제주도 현무암류의 감람석에 포획된 멜트 포유물의 지화학성분에 기초한 근원 맨틀 물질 연구

Abstract

한반도 상부맨틀에 존재하는 불균질성의 특성을 파악하고자 제주도 현무암류의 감람석 반정(Fo77-83)에 포획된 멜트 포유물의 주성분과 미량원소 성분을 분석하였다. 가열하여 재균질화한 멜트 포유물의 주성분 원소 중량(SiO2 = 47.2-54.5%, MgO = 5.5-8.7%, Al2O3 = 14.1-16.8%, K2O = 0.6-3.2%)은 전암 현무암(SiO2 = 53.2-55.7%, MgO = 5.0-6.0%, Al2O3 = 14.7-15.4%, K2O = 0.6-0.8%)에 비해 다양성을 보인다. 아알칼리계열에 속하는 전암 현무암류와 달리 일부의 멜트 포유물은 알칼리 조면현무암으로 분류되며, 고-알루미나 알칼리 소그룹에 속하기도 한다. 멜트 포유물의 (La/Yb)N 비는 5.1-16.2로 전암 값(2.4-5.5)에 비해서 넓은 범위를 띤다. 이런 다양성은 근원 맨틀에 이질성이 있으며, 현무암질 멜트는 맨틀에서 분별용융되어 생성되고, 차후 지각 마그마 방에서 혼합된다는 것을 의미한다. 제주 멜트 포유물에서 관찰되는 K, Ba, Pb, Eu에서의 양(+)의 이상과 Al2O3 부화 등은 근원 맨틀 속에 K-hollandite가 포함되어 있음을 시사한다. 멜트 포유물에서 관찰되는 P에서의 양의 이상과 양의 값으로 분별된(Zr/Hf)N 비로부터, 인회석 또는 그 고압상과 (함)탄산염 에클로자이트의 존재 가능성이 유추된다. 이런 부화물질은 고-태평양판의 섭입과정에 동반되어 맨틀 전이대에 정체되어 있다가, 상승하는 플룸 속에 수반되어 제주도 화산활동에 연루되었을 것으로 추정된다.