경기육괴 동부 오대산 일대의 화성작용 및 변성작용과 관련된 한반도내 트라이아스기 대륙충돌 Igneous activity and Metamorphism related to the Triassic continental collision in the Odaesan area, the eastern part of the Gyeonggi Massif, South Korea원문보기
1장: 오대산 지역에 나타나는 맨거라이트와 반려암의 특징과 트라이아스기 한반도 지체구조 해석에 대한 의미
경기육괴 동부에 위치하는 오대산 지역에서는 맨거라이트와 반려암으로 구성된 화성암체가 ...
1장: 오대산 지역에 나타나는 맨거라이트와 반려암의 특징과 트라이아스기 한반도 지체구조 해석에 대한 의미
경기육괴 동부에 위치하는 오대산 지역에서는 맨거라이트와 반려암으로 구성된 화성암체가 원생대 초기에 형성된 혼성편마암을 관입하고 있다. 맨거라이트는 사방휘석, 단사휘석, 각섬석, 흑운모, 사장석, 퍼어사이틱 K-장석, 석영으로 이루어져 있으며 반려암의 광물군은 맨거라이트와 유사하나 반려암내에서는 각섬석이 사방휘석 주변에 적은 양으로 나타나며 퍼어사이틱 K-장석이 나타나지 않는다. 맨거라이트내에 반려암이 포획암 형태나 불규칙한 형태로 나타나며 두 암석의 경계가 불분명하다. 반려암질 포획암내에는 맨거라이트에서 볼 수 있는 퍼어사이틱 K-장석을 포함한 우백질부가 렌즈상으로 포함되어 있다. 이러한 것들은 두 개의 화성암이 액체상태에서 서로 혼합되었음을 지시한다. SHRIMP 저어콘 연대 측정결과 맨거라이트와 반려암으로부터 각각 234±1.2 Ma와 231±1.3 Ma의 트라이아스기 중기에 해당하는 연령을 얻었다. 이 연령은 홍성(226∼233 Ma)과 양평(227∼231 Ma)지역의 트라이아스기 대륙충돌 후 화성암들의 연령과 유사하다. 맨거라이트와 반려암은 고함량 Ba-Sr 화성암(high Ba-Sr granite)이고 쇼쇼나이틱(shoshonitic) 하며, 대륙충돌 후 판 내부 환경에서 만들어졌다. 한편, 이 암석들은 대부분 경희토류와 친석원소가 부화되어 있으며 Nb-Ta-P-Ti 부(-)이상을 보이는 섭입대 화성암의 특징도 보여준다. 위의 지화학적 특징들은 오대산 맨거라이트와 반려암은 대륙충돌 이전에 있었던 섭입시기에 지각물질에 의해 부화된 맨틀이 대륙충돌 후 분리된 대륙판과 해양판 사이 공간으로 유입된 연약권의 열에 의해 부분용융이 되면서 만들어졌음을 지시한다. 오대산 지역의 맨거라이트와 반려암을 포함한 경기육괴와 임진강대 북부에 나타나는 약 230 Ma의 대륙충돌 후 화성암의 분포는 이시기에 일어난 한반도내 북중국판과 남중국판 충돌의 경계가 홍성 지역을 지나 양평-오대산지역과 옥천변성대 사이 지역으로 연결될 것임을 강하게 시사한다.
