Geochemistry of basaltic rocks from Deception island in Bransfield strait

Abstract

디셉션섬은 남극과 남아메리카 사이 드레이크 해협에 남쉐틀랜드 섬 남서쪽에 위치하고 있으며, 또한 남쉐틀랜드 해구를 따라 피닉스판이 섭입되는 배호분지 환경에 위치한다. 디셉선섬 화산 암석에 대한 기존의 연구는 전암을 진행되었고, 그 수도 많지 않다. 이번 연구에서는 감람석과 사장석 반정에 분포하는 멜트포유물의 주원소, 미량원소, 그리고 Pb 동위원소 분석을 통하여 디셉션섬을 형성한 마그마의 기원을 알아보고자 한다. 튜브형 전기로를 통하여 1250 ℃에서 1시간 동안 가열하여 균질화한 후, 멜트 포유물에 대한 microanalysis를 실행하였다. EPMA 주원소 분석 결과, 감람석 및 사장석 멜트포유물 대부분 subalkaline계열의 피크로현무암-현무암 조성을 나타나고 사장석 내 일부 포유물 경우 alkaline계열의 조면현무암 및 테프라이트 성분을 보인다. 미량원소는 LA-ICP-MS 미량원소 분석 결과, 모든 멜트포유물에서 전암에 비해 U 함량을 보였고, 감람석내 멜트포유물의 경우 사장석에 비하여 높은 Ba, Pb, Zr, Hf 함량을 보였다. 또한 일부 멜트포유물은 높은 Nb/Ta 비율 및 Zr, Hf 함량을 보였다. 감람석 내 멜트포유물은 LILE원소(Ba, Pb, U)가 많이 부화되는 arc 마그마와 유사한 특징이 나타나며, 이에 반해 사장석 내 멜트포유물은 전암과 유사하며, HFSE원소(Hf, Zr)들이 부화되는 것으로 보아 깊은 arc 마그마 특징을 보인다. 일부 균질화된 멜트포유물은 SHRIMP를 이용하여 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb를 분석하였다. 연구된 대부분 포유물의 경우 Pb 함량이 매우 낮기 때문에, 직경이 35μm보다 큰 멜트포유물들을 선별하여 분석하였다. 사장석 멜트포유물의 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/204Pb 비는 전암과 유사하였다. 하지만 감람석 멜트포유물의 경우 Pb isotope 비가 전암보다 전체적으로 높았으며, 이는 디셈션 섬을 형성한 마그마의 다양한 기원을 지시한다.