한반도 초염기성 포획암의 산소동위원소 비율

Abstract

한반도에서 산출되는 초염기성 맨틀포획암의 지화학적 특징과 평형 온도와 압력 조건을 계산하고, 산소동위원소비를 분석하였다. 연구 결과 (1) 한반도 맨틀포획암은 전형적인 초염기성 포획암(MgO: 49.12-50.95 wt.%, Mg값: 90.1-92.2)으로 구성되어 있다. (2) 한반도 맨틀포획암의 평형온도는 <TEX>$854-1016^{\circ}C$</TEX>이고, 압력은 4.6-24.4 kbar로 얻어졌다. (3) 맨틀포획암을 구성하는 감람석의 산소동위원소비(<TEX>${\delta}^{18}O_{ol}$</TEX>)는 5.06-5.51‰의 균질한 값으로 N-MORB와 상부 맨틀 감람석의 값(<TEX>${\delta}^{18}O$</TEX>: <TEX>$5.2{\pm}0.2$</TEX>‰)과 유사하다. 그러나 백두산과 제주도의 맨틀포획암을 구성하는 감람석의 산소동위원비는 각각 5.07-5.51‰과 5.07-5.45‰로 상대적으로 넓은 범위의 <TEX>${\delta}^{18}O$</TEX> 값을 갖고 있다. 이 결과를 바탕으로, 이 연구에서는 백두산 맨틀포획암의 높은 <TEX>${\delta}^{18}O$</TEX>가 맨틀포획암 물질에 재순환된 퇴적물원 EM2 물질의 혼입 때문일 수 있다는 가능성을 제안하였다. This study examined the geochemical characteristics, equilibrium temperature and pressure conditions, and oxygen isotopic ratios of mantle xenoliths from the various geological sites of the Korean peninsula. The results are as follows: (1) The ultramafic xenoliths from the Korean peninsula mainly consist of typical high magnesium olivine (MgO : 49.12-50.95 wt.%, Mg value: 90.1-92.2), corresponding to worldwide Cenozoic ultramafic xenoliths in chemical compositions. (2) The pressure-temperature conditions of ultramafic xenoliths in the Korean peninsula are from 854 to <TEX>$1016^{\circ}C$</TEX> and 4.6 to 24.4 kbar. (3) The oxygen isotopic ratios (<TEX>${\delta}^{18}O$</TEX>) for olivines in ultramafic xenoliths range from 5.06‰ to 5.51‰, which are relatively uniform oxygen isotopic values and overlapped by the values of N-MORB and upper mantle peridotite (<TEX>${\delta}^{18}O$</TEX>: <TEX>$5.2{\pm}0.2$</TEX>‰). However, olivines of the ultramafic xenoliths from the Baegdusan and Chejudo have a relatively wide <TEX>${\delta}^{18}O$</TEX> values ranging from 5.07 to 5.51‰ and 5.07 to 5.45‰, respectively. Based on the results, this study suggests that the high <TEX>${\delta}^{18}O$</TEX> signature of the Baegdusan xenoliths give a hint that ~5% of the oxygen in typical EM2 sources originally derived from recycled sediments.