2장: 오대산 지역의 변성진화과정과 그 지구조적 의미
오대산 지역은 경기육괴 동부에 위치하고 있으며, 이 지역의 기반암인 혼성질 편마암은 화성기원의 반상변정질 편마암과 맨거라이트와 반려암으로 구성된 화성암체에 의해 관입되었다. 혼성질 편마암들은 미그마타이트화 작용을 강하게 받은 암석들로 주로 구성되며 부분적으로는 우백질 혹은 호상 편마암도 나타난다. 혼성질 편마암은 주료 석류석, 흑운모, 사장석, K-장석, 규선석, 근청석, 석영으로 구성되어 있으며 일부 혼성질 편마암들에서는 스피넬, 사방휘석도 나타난다. 혼성질 편마암내에는 이를 관입한 것으로 판단되는 각섬암이 나타난다. SHRIMP 저어콘 연대 측정결과, 혼성질 편마암에서 1868.5±32 Ma의 1차 변성작용과 248.9±7.4 Ma에서 232.6±3.8 Ma에 걸친 2차 변성작용 연령을 얻었으며 각섬암에서도 233.7±2.4 Ma의 변성연령을 얻었다. 이와는 달리 반상변정질 편마암에서는 1837.5±1.2 Ma의 관입 연령을 얻었다. 혼성질 편마암들에서 나타나는 석류석의 성분 분석을 통하여 2차 변성 작용시 4단계의 변성진화 과정이 있었음을 확인하였고 지온-지압계와 Thermocalc 프로그램을 이용하여 2차 변성작용시 일어난 변성 진화 과정을 알아보았다. 석류석 중심부에서 인지된 1단계 변성작용의 온도-압력을 구할 수 없었고 2단계 변성작용은 약 800℃, 10kb, 3단계 변성작용은 약 780℃, 5.5kb, 4단계 변성작용은 약 600℃, 3kb에서 일어났음을 확인하였다. 이와 같은 결과들은 오대산 지역이 콜럼비아(Columbia) 초대륙 형성 말기인 약 1.8 Ga와 판게아 초대륙 형성 말기인 트라이아스기 초-중기에 광역 변성작용 및 화성작용을 받았음을 지시한다. 또한, 원생대 초기의 화성작용은 콜롬비아 초대륙 형성시 일어난 대륙 충돌 후 화성작용일 가능성이 높고 트라이아스기 초-중기의 변성작용은 트라이아이스기의 충돌 후 화성암과 함께 남중국판과 북중국판의 대륙 충돌에 의하여 일어났으며, 이는 홍성 지역을 지나는 북중국판과 남중국판 충돌 경계부가 오대산으로 이어짐을 지시한다.
1장: 오대산 지역에 나타나는 맨거라이트와 반려암의 특징과 트라이아스기 한반도 지체구조 해석에 대한 의미
경기육괴 동부에 위치하는 오대산 지역에서는 맨거라이트와 반려암으로 구성된 화성암체가 원생대 초기에 형성된 혼성편마암을 관입하고 있다. 맨거라이트는 사방휘석, 단사휘석, 각섬석, 흑운모, 사장석, 퍼어사이틱 K-장석, 석영으로 이루어져 있으며 반려암의 광물군은 맨거라이트와 유사하나 반려암내에서는 각섬석이 사방휘석 주변에 적은 양으로 나타나며 퍼어사이틱 K-장석이 나타나지 않는다. 맨거라이트내에 반려암이 포획암 형태나 불규칙한 형태로 나타나며 두 암석의 경계가 불분명하다. 반려암질 포획암내에는 맨거라이트에서 볼 수 있는 퍼어사이틱 K-장석을 포함한 우백질부가 렌즈상으로 포함되어 있다. 이러한 것들은 두 개의 화성암이 액체상태에서 서로 혼합되었음을 지시한다. SHRIMP 저어콘 연대 측정결과 맨거라이트와 반려암으로부터 각각 234±1.2 Ma와 231±1.3 Ma의 트라이아스기 중기에 해당하는 연령을 얻었다. 이 연령은 홍성(226∼233 Ma)과 양평(227∼231 Ma)지역의 트라이아스기 대륙충돌 후 화성암들의 연령과 유사하다. 맨거라이트와 반려암은 고함량 Ba-Sr 화성암(high Ba-Sr granite)이고 쇼쇼나이틱(shoshonitic) 하며, 대륙충돌 후 판 내부 환경에서 만들어졌다. 한편, 이 암석들은 대부분 경희토류와 친석원소가 부화되어 있으며 Nb-Ta-P-Ti 부(-)이상을 보이는 섭입대 화성암의 특징도 보여준다. 위의 지화학적 특징들은 오대산 맨거라이트와 반려암은 대륙충돌 이전에 있었던 섭입시기에 지각물질에 의해 부화된 맨틀이 대륙충돌 후 분리된 대륙판과 해양판 사이 공간으로 유입된 연약권의 열에 의해 부분용융이 되면서 만들어졌음을 지시한다. 오대산 지역의 맨거라이트와 반려암을 포함한 경기육괴와 임진강대 북부에 나타나는 약 230 Ma의 대륙충돌 후 화성암의 분포는 이시기에 일어난 한반도내 북중국판과 남중국판 충돌의 경계가 홍성 지역을 지나 양평-오대산지역과 옥천변성대 사이 지역으로 연결될 것임을 강하게 시사한다.
