경기육괴 중부 용두리편마암 복합체와 의암층군의 고원생대 및 페름기-트라이아스기의 화성작용 및 변성작용 그리고 지구조적 의미 The Paleoproterozoic and Permo-Triassic igneous and metamorphic activities in the Youngduri and Euiam gneiss complexes and their tectonic implications.원문보기
본 연구는 경기육괴 중앙부에 위치하고 있는 용두리 편마암복합체와 의암층군에 대하여 수행되었다. 기존 연구에서는 용두리 편마암 복합체가 상부 각섬암에서 하부 백립암상의 변성작용을 받았다는 연구 내용이 있었지만 변성작용 연구가 개략적이고 자세하지 못하였고 그 형성시기와 형성원인이 불분명하였다. 용두리 편마암복합체는 석영-장석질 편마암, 화강암질 편마암, ...
본 연구는 경기육괴 중앙부에 위치하고 있는 용두리 편마암복합체와 의암층군에 대하여 수행되었다. 기존 연구에서는 용두리 편마암 복합체가 상부 각섬암에서 하부 백립암상의 변성작용을 받았다는 연구 내용이 있었지만 변성작용 연구가 개략적이고 자세하지 못하였고 그 형성시기와 형성원인이 불분명하였다. 용두리 편마암복합체는 석영-장석질 편마암, 화강암질 편마암, 석류석 편마암, 호상 편마암으로 이루어져 있다. 석영-장석질, 화강암질, 석류석 편마암은 흑운모+사장석+정장석+흑운모+석영±규선석±석류석의 광물군을 보여주며 백립암상에 해당하는 석류석-정장석대의 변성작용을 받았다. 석영 장석질 편마암, 화강암질 편마암과 석류석 편마암의 일부에서는 남정석 잔류물이 관찰된다. 반면에 용두리 편마암복합체내 서측에 위치한 호상 편마암은 흑운모+사장석+정장석+석영±규선석의 광물군을 보이며 상부 각섬암상에 해당하는 정장석-규선석대의 변성작용을 받았다. 용두리 편마암 복합체내 북동쪽에 위치한 석영-장석질 편마암으로부터 800-830℃/7.2-9.3Kb의 변성조건이 계산되고, 화강암질 편마암과 석류석 편마암에서는 620-720℃/5.9-6.5Kb와 670-680℃/5.2-6.1Kb의 변성조건이 추정되었다. 변성광물군과 추정된 온도 압력 조건의 결과에 의하면 용두리 편마암 복합체가 광역적인 저압형의 변성작용을 받았으며 변성도가 호상 편마암에서 석영-장석질 편마암으로 갈수록 즉 동쪽으로 가면서 증가한다. 중압변성 작용을 지시하는 남정석의 잔류물은 용두리 편마암복합체가 과거 중압변성 작용을 경험한 후 저압 광역변성작용을 경험한 것을 지시한다. 또한 국부적으로 근청석을 형성시킨 2차 저압변성(700-710℃/3.2-3.6Kb)이 인지된다. 기존 연구에 따르면 의암층군은 총 7개의 층으로 구성된 퇴적 층군으로 분지 지형에서 퇴적된 후 변성을 받은 것으로 해석하였고 이를 춘성분지라 하였다. 하지만 야외조사결과 의암층군은 의암 규암층을 포함한 일부 퇴적층을 제외하고는 대부분 화성 기원의 호상편마암, 안구상편마암으로 이루어져 있음을 확인하였다. 호상편마암과 안구상편마암은 ACK/ANCK 분별도에서는 I-Type 영역에 표시되고 지화학 분석 결과는 이들이 대륙 충돌 후 판 내부에서 형성된 충돌 후 화성암류임을 지시한다. 이들 화성암류는 관입 후 변성작용 및 변형작용을 받아 편마암으로 바뀌었다. 따라서 호상편마암과 안구상 편마암을 의암층군으로부터 분리하여 의암 편마암복합체로 기재할 것을 제안한다. 변성작용시 중앙과 서부 지역에서는 중압의 변성작용(600-710℃/8.3-12.8Kb)이 인지되며 북부와 동부에서는 저압변성작용(600℃-650℃/2.5Kb-4.5Kb)이 인지된다. 