| 초록 |
□ 연구개요 지각은 판구조운동과정 중 섭입되거나 또는 엽렬(delamination) 되어 맨틀 속으로 이동될 수 있다. 본 연구는 지각이 형성되고 진화하며 궁극적으로는 맨틀로 공급되어 지구화학적 맨틀단성분(EM1, EM2, HIMU)을 이루며, 추후 화성활동에 재활용되는 순환과정에 대하여 암석학적/지구화학적 관점에서 이해하고자 한다. 연구는 대표적인 EM1 (Enriched Mantle Type 1)단성분 화산체인 북중국 화산암, EM2 (Enriched Mantle Type 2) 단성분인 베트남 화산암, HIMU (High μ) 단성분인 동아프리카 화산암의 전형적인 특징을 밝히는 것에서 시작하여, 한반도의 신생대후기 판내부 화산활동(백령도-평택-아산)의 성인을 추적하는 방향으로 확장하여 진행될 계획이다. 나아가 맨틀 단성분의 공간적 분포를 비교하여 한반도내 북․남중국 지괴충돌 연장선 위치를 지구화학적 관점에서 추적하는 것에 새롭게 도전한다. □ 연구 목표대비 연구결과 ⚬ HIMU+EM1 단성분의 조합으로 대표적인 탄자니아 올도인뇨 렌가이 화산체의 생성과정 연구를 통한 맨틀 플룸의 특성 규명과 이의 전이과정 추적 연구를 수행하였다. 처음으로 Lu-Hf 동위원소 시스템을 활용하여 데이터를 얻었으며, Sm-Nd 시스템과의 분별을 관찰하였다. 연구결과 EM1 단성분이 흔히 유추되어 오던 섭입된 해양 퇴적물이 아니라 약1.5-1.0 Ga의 연대를 가지는 E-MORB가 그 역할을 할 수 있음을 최초로 제안하였다. ⚬ EM2 단성분 화산체가 분포하고 있는 베트남 화산활동사에 그 지역 암석권맨틀이 미친 영향을 파악하고자 하였다. Sr-Nd-Hf 동위원소 시스템을 활용하여 베트남 페리도타이트 포획암이 모두 중앙해령 현무암의 범주 내 동위원소 값을 가진다는 의외의 결과를 도출하였다. 결과적으로 베트남 중남부의 암석권맨틀은 대륙지각과 연계되어 있는 것이 아니라 매우 최근에 생성된 새로운 것임을 알 수 있었고, EM2 단성분과 암석권맨틀은 성인적 연관성이 없음을 입증하였다. ⚬ (백령도, 아산, 평택) 현무암과 (백두산, 전곡) 현무암의 비교 연구를 통한 한반도의 동서 또는 남북 지역간의 근원 맨틀 물질 이질성 파악 및 해석을 시도하였다. 연구지역의 근원 맨틀에는 적어도 세 가지 종류의 부화물질(즉, 재활성화 된 오래된(약 2.0 Ga) K-Th에 부화된 원양퇴적물, 에클로자이트 및 탄산염물질)이 존재하며, 맨틀 전이대에 정치하고 있는 섭입한 (고)태평양판의 일부일 것으로 추정하였다. 백두산과 전곡 지역에 분포하는 신생대 후기 판내부 현무암류에 대한 선행연구 결과와 비교해본 결과 EM1 단성분이 남/북 방향 또는 동/서 방향의 방향성 분포를 하고 있다는 유의미한 증거는 수집할 수 없었으며 국지적으로 상이한 비율의 분포를 보이고 있음을 확인하였다. ⚬ 한반도 동남부의 양남분지와 인접한 대마도에 분포하는 신생대 마이오세 휘록암과 화강암의 지화학적 특징을 바탕으로 근원 맨틀 물질의 특성 규명 및 한반도 중북부 화산암에서 보이는 시그널과 비교 분석하여 북ž남중국 지괴 충돌대의 연장선 추적 연구를 수행하였다. 대마도 지역에서 관찰되는 EM2 단성분은 섭입대에서 국지적으로 생성된 것이며 대개 기반암인 하부지각이 가지고 있는 동위원소적 특성임이 파악되었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) ⚬ 국내 최초이자 세계적으로도 드문 자료인 화산암의 Mg 동위원소분석을 새로이 시도하고 JCR Q1 SCI 학술지에 그 결과를 발표함으로 우리나라 과학기술 경쟁력 고양에의 계기 마련하였다. ⚬ 암석학 분야의 연구역량을 우리나라를 넘어서 동아시아(베트남, 일본)와 동아프리카(탄자니아)로 확장하여 국제사회에서 대한민국의 영향력을 고양시켰다. ⚬ 세계 지구화학계의 쟁점인 지각물질 재순환과정 이해와 이에 바탕을 둔 맨틀 단성분 성인 규명 연구 주제에 도전함으로 세계 과학기술 선도 그룹으로의 부상을 위한 발판을 마련하였다. ⚬ 한반도내 북‧남중국지괴 충돌 연장선 추적을 암석화학적 방법으로 새롭게 도전하여 오랜기간 동안 논란의 대상이 되어 온 우리나라 지구조진화사 규명에 이바지하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
