| 초록 |
연구개요 마그마형 열수광상은 섭입대(subduction zone)에서 규장암질 마그마와 시·공간적으로 밀접한 관계를 갖고 있으며, 동과 금과 같은 유용 광물은 관계 마그마에서 기원한다. 하지만, 모든 섭입대 마그마가 광화작용과 연관되어지는 것은 아니며, 극히 일부의 섭입대 화성암만 반암형 광상을 배태하고 있다. 지난 몇 십년간 많은 광상학자들과 화성지구화학자들이 섭입대 마그마와 반암형 광상의 성인적 관계를 규명하기 위해 노력해 왔다. 일부 학자들은 특정 물리·화학적 환경에서 형성된 섭입대 마그마 내에 동과 금이 풍부하게 함유되어 있어 광상을 형성하기에 유리하다고 주장하는 반면 다른 학자들은 마그마의 초기 금속 함량보다 맨틀에서 형성된 마그마가 분화되는 과정에서 금속이 농축되는 기작이 중요하다고 주장한다. 본 연구에서는 한국을 포함한 다양한 섭입대 지역의 화산호 및 후열도 분지에서 산출되는 화성암의 친동성원소와 백금족원소의 지구화학적 변화를 연구하였다. 지구화학적 연구결과와 함께 시료의 암석학적 광물학적 연구결과를 통합하여 섭입대 환경에서 형성되는 마그마와 마그마형 동-금 광상의 성인적 관계에 관한 두 가지 지질학적 문제점들을 풀고자 했다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 대표성과 목표는 1) 백금족원소 분석시설 구축, 2) 거도 및 금성지역의 화성암체 연구, 3) 안데스 Rachite 및 Chuquicamata 화강암류 연구, 4) 일본의 화산암체 및 심성암체에 관한 연구, 5) 백금족 원소의 크롬 첨정석에 대한 분배양상 연구, 6) 중앙아메리카 파나마 화산암을 통한 백금족원소의 원소 순환 연구, 7) 미얀마 깔레이미요 오피올라이트를 이용한 섭입대 맨틀 연구, 8) 중앙해령의 심해저 화산암 연구, 9) 섭입대 마그마의 친동성 및 백금족 원소 지구화학에 대한 통합적 연구로서 대부분의 연구 목표는 원활히 수행되었으며 논문으로 출간되었다. 중앙아메리카 및 거도 지역 화성암체에 대한 연구는 2018년 말 국제저널 투고를 목표로 논문 작성 중이다. 총 4편의 SCI 및 1편의 국내논문 작성, 1명의 석사인력 양성을 목표로 하였는데 1편의 SCI 논문만 제외하고 모두 목표로 설정한 세부 성과목표를 달성하였다. 1편의 SCI는 2018년 말에 투고하여 2019년에 출간하는 것으로 목표로 하고 있다. 연구개발결과의 중요성 섭입대 화성활동은 맨틀 물질을 지각으로 공급하고 새로운 대륙 지각을 형성하는 중요한 전지구적 지질현상이다. 하지만 섭입대 마그마의 백금족 원소 지구화학은 아직까지 보고된 연구결과가 거의 없는 지질학적 불모지이다. 본 연구에서는 최신 백금족 원소 분석 기술인 니켈불분석불꽃시험법과 동위원소희석분석을 활용하여 다양한 지역에서 산출하는 섭입대 화성암체의 백금족 원소 함량을 측정하였으며 결과를 바탕으로 섭입대 마그마의 생성환경 및 분화과정에서의 황화물 포화 과정을 이해하는데 중요한 정보를 제공하였다. 이 같은 연구는 전 세계적으로 암석 지구화학 분야에서 선도 분야이다. 섭입대 마그마는 반암형 광상, 스카른 광상 등 마그마 열수 광상과 성인적으로 밀접한 관계가 있으며 광상의 금속 원소는 마그마로부터 공급된다. 마그마 열수 광상을 형성하는데 있어서 필요한 여러 가지 조건들 중 가운데 마그마의 금속 원소 함량, 즉 마그마의 비옥도 (fertility) 의 역할이 정확히 규명되지 않았다. 본 과제를 통하여 획득된 연구 결과는 마그마 열수 광상과 관계된 화성암과 무관계 화성암 간에 친동성 원소 및 백금족 원소 지구화학에 어떠한 체계적 차이가 있는지를 보고하였으며, 이를 통하여 마그마 열수광상의 형성에 있어서 마그마의 친동성원소 비옥도가 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 증명했다. (출처 : 요약문 3p) |