이는 의암 편마암복합체가 저압 변성작용을 받은 후 충상단층에 의해 일부 지역이 중압의 변성작용을 받았음을 지시한다. 의암 편마암복합체에서의 저압변성작용의 온도-압력 조건은 용두리 편마암복합체에서의 2차 저압변성작용의 온도-압력 조건과 유사하다. 용두리 편마암복합체의 변성시기와 의암 편마암복합체내의 호상편마암 및 안구상편마암 그리고 이들과 함께 일부지역에서 산출되는 각섬암의 관입 및 변성시기를 알아보기 위하여 SHRIMP연대측정을 실시했다. 용두리 편마암복합체를 이루고 있는 암석들은 고원생대인 1867±34Ma – 1883±26Ma에 주 변성작용인 저압형의 광역변성작용이 일어났음을 보여 주었고 호상편마암에서 269±72Ma경의 페름기-트라이아스기 시기의 2차 변성작용이 미약하게 인지되었다. 또한 일부 암석에서는 1925±25Ma의 변성 시기를 보여주는 저어콘이 관찰되며 이 변성연령은 용두리 편마암복합체 내에 잔류물로 나타나는 남정석을 형성시킨 중압변성작용 시기를 지시하는 것으로 생각된다. 의암 편마암복합체 내에 나타나는 호상편마암과 안구상편마암 그리고 각섬암의 경우 1868±12Ma - 1882±9Ma의 관입 연령을 보여주고 용두리 편마암복합체의 호상편마암과 만찬 가지로 각각의 암석 내에서 230±28Ma - 252±6Ma경의 페름기-트라이아스기 시기의 2차 변성작용이 인지된다. 이러한 연령 측정 결과는 고원생대의 변성작용과 화성작용은 거의 동시에 일어났으며, 그 시기가 콜롬비아 초대륙 분열의 초기에 해당함을 지시한다. 즉 의암 편마암복합체는 콜롬비아 초대륙을 형성시킨 대륙 충돌 후 환경에서 관입하였으며 이 때 발생한 인장력에 의해 맨틀이 지각 상부까지 상승함으로서 높아진 지온 상승률에 의해 용두리 편마암복합체내 저압변성작용이 발생했을 것으로 생각한다. 용두리 편마암복합체내의 남정석의 존재는 저압변성작용 이전에 대륙 충돌에 의한 중압변성작용이 일어났음을 지시한다. 그리고 의암 편마암복합체 내에 나타나는 중압형의 변성작용은 경기육괴에서 일어난 페름기-트라이아스기의 남중국판과 북중국판의 충돌에 의해 일어난 것으로 판단된다. 의암 편마암복합체에서 나타나는 저압변성작용은 용두리 편마암복합체에서 나타나는 2차 저압변성작용과 동시에 발생한 것으로 판단되며 이들은 페름기-트라이아스기 중압형 변성작용이 일어나기 바로 직전에 발생하였으며 충돌 전에 연구지역이 화산호 하부에 위치하였을 가능성을 지시한다.
본 연구는 경기육괴 중앙부에 위치하고 있는 용두리 편마암복합체와 의암층군에 대하여 수행되었다. 기존 연구에서는 용두리 편마암 복합체가 상부 각섬암에서 하부 백립암상의 변성작용을 받았다는 연구 내용이 있었지만 변성작용 연구가 개략적이고 자세하지 못하였고 그 형성시기와 형성원인이 불분명하였다. 용두리 편마암복합체는 석영-장석질 편마암, 화강암질 편마암, 석류석 편마암, 호상 편마암으로 이루어져 있다. 석영-장석질, 화강암질, 석류석 편마암은 흑운모+사장석+정장석+흑운모+석영±규선석±석류석의 광물군을 보여주며 백립암상에 해당하는 석류석-정장석대의 변성작용을 받았다. 석영 장석질 편마암, 화강암질 편마암과 석류석 편마암의 일부에서는 남정석 잔류물이 관찰된다. 반면에 용두리 편마암복합체내 서측에 위치한 호상 편마암은 흑운모+사장석+정장석+석영±규선석의 광물군을 보이며 상부 각섬암상에 해당하는 정장석-규선석대의 변성작용을 받았다. 용두리 편마암 복합체내 북동쪽에 위치한 석영-장석질 편마암으로부터 800-830℃/7.2-9.3Kb의 변성조건이 계산되고, 화강암질 편마암과 석류석 편마암에서는 620-720℃/5.9-6.5Kb와 670-680℃/5.2-6.1Kb의 변성조건이 추정되었다. 