2장: 오대산 지역의 변성진화과정과 그 지구조적 의미
오대산 지역은 경기육괴 동부에 위치하고 있으며, 이 지역의 기반암인 혼성질 편마암은 화성기원의 반상변정질 편마암과 맨거라이트와 반려암으로 구성된 화성암체에 의해 관입되었다. 혼성질 편마암들은 미그마타이트화 작용을 강하게 받은 암석들로 주로 구성되며 부분적으로는 우백질 혹은 호상 편마암도 나타난다. 혼성질 편마암은 주료 석류석, 흑운모, 사장석, K-장석, 규선석, 근청석, 석영으로 구성되어 있으며 일부 혼성질 편마암들에서는 스피넬, 사방휘석도 나타난다. 혼성질 편마암내에는 이를 관입한 것으로 판단되는 각섬암이 나타난다. SHRIMP 저어콘 연대 측정결과, 혼성질 편마암에서 1868.5±32 Ma의 1차 변성작용과 248.9±7.4 Ma에서 232.6±3.8 Ma에 걸친 2차 변성작용 연령을 얻었으며 각섬암에서도 233.7±2.4 Ma의 변성연령을 얻었다. 이와는 달리 반상변정질 편마암에서는 1837.5±1.2 Ma의 관입 연령을 얻었다. 혼성질 편마암들에서 나타나는 석류석의 성분 분석을 통하여 2차 변성 작용시 4단계의 변성진화 과정이 있었음을 확인하였고 지온-지압계와 Thermocalc 프로그램을 이용하여 2차 변성작용시 일어난 변성 진화 과정을 알아보았다. 석류석 중심부에서 인지된 1단계 변성작용의 온도-압력을 구할 수 없었고 2단계 변성작용은 약 800℃, 10kb, 3단계 변성작용은 약 780℃, 5.5kb, 4단계 변성작용은 약 600℃, 3kb에서 일어났음을 확인하였다. 이와 같은 결과들은 오대산 지역이 콜럼비아(Columbia) 초대륙 형성 말기인 약 1.8 Ga와 판게아 초대륙 형성 말기인 트라이아스기 초-중기에 광역 변성작용 및 화성작용을 받았음을 지시한다. 또한, 원생대 초기의 화성작용은 콜롬비아 초대륙 형성시 일어난 대륙 충돌 후 화성작용일 가능성이 높고 트라이아스기 초-중기의 변성작용은 트라이아이스기의 충돌 후 화성암과 함께 남중국판과 북중국판의 대륙 충돌에 의하여 일어났으며, 이는 홍성 지역을 지나는 북중국판과 남중국판 충돌 경계부가 오대산으로 이어짐을 지시한다.
Chapter 1: The characteristic of mangerite and gabbro in the Odaesan area and its meaning to the Triassic tectonics of Korean Peninsula.
The igneous complex consisting of mangerite and gabbro in the Odaesan area, the eastern part of the Gyeonggi Massif, South Korea, intruded early Paleo-pro...
Chapter 1: The characteristic of mangerite and gabbro in the Odaesan area and its meaning to the Triassic tectonics of Korean Peninsula.
