부산대학교 도서관

이집트의 중동 사막(CED)에 위치한 파와키르 지역은 오피올라이트와 그것을 둘어싼 오피올라이트 멜란지로 이루어져 있다. 오피올라이트는 사문암화된 초염기성암, 반려암 및 현무암으로 구성되어 있으며, 산성 화산암과 화강암에 의해 관입되었다. 한편 멜란지 내에는 사문암화된 초염기성암, 반려암, 반려암질 섬록암, 염기성 내지 중성의 화산암이 변성퇴적암으로 구성된 매질 내에서 지구조적 암편으로 발견된다. 이 지역은 이집트의 동부 사막의 지구조적 역사를 포괄적으로 풀어낼 수 있는 열쇠를 갖고 있다. 오피올리틱 멜란지 내 감람암 지구조적 암편은 약 816 Ma 의 저어콘 U‒Pb 연대를 보여주며,오피올라이트 내 감람암은 742 Ma, 오피올라이트를 관입한 산성 화산암은 723 Ma 의 연대를 보여준다. 이는 신원생대에 일어난 동부와 서부 곤드와나 대륙 충돌 이전에 두 단계의 섭입작용이 일어났 을 지시한다. 오피올리틱 멜란지 내의 지구조적 암체들의 전암 성분은 이들이 섭입 환경에서 형성되었음을 지시한다. 이들 암체 내 희토류 원소(REE)와 희유 원소는 N-MORB, E-MORB또는 OIB 에 해당하는 다양한 특징을 보여주며, 이들 암석들이 후배호분지에서 기원하였음을 반영한다. 오피올리틱 멜란지 내 감람암에서 추출된 저어콘은 7,626–11,552 ppm 의 Hf, 243–2,996 ppm 의 Y 를 함유하며 0.62–3.08 의 U/Yb, 38– 254 의 Th/Nb, 0.31–1.47 의 Th/U, 0.00015–0.00112 의 Nb/Hf 그리고 9–152 의 Hf/Th 값을 갖고 있다, 이는 이들 암석들이 대륙-화산섬호 환경에서 형성되었음을 시사한다. 오피올라이트 내 감람암 염기성 화산암, 산성 화산암은 OIB, E-MORB 또는 N-MORB 와 유사한 REE 와 희유 원소 패턴을 보여하며, 이는 주원소와 희유원소 패턴과 함께 이들 암석들이 후배호분지는 전호 분지에서 형성되었음을 시사한다. 이들 암석으로 부터 추출된 저어콘의 희유 원소는 대륙 화산호와 해양 화산호의 점이적인 환경을 지시하며 이는 이들 암석들이 대륙 산호에서 해양 화산호로 변화하는 환경에서 형성되었음을 의미한다. 오피올라이트 내 사문암화된 초염기성암의 CaO 와 Al2O3의 함량이 낮으며(0.18‒0.23 및 0.27‒0.52 %) 이는 이들 암석들이 전호 분지 환경에서 생성되었음을 시사한다. 사문암화된 초염기성암 내 첨정석과 감람석의 광물화학 조성은 이들 암석들이 supra subduction 환경에서 결핍된 맨틀의 용융에 의해 형성되었음을 지시 다. 이번 연구 결과를 이전 연구 결과와 종합하여 해석해 보면 멜란지 내 지구조적 암편들은 북쪽으로 섭입하는 섭입대 환경에서 형성된 것으로 추정되며, 이 섭입작용은 약 816 Ma 내지는 그보다 이전에 배호 분지 형성과 함께 일어났을 것으로 예상된다. 이와 대조적으로, 오피올라이트 내 암석들은 약 742‒723 Ma 에 발생한 동쪽으로 섭입하는 환경에서 만들어진 전호 분지에서 형성되었을 것으로 추정된다. 파와키르 지역의 중심부에 위치한 화강암과 섬록암은 충돌 이후의 특징을 나타내며, 616‒607 Ma 의 연대를 가지고 있다. 그들의 지질화학적 특성은 이들 암석들이 충돌 후 일어난 판분리에 의해 만들어진 공간으로 상승한 연약권 맨틀이 제공한 열에 의해 염기성 암석이 부분용융되어 형성되었음을 의미한다. 화강암과 함께 나타나는 반려암질 노라이트는 607 Ma 의 연대를 가지며, 충돌 이후 환경에서 형성되었다. 그들의 지질화학 조성은 HREE 가 매우 결핍되어 있고 LILE 원소가 부화된 것으로 나타나며, 보니나이트와 유사한 특성을 보여준다. 이들 반려암질 노라이트는 충돌 이전에 일어났던 섭입 작용시 섭입되던 해양판과 퇴적물로 부터 공급된 유체에 의해 LILE 가 부화된 암권맨틀이 충돌 후 환경에서 상승한 연약권 맨틀이 제공한 열에 의해 부분 용융되어 형성되었다.
