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데이사이트

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1. 개요

데이사이트는 로마 제국 다키아 지역에서 유래된 화산암의 일종이다. 주로 사장석과 석영으로 구성되며, QAPF 다이어그램에서 석영 함량이 20%에서 60% 사이이고 사장석이 전체 장석 함량의 65% 이상을 차지하는 암석으로 정의된다. TAS 분류에서는 O3 구역에 해당한다. 데이사이트는 암맥이나 암상 형태로 나타나며, 폭발적인 분화를 일으키는 경향이 있다. 시생대 대륙 지각 형성 과정 연구에 활용되며, 킬라우에아 화산에서 용융된 형태로 발견되기도 한다. 데이사이트는 해양 화산 계열, 칼크-알칼리성 화산 계열, 대륙 화산 계열 등 다양한 환경에서 발견되며, 루마니아의 기젤라 채석장이 기준 산지이다. 또한 화성의 닐리 파테라 칼데라에서도 발견된다.

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데이사이트
광물 정보
종류화산암
화학 성분중간
조직반상 조직
구성 광물사장석
석영
흑운모
각섬석
휘석
산출 환경섭입대
대륙 호상 열도
화산
관련 암석유문암
안산암
기타 정보
흰색에서 밝은 회색
검은색 광물 함량적음
화학적 조성SiO2 함량이 63~68%인 화산암
특징석영 반정, 사장석 반정, 유리질 바탕
주요 산출 지역환태평양 조산대
루마니아
스코틀랜드
뉴질랜드
아이슬란드
미국

2. 어원

'데이사이트'(dacite)는 로마 제국의 한 지방인 다키아에서 유래되었으며, 이곳은 도나우강과 카르파티아 산맥 사이에 위치해 있었고 (현재의 루마니아몰도바) 이 암석이 처음 기술된 곳이다.[19] ''데이사이트''(dacite)라는 용어는 오스트리아 지질학자 프란츠 리터 폰 하우어와 귀도 스타체가 쓴 책 ''Geologie Siebenbürgens'' (''트란실바니아의 지질학'')에서 처음으로 과학 문헌에 사용되었다.[19][1] 데이사이트는 원래 올리고클레이스 반정을 가진 칼크-알칼리 암석(데이사이트)과 정장석 반정을 가진 암석(유문암)을 구분하기 위해 새로운 암석 유형으로 정의되었다.[19]

3. 구성

데이사이트는 주로 사장석석영으로 구성되며, 흑운모, 각섬석, 휘석(오자이트 또는 엔스타타이트)을 포함한다. 석영은 둥글고 부식된 반정 또는 기질의 한 요소로 나타난다.[2] 사장석은 올리고클레이스에서 앤데신, 래브라도라이트까지 다양하게 나타난다. 사니딘은 소량이지만 일부 데이사이트에서 발생하며, 풍부하게 나타나면 유문암으로 전이되기도 한다.[3]

국제지질과학연합(IUGS)은 가능한 경우 광물 조성을 기준으로 화산암을 분류할 것을 권장하지만, 데이사이트는 종종 매우 미세한 입자로 되어 있어 광물 식별이 어렵다. 이 경우, 암석은 이산화 규소와 알칼리 금속 산화물(K2O + Na2O)의 함량을 기준으로 화학적으로 분류해야 한다. TAS 분류에서 데이사이트는 O3 구역에 해당한다.

데이사이트(O3) 영역이 노란색으로 강조 표시된 TAS 다이어그램

3. 1. QAPF 다이어그램

장석석영의 상대적인 비율은 QAPF 다이어그램으로 설명된다. QAPF 다이어그램은 데이사이트를 석영 함량이 20%에서 60% 사이이며, 사장석이 장석 함량의 65% 이상을 차지하는 암석으로 정의한다.[4][5][6][7]

4. 조직 (Texture)

육안으로 볼 때, 각섬석과 흑운모 데이사이트는 회색 또는 옅은 갈색 및 황색을 띠며, 흰색 장석, 검은색 흑운모각섬석 결정을 포함한다. 다른 데이사이트, 특히 휘석을 함유한 데이사이트는 더 어두운 색을 띤다.[3]

박편으로 관찰하면, 데이사이트는 은미정질에서 반상 조직을 가질 수 있다. 이 암석의 기질은 종종 은미정질 미세 결정질로, 석영 또는 트리디마이트의 간극 입자와 섞인 미세한 장석 그물로 구성된다. 그러나 많은 데이사이트에서는 대부분 유리질이며, 다른 데이사이트에서는 펠시트질 또는 잠정 결정질이다.