The igneous complex consisting of mangerite and gabbro in the Odaesan area, the eastern part of the Gyeonggi Massif, South Korea, intruded early Paleo-proterozoic migmatitic gneiss. The mangerite is composed of orthopyroxene, clinopyroxene, amphibole, biotite, plagioclase, pethitic K-feldspar, quartz. The gabbro has similar mineral assemblage but gabbro has minor amounts of amphibole and no perthitic K-feldspar. The gabbro occurs as enclave and irregular shaped body within the mangerite, and the boundary between the mangerite and gabbro is irregular. Leucocratic lenses with perthitic K-feldspar are included in the gabbro enclaves. These textures represent mixing of two different magmas in liquid state. SHRIMP U-Pb zircon age dating gave 234±1.2 Ma and 231±1.3 Ma for mangerite and gabbro, respectively. These ages are similar with the intrusion ages of post collision granitoids in the Hongseong (226∼233 Ma) and Yangpyeong (227∼ 231 Ma) areas in the Gyeonggi Massif. The mangerite and gabbro are high Ba-Sr granites, shoshonitic and formed in post collision tectonic setting. These rocks also show the characters of subduction-related igneous rock such as enrichment in LREE, LILE and negative Nb-Ta-P-Ti anomalies. These data represent that the mangerite and gabbro formed in the post collision tectonic setting by the partial melting of an enriched lithospheric mantle during subduction which occurred before collision. The heat for the partial melting was supplied by asthenospheric upwelling through the gab between continental and oceanic slabs formed by slab break-off after continental collision. The distribution of post-collisional igneous rocks(ca. 230 Ma) in the Gyeonggi Massif including Odaesan mangerite and gabbro strongly suggests that the tectonic boundary between the North and South China blocks in Korean peninsula passes the Hongseong area and futher exteneds into the area between the Yangpyeong -Odaesan line and Ogcheon metamorphic belt.
Chapter 2: The metamorphic evolution in the Odaesan area and its meaning to the tectonics.
The Odaesan area in the eastern part of the Gyeonggi Massif, South Korea, mainly consists of migmatitic gneiss which was intruded by igneous origin porphyroblastic gneiss and igneous complex consisting of mangerite and gabbro. Most migmatitic gneisses had undergone strong migmatitization and leucocratic and banded gneisses also occur with migmatitic gneiss. Migmatitic gneiss mainly consists of garnet, biotite, plagioclase, K-feldspar, sillimantie, cordierite and quartz and in some migmatitic gneisses, spinel or orthopyroxene are observed. Amphibolite also appears in the migmatitic gneiss as a possible intrusion. Two metamorphic events are identified from the migmatitic gneisses using SHRIMP U-Pb zircon age dating; the 1st metamophism at 1868.5±32 Ma and the 2nd metamorphism between 248.9±7.4 Ma and 232.6±3.8 Ma. 233.7±2.4 Ma metmorphic age also obtained from the amphibolite. Zircons from the porphyroblastic gneiss give 1837.5±1.2 Ma intrusion age. Based on EPMA analysis on garnet in migmatitic gneisses, 4 metamorphic stages are recognized during the second metamorphic event and the P-T conditions of each metamorphic stages are estimated using geothermobarometer and Thermocalc program. The P-T estimations for 2nd, 3rd and 4th stages are 800℃, 10kb, 780℃, 5.5kb and 600℃, 3kb respectively but the first stage confirmed from the garent core composition can not be estimated. These results indicate that the Odaesan area had undergone regional metamorphism and igneous activity during the final stage of Columbia supercontinent assembly (Early Protero- zoic, ca. 1.8 Ga) and during the final stage of Pangea supercontinent assembly (Early-Middle Triassic). The 1837 Ma igneous activity may have occurred as a post-collisional activity followed continental collision to form Columbia supercontient and Early-Middle Triassic metamorphism together with the Triassic post-collisional igneous activity occurred due to the collision between the North and South China blocks indicating that the collision boundary between the North and South China blocks passing the Hongseong area extends into the Odaesan area.
Chapter 1: The characteristic of mangerite and gabbro in the Odaesan area and its meaning to the Triassic tectonics of Korean Peninsula.
