 현재의 브랜스필드 해협은 배호분지의 성향을 보이지만 디셉션 섬의 기저는 140 Ma에 이미 만들어져 있었고 당시의 지구조적 환경은 화산호 환경이었다고 판단된다.