4. 1. 반상 조직

반상 데이사이트는 블록형의 고도로 구역화된 사장석 반정 및/또는 둥근 부식된 석영 반정을 포함한다.[3] 반자형 각섬석과 길쭉한 흑운모 입자가 존재한다.[3] 일부 표본에서는 사니딘 반정과 단사휘석 (또는 엔스타타이트)이 발견된다.[3]

5. 지질학적 맥락 및 형성

데이사이트는 일반적으로 암맥이나 암상과 같은 관입암으로 형성된다. 이러한 유형의 데이사이트는 미국 몬태나 주 북서부와 불가리아 북동부에서 발견된다. 중간 정도의 높은 규산염 함량으로 인해 데이사이트 마그마는 점성이 매우 높고[8] 폭발적인 분화를 일으키기 쉽다. 세인트헬렌스 산은 이전 분화로 데이사이트 돔이 형성된 대표적인 사례이다. 화산쇄설류 또한 라 가리타 칼데라의 피시 캐니언 응회암과 같이 데이사이트 성분을 가질 수 있다.[9]

세인트헬렌스 산의 반상 조직 데이사이트 박편


데이사이트 마그마는 두꺼운 페마암 대륙판 아래의 젊은 해양 지각의 섭입에 의해 형성된다. 해양 지각은 석영과 나트륨의 첨가를 유발하는 열수 변질을 겪는다.[10] 젊고 뜨거운 해양판이 대륙 지각 아래에서 섭입됨에 따라 섭입된 슬래브는 부분 용융되고 대류 및 탈수 반응을 통해 상부 맨틀과 상호 작용한다.[11] 섭입 과정은 섭입하는 슬래브에서 변성 작용을 생성한다. 이 슬래브가 맨틀에 도달하여 탈수 반응을 시작하면 활석, 사문석, 운모각섬석과 같은 광물이 분해되어 더 많은 소다질 용융물을 생성한다.[12] 그런 다음 마그마는 위쪽으로 계속 이동하여 분화를 일으키고 상승하면서 더욱 소다질과 규장질이 된다. 차가운 표면에 도달하면 나트륨이 풍부한 마그마는 사장석, 석영 및 각섬석을 결정화한다.[13] 휘석과 같은 부가 광물은 마그마의 역사에 대한 통찰력을 제공한다.

데이사이트의 형성은 해양 지각과 대륙 지각 사이의 연결에 대한 많은 정보를 제공한다. 이는 염기성, 밀도가 높고 수명이 짧은 암석으로부터 페마암, 부력이 높고 영구적인 암석의 생성에 대한 모델을 제공한다.

5. 1. 시생대 대륙 지각 형성에서의 역할

시생대 동안 데이사이트는 대륙 지각 생성 과정을 설명하는 데 사용되었다. 당시에는 젊고 뜨거운 해양 지각이 존재하여 데이사이트 마그마 생성이 더 보편적이었다. 오늘날 대부분의 판 아래에서 섭입하는 더 차가운 해양 지각은 탈수 반응 전에 용융될 수 없어 이 과정을 억제한다.[14]

5. 2. 킬라우에아 용융 데이사이트 마그마

2005년 킬라우에아의 지열 탐사 중 시추공에서 데이사이트 마그마가 발견되었다. 깊이 2488m에서 마그마가 유정을 따라 흘러 올라왔다. 이로 인해 표면에 몇 킬로그램의 맑고 무색의 유리질(유리질, 비결정질) 삭편이 생성되었다. 데이사이트 마그마는 킬라우에아의 전형적인 현무암 마그마의 잔류 용융물이다.[15]

6. 분포

캘리포니아주 샌버나디노 카운티의 마운트 제너럴에서 채취한 데사이트 표본


데이사이트는 비교적 흔하며 다양한 지체 구조적 및 마그마 환경에서 발생한다.

