중앙인도양해령 반려암질 암석에 기록된 멜트-암석 반응의 증거와 멜트-암석 반응이 중앙해령현무암 성분에 미치는 영향

Abstract

중앙해령현무암(MORB)은 해저로 분출되기 전, 하부지각 내에서의 다양한 기작에 의해 성분이 조절된다. 하부지각 내의 멜트-암석 반응(melt-rock reaction)은 중앙해령에서 광범위하게 발생하지만, MORB 성분에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 아직 잘알려져 있지 않다. 본 연구에서는 7°50’-8°30’S에 위치한 중앙인도양해령에서 채취된 반려암질 및 현무암질 암석에 대해 암 석기재학적, 지구화학적 조사를 수행했다. 반려암질 암석은 다양한 반응조직 (reaction textures)을 보이는 데, 감람석과 사장석의 부분용융조직, 단사휘석내의 갈색 각섬석 bleb, 반려암과 트록톨라이트내의 단사휘석 oikocryst patch 등이 이에 해당된다. 또한, 반려암질 암석 내에 급격한 암상의 변화가 있는 부분에서도 이러 한 반응조직이 관찰된다. 마그마의 분화 정도를 지시하는 단사휘석의 지표(Cr2O3-TiO2-Mg#)는 서로 낮은 상관관계를 보이며, 단사휘석의 미량원소는 분별결정화 모델보다 상당히 부화 및 분별되어 있고, 공존하는 광 물들의 미량원소는 서로 평형을 지시하지 않는다. 이러한 결과들을 바탕으로 7°50’-8°30’S 중앙인도양해령 하부지각에서 멜트-암석 반응이 발생했음을 확인하였다. 단사휘석 미량원소의 부화 및 분별은 음의 Sr/Sr*(Sr 아노말리) 값이 커짐에 따라 증가하므로, 멜트-암석반 응은 사장석의 정출을 수반하는 것으로 보인다. 주목할만한 점은, MORB의 미량원소 비가 음의 Sr/Sr*가 커 질수록 증가한다는 것이다. 이러한 MORB 미량원소 비와 Sr/Sr*의 음의 상관성은 MORB의 성분이 하부지각 에서 발생한 멜트-암석 반응에 영향을 받았음을 지시한다. 또한, MORB의 미량원소는 단사휘석과 평형인 멜 트