Metamorphism and brecciation of a differentiated meteorite, eucrite TIL07014

Abstract

제 2차 대한민국 남극 운석 탐사로 서남극의 티엘 산맥에서 발견된 TIL07014는 검게 빛나는 용융각으로 완전히 덮여 있었고, 내부는 밝은 회색을 보이며 풍화를 거의 받지 않은 매우 신선한 상태였다. 암석학적 특징과 산소 동위원소의 분석 결과를 통해 TIL07014는 유크라이트로 분류되었다. 본 연구에서는 유크라이트 TIL07014의 암석학적, 지구화학적 연구를 통해 모천체에서의 변성 및 각력화 작용에 대해 논의하고자 한다.TIL07014도 대부분의 유크라이트와 같이 열변성에 의한 조직을 보이는데, 휘석과 사장석 내에서 불투명 광물의 용리에 의한 클라우딩(clouding)이 빈번하게 관찰되며, 휘석 내의 오자이트 라멜리 두께는 10 μm 내외로 두꺼운 편이다. 또한 휘석의 화학 조성 분석 결과, 일차 피저나이트에서 일부 성분 누대(chemical zoning)가 남아 있는 것을 제외하고 모든 휘석이 평형화된 것을 알 수 있다. 하지만 휘석 내의 부원소인 Al, Cr, Ti은 쇄설물의 종류에 따라 다른 양상을 보인다. Pun and Papike (1996)의 연구에 따르면, 유크라이트의 휘석과 사장석이 동시에 정출하면 Al과 Ti 함량의 변화에 비해 Cr의 함량 변화가 적게 나타나는 반면, 휘석이 정출한 후에 사장석이 정출하게 되면 Al과 Cr의 함량 변화에 비해 Ti의 함량 변화가 적게 나타난다. 따라서 그림 2에서 반려암질 쇄설물의 휘석 결정은 사장석과 동시에 정출하였고, 일차 피저나이트는 사장석보다 먼저 정출하였다는 것을 뜻한다. 이는 전암 화학 분석 결과와도 일치하는데, CI 콘드라이트에 표준화한 희토류 원소(REE)의 함량에서 반려암질 쇄설물은 집적 유크라이트와 같은 양상을 보여준다. 즉, 희토류 원소의 함량이 적고 사장석으로의 Eu 농집으로 인한 양의 이상치가 나타난다. 이에 반해 현무암질 쇄설물은 희토류 원소의 함량이 많고 경희토류(LREE)와 중희토류(HREE)의 함량이 편평한 모습을 보이며, Eu은 음의 이상치(negative anomaly)가 나타나는 전형적인 비집적 유크라이트의 특징을 보인다. 또한 현무암질 쇄설물과 반려암질 쇄설물의 평균 희토류 원소 조성이 두 쇄설물의 혼합물의 조성과 거의 일치한다. 따라서, 광물의 화학 조성과 쇄설물의 희토류 원소 함량 분석 결과를 통해, TIL07014는 모천체에서 집적 유크라이트(반려암)와 비집적 유크라이트(현무암)가 정출된 이후 충돌에 의해 혼합된 각력암이며, 높은 온도에서 열변성을 받아 평