The origin of Composite Mafic Magmatic Enclaves (MMEs) in the Cretaceous Granite of Taejongdae Area, Republic of Korea

Abstract

Mafic Magmatic Enclave (MME)는 화강암질 관입체에서 나타나는 일반적인 특징이다. 하지만,부산시 태종대 지질공원에서 산출되는 백악기 화강암 노두에서 발달하는 복합 MME 는 인장에 의한 포유암(enclave)의 형성에 관한 유용한 정보를 제공하는 흥미로운 현상을 나타낸다. 이 연구에서 우리는복합 MME 를 몇 개의대비되는구상(orbicular)의암석영역들로구성된포유암으로정의한다. 화성암의 진화를 연구함에 있어 포유암의 중요성 때문에 MMEs 의 기원은 기재적, 지구화학적, 그리고 동위원소를 통해 연구되어왔다. 이번 연구의 목적은, 연구지역 내 MMEs 의 다양성에 대한 원인을 포함하여, 복합 MME 의 형성 메커니즘을 이해하는 것이다. 이를 위해, 화강암과 MMEs 의 관계와,암석 영역간의 차이점을 암석학적,지구화학적 연구를 바탕으로 조사하였다. 중요한 결과는 다음과 같다. MME 는 두 가지의 주요한 유형으로 분류 할 수 있습니다. 먼저, 단일 영역으로 구성된 단순형(simple-type)은 각진 형태이며 화강암과 뚜렷하게 접한다. 반면, 복합형(composite-type)은 여러 영역으로 이루어져있다. 원형 또는 타원형으로 나타나며 다른 냉각 과정을 보인다. 일부 MMEs 는 균열을 통해 화강암질 물질이 주입되었다. 복합 MME 내로 화강암질 물질의 주입은 냉각 과정 중에 일부 복합 MME 의 균열로 나타날 수 있다. 이러한 결과는 복합 MMEs 가 혼합(mixing)과 섞임(mingling)의 다른 두 단계에 의해 형성되었음을 나타낼 수 있다. 상대적으로 작은 각진 형태와 화강암과의 뚜렷한 접촉면을 가지는 단순한 MMEs 는 화강암의 결정화 이전에 복합 MME 의 파괴를 나타낼 수 있습니다.

Mafic Magmatic Enclave (MME) is a common feature in granitic intrusives. However, the composite MMEs developed in the outcrop of Cretaceous granite in the Taejongdae Geopark, Busan, represent an interesting phenomenon providing useful information on the formation of enclaves by extension. In this study we define the composite MME as an enclave composed of several contrasting orbicular rock zones. Due to the importance of the enclaves in the evolution of igneous rocks origin of MMEs have been studied in descriptively, geochemically and through isotope studies. The purpose of this study is understanding the formation mechanism of the composite MMEs, including the reasons for the diversity of MMEs in the study area. To achieve the above objectives, the relationship between the MMEs and the host granite, and difference between the zones were investigated based on petrological and geochemical studies. The important results are as followed: the MMEs can be classified into two main types; Simple-type composed of a single zone has an angular shape and sharp contact with the host granite, and composite-type consist of several zones, has a circular to elliptical shape and shows different cooling processes. Some MMEs are injected by granitic materials through cracks. The injection of the granitic materials into the composite MMEs may indicate fracturing of some composite MMEs during the cooling process. These results may indicate the composite MMEs are formed by two different phases, one phase of mixing and minglings and a second phase of mingling. The simple MMEs relatively small size angular shape and sharp contact with the host granite, may indicate breaking of the composite MMEs before the crystallization of the host granite.