The Fawakhir area, located in the Central Eastern Desert of Egypt (CED), consists of an ophiolite sequence surrounded by an ophiolitic mélange. The ophiolite sequenceincludes serpentinized ultramafic rocks, gabbro, and mafic volcanic rocks, and is intruded by felsic volcanic rocks and granitoids, while serpentinized ultramafic rocks, gabbro, gabbro-diorite, and mafic to intermediate volcanic rocks occur as tectonic blocks within the mélange, which consists of metasedimentary rocks. This area holds the key to unravelling the comprehensive tectonic history of the Eastern Desert of Egypt. The gabbro tectonic block in the ophiolitic mélange shows a zircon U‒Pb ageof ~816 Ma, gabbro from the ophiolite sequence yields an age of 742 Ma, and the felsic volcanic rocks intruding the ophiolite sequence have an age of 723 Ma. These data suggest a two-stage subduction at ca. ~816 Ma and 742‒723 Ma, respectively, before the collision between Eastern and Western Gondwana lands that occurredduring the Neoproterozoic. The whole-rock composition of the tectonic blocks in the ophiolitic mélange suggests their formation in an island arc tectonic setting. REE andtrace elements patterns show variable characters that correspond to N-MORB, EMORB, or OIB, reflecting their backarc basin origin. Zircons from gabbro in the ophiolitic élange possess an Hf content of 7626–11552 ppm, Y content of 243– 2996 ppm, U/Yb rations of 0.62–3.08, Th/Nb ratios of 38–254, Th/U rations of 0.31– n1.47, Nb/Hf rations of 0.00015–0.00112, and Hf/Th rations of 9–152. These data suggest their formation in a continental-island arc tectonic setting. The gabbro and mafic volcanic rocks from the ophiolite sequence and felsic volcanic rocks show REE and trace element patterns similar to the OIB, E-MORB, or N-MORB, suggesting their formation in a backarc or forearc tectonic setting together with their major and trace element characters. The trace elements of the zircons fell within in the transitional field between the continental- and oceanic-arc tectonic fields, suggesting a change from continental- to oceanic-island arc. Serpentinized ultramafic rocks from the ophiolite sequence show low amounts of CaO and Al2O3 (0.18–0.23 and 0.27– 0.52 wt%), indicative of their generation in a forearc basin. The mineral chemical compositions of the spinel and olivine in the serpentinized ultramafic rocks suggest their formation from depleted mantle in a supra-subduction zone. Together with the previous studies, these results suggest that the rocks in the mélange formed during an early-stage northwards subduction event which may have started at ~816 Ma or earlier with a backarc basin opening. The rocks in the ophiolite sequence, in contrast, probably formed in a forearc basin during the later eastwards subduction event thatoccurred ~742–723 Ma. Granite and granodiorite rocks in the center of the Fawakhir area revealed a postcollision character with age of 616–607 Ma. Their geochemical characters indicate their formation by low degree of partial melting of a mafic source rock, which was caused by the heat supplied from the upwelling asthenospheric mantle through window formed by slab breakoff. Gabbro norite associated with the granitoids have an age of 607 Ma and also formed in the post-collision stage. Their geochemical composition is very depleted in HREE and enriched in LILE elements, confirming their boninitic-like characteristics. Gabbro norite formed from the depletedlithospheric mantle that was enriched in LILE by fluids supplied from the subducted slab or sediments during the subduction stage before collision and then melted by heat supplied from upwelling asthenospheric mantle during the post collisional stage.