동해 상부맨틀의 불균질성: 섭입 퇴적물의 영향에 대한 Mg-Zn 동위원소 증거

Abstract

독도, 울릉도 및 주변 해저 화산체들의 기반암은 판내부 화산활동의 지화학특성을 가진 알칼리 화산암으로 분류되며, 맨틀 단성분 중 하나인 EM1 (Enriched Mantle 1) 성분과 유사한 Sr-Nd-Pb 동위원소 조성을 보인다. 최근의 연구들을 통해 동해 화산체들의 근원 맨틀 조성은 대륙지각하부의 암석권맨틀(sub-continental lithospheric mantle, SCLM)과 섭입지판 성분에 의한 변성교대작용(metasomatism)을 받은 것으로 확인되고 있으나, 동해 확장 이후에 대륙지각의 경계부에서 EM1 조성의 판내부 화산활동을 유발하는 원인과 변성교대작용의 특성에 대한 면밀한 검토가 요구된다. 섭입대 및 동해와 같은 후열도 분지 환경에서 상부맨틀 변성교대작용을 유발하는 주요 원인으로 섭입된 지판의 퇴적물에 포함된 탄산염암으로 제시되고 있으며, 이들의 Mg-Zn 동위원소 조성은 맨틀과 차별되어 섭입물질에 의한 변성교대작용의 유형을 판별하는 데 활용할 수 있다. 본 연구에서는 동해 해저기반암의 Mg-Zn 동위원소 조성을 최초로 보고하며, 이를 통해 섭입지판에서 공급된 유체 및 변성교대작용의 특성과 이들이 독도 및 동해 화산체의 형성에 미치는 역할을 평가하고자 한다.