The igneous complex consisting of mangerite and gabbro in the Odaesan area, the eastern part of the Gyeonggi Massif, South Korea, intruded early Paleo-proterozoic migmatitic gneiss. The mangerite is composed of orthopyroxene, clinopyroxene, amphibole, biotite, plagioclase, pethitic K-feldspar, quartz. The gabbro has similar mineral assemblage but gabbro has minor amounts of amphibole and no perthitic K-feldspar. The gabbro occurs as enclave and irregular shaped body within the mangerite, and the boundary between the mangerite and gabbro is irregular. Leucocratic lenses with perthitic K-feldspar are included in the gabbro enclaves. These textures represent mixing of two different magmas in liquid state. SHRIMP U-Pb zircon age dating gave 234±1.2 Ma and 231±1.3 Ma for mangerite and gabbro, respectively. These ages are similar with the intrusion ages of post collision granitoids in the Hongseong (226∼233 Ma) and Yangpyeong (227∼ 231 Ma) areas in the Gyeonggi Massif. The mangerite and gabbro are high Ba-Sr granites, shoshonitic and formed in post collision tectonic setting. These rocks also show the characters of subduction-related igneous rock such as enrichment in LREE, LILE and negative Nb-Ta-P-Ti anomalies. These data represent that the mangerite and gabbro formed in the post collision tectonic setting by the partial melting of an enriched lithospheric mantle during subduction which occurred before collision. The heat for the partial melting was supplied by asthenospheric upwelling through the gab between continental and oceanic slabs formed by slab break-off after continental collision. The distribution of post-collisional igneous rocks(ca. 230 Ma) in the Gyeonggi Massif including Odaesan mangerite and gabbro strongly suggests that the tectonic boundary between the North and South China blocks in Korean peninsula passes the Hongseong area and futher exteneds into the area between the Yangpyeong -Odaesan line and Ogcheon metamorphic belt.
Chapter 2: The metamorphic evolution in the Odaesan area and its meaning to the tectonics.
The Odaesan area in the eastern part of the Gyeonggi Massif, South Korea, mainly consists of migmatitic gneiss which was intruded by igneous origin porphyroblastic gneiss and igneous complex consisting of mangerite and gabbro. Most migmatitic gneisses had undergone strong migmatitization and leucocratic and banded gneisses also occur with migmatitic gneiss. Migmatitic gneiss mainly consists of garnet, biotite, plagioclase, K-feldspar, sillimantie, cordierite and quartz and in some migmatitic gneisses, spinel or orthopyroxene are observed. Amphibolite also appears in the migmatitic gneiss as a possible intrusion. Two metamorphic events are identified from the migmatitic gneisses using SHRIMP U-Pb zircon age dating; the 1st metamophism at 1868.5±32 Ma and the 2nd metamorphism between 248.9±7.4 Ma and 232.6±3.8 Ma. 233.7±2.4 Ma metmorphic age also obtained from the amphibolite. Zircons from the porphyroblastic gneiss give 1837.5±1.2 Ma intrusion age. Based on EPMA analysis on garnet in migmatitic gneisses, 4 metamorphic stages are recognized during the second metamorphic event and the P-T conditions of each metamorphic stages are estimated using geothermobarometer and Thermocalc program. The P-T estimations for 2nd, 3rd and 4th stages are 800℃, 10kb, 780℃, 5.5kb and 600℃, 3kb respectively but the first stage confirmed from the garent core composition can not be estimated. These results indicate that the Odaesan area had undergone regional metamorphism and igneous activity during the final stage of Columbia supercontinent assembly (Early Protero- zoic, ca. 1.8 Ga) and during the final stage of Pangea supercontinent assembly (Early-Middle Triassic). The 1837 Ma igneous activity may have occurred as a post-collisional activity followed continental collision to form Columbia supercontient and Early-Middle Triassic metamorphism together with the Triassic post-collisional igneous activity occurred due to the collision between the North and South China blocks indicating that the collision boundary between the North and South China blocks passing the Hongseong area extends into the Odaesan area.
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