데이사이트는 화성 시르티스 메이저 평원의 닐리 파테라 칼데라에서 발견되기도 했다.[24]

6. 1. 기준 산지

루마니아 클루지 주 포이에니 근처의 기젤라 채석장이 데이사이트의 기준 산지이다.[19] 유럽의 다른 데이사이트 산지로는 독일 (바이젤베르크), 그리스 (니시로스 및 산토리니), 이탈리아 (보젠 석영 반암 및 사르데냐), 오스트리아 (슈타이어 화산호), 스코틀랜드 (아르길),[20] 슬로바키아, 스페인 (알메리아 인근의 엘 호야조),[21] 프랑스 (에스테렐 산괴)[22], 헝가리 (초디 언덕)가 있다.[23]

유럽 외 지역으로는 이란, 모로코, 뉴질랜드 (타우포 화산 지역), 터키, 미국잠비아가 있다.

참조

[1] 서적 Geologie Siebenbürgens https://archive.org/[...] Wilhelm Brauchmüller
[2] 학술지 Pre-eruptive magma mixing in ash-flow deposits of the Tertiary Rum Igneous Centre, Scotland https://doi.org/10.1[...] 2004-08-01
[3] EB1911
[4] 학술지 The IUGS systematics of igneous rocks
[5] 학술지 Rock Classification Scheme - Vol 1 - Igneous http://nora.nerc.ac.[...] 1999
[6] 웹사이트 Classification of igneous rocks http://geology.csupo[...]
[7] 서적 Principles of igneous and metamorphic petrology Cambridge University Press 2009
[8] 학술지 The viscosity of hydrous dacitic liquids: implications for the rheology of evolving silicic magmas 2009
[9] 웹사이트 Outflow ignimbrite sheet of Fish Canyon Tuff: crystal-rich dacitic ignimbrite erupted from La Garita caldera http://pubs.usgs.gov[...] USGS 2015-08-16
[10] 학술지 The influence of submarine weathering of basalts on their partial melting during subduction 1983
[11] 학술지 A model for Trondhjemite-Tonalite-Dacite Genesis and crustal growth via slab melting: Archean to modern comparisons 1990
[12] 학술지 Subduction and the structure of andesitic volcanic belts 1975
[13] 학술지 Dacite Genesis via both Slab Melting and Differentiation: Petrogenesis of La Yeguada Volcanic Complex, Panama 1991
[14] 학술지 Generation of sodium-rich magmas from newly underplated basaltic crust 1993
[15] 학술발표 Puna Dacite Magma at Kilauea: Unexpected Drilling Into an Active Magma Posters, 2008 Eos Trans. AGU, 89(53), Fall Meeting http://abstractsearc[...]
[16] 학술지 Origin of the compositional diversity in the basalt-to-dacite series erupted along the Heiðarsporður ridge, NE Iceland
[17] 학술대회 Petrogenesis of dacites from the southern Juan de Fuca Ridge https://www.academia[...] 2018-02-23
[18] phd Petrogenesis of Batur caldera, Bali, and the geochemistry of Sunda-Banda arc basalts https://eprints.utas[...] PhD thesis, University of Tasmania.
[19] 서적 Dacite from type locality: Genealogy and description https://adatbank.ro/[...] Geological Survey of Romania 1996-06
[20] 서적 lnvestigation of disseminated copper mineralisation near Kilmelford, Argyllshire, Scotland (Mineral Reconnaissance Programme Report 9) http://nora.nerc.ac.[...] Institute of Geological Sciences
[21] 학술지 The Extent of Equilibration between Melt and Residuum during Regional Anatexis and its Implications for Differentiation of the Continental Crust: a Study of Partially Melted Metapelitic Enclaves https://academic.oup[...]
[22] 웹사이트 Dacite (Esterellite) http://lithotheque.e[...] Lithothèque ENS de Lyon 2016-05
[23] 웹사이트 Dacite http://publication.n[...] Hungarian Natural History Museum 2018-02-23
[24] 웹사이트 Nili Patera and Dacite Lava Flow https://mars.nasa.go[...] NASA 2012-04-01



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