변성광물군과 추정된 온도 압력 조건의 결과에 의하면 용두리 편마암 복합체가 광역적인 저압형의 변성작용을 받았으며 변성도가 호상 편마암에서 석영-장석질 편마암으로 갈수록 즉 동쪽으로 가면서 증가한다. 중압변성 작용을 지시하는 남정석의 잔류물은 용두리 편마암복합체가 과거 중압변성 작용을 경험한 후 저압 광역변성작용을 경험한 것을 지시한다. 또한 국부적으로 근청석을 형성시킨 2차 저압변성(700-710℃/3.2-3.6Kb)이 인지된다. 기존 연구에 따르면 의암층군은 총 7개의 층으로 구성된 퇴적 층군으로 분지 지형에서 퇴적된 후 변성을 받은 것으로 해석하였고 이를 춘성분지라 하였다. 하지만 야외조사결과 의암층군은 의암 규암층을 포함한 일부 퇴적층을 제외하고는 대부분 화성 기원의 호상편마암, 안구상편마암으로 이루어져 있음을 확인하였다. 호상편마암과 안구상편마암은 ACK/ANCK 분별도에서는 I-Type 영역에 표시되고 지화학 분석 결과는 이들이 대륙 충돌 후 판 내부에서 형성된 충돌 후 화성암류임을 지시한다. 이들 화성암류는 관입 후 변성작용 및 변형작용을 받아 편마암으로 바뀌었다. 따라서 호상편마암과 안구상 편마암을 의암층군으로부터 분리하여 의암 편마암복합체로 기재할 것을 제안한다. 변성작용시 중앙과 서부 지역에서는 중압의 변성작용(600-710℃/8.3-12.8Kb)이 인지되며 북부와 동부에서는 저압변성작용(600℃-650℃/2.5Kb-4.5Kb)이 인지된다. 이는 의암 편마암복합체가 저압 변성작용을 받은 후 충상단층에 의해 일부 지역이 중압의 변성작용을 받았음을 지시한다. 의암 편마암복합체에서의 저압변성작용의 온도-압력 조건은 용두리 편마암복합체에서의 2차 저압변성작용의 온도-압력 조건과 유사하다. 용두리 편마암복합체의 변성시기와 의암 편마암복합체내의 호상편마암 및 안구상편마암 그리고 이들과 함께 일부지역에서 산출되는 각섬암의 관입 및 변성시기를 알아보기 위하여 SHRIMP연대측정을 실시했다. 용두리 편마암복합체를 이루고 있는 암석들은 고원생대인 1867±34Ma – 1883±26Ma에 주 변성작용인 저압형의 광역변성작용이 일어났음을 보여 주었고 호상편마암에서 269±72Ma경의 페름기-트라이아스기 시기의 2차 변성작용이 미약하게 인지되었다. 또한 일부 암석에서는 1925±25Ma의 변성 시기를 보여주는 저어콘이 관찰되며 이 변성연령은 용두리 편마암복합체 내에 잔류물로 나타나는 남정석을 형성시킨 중압변성작용 시기를 지시하는 것으로 생각된다. 의암 편마암복합체 내에 나타나는 호상편마암과 안구상편마암 그리고 각섬암의 경우 1868±12Ma - 1882±9Ma의 관입 연령을 보여주고 용두리 편마암복합체의 호상편마암과 만찬 가지로 각각의 암석 내에서 230±28Ma - 252±6Ma경의 페름기-트라이아스기 시기의 2차 변성작용이 인지된다. 이러한 연령 측정 결과는 고원생대의 변성작용과 화성작용은 거의 동시에 일어났으며, 그 시기가 콜롬비아 초대륙 분열의 초기에 해당함을 지시한다. 즉 의암 편마암복합체는 콜롬비아 초대륙을 형성시킨 대륙 충돌 후 환경에서 관입하였으며 이 때 발생한 인장력에 의해 맨틀이 지각 상부까지 상승함으로서 높아진 지온 상승률에 의해 용두리 편마암복합체내 저압변성작용이 발생했을 것으로 생각한다. 용두리 편마암복합체내의 남정석의 존재는 저압변성작용 이전에 대륙 충돌에 의한 중압변성작용이 일어났음을 지시한다. 그리고 의암 편마암복합체 내에 나타나는 중압형의 변성작용은 경기육괴에서 일어난 페름기-트라이아스기의 남중국판과 북중국판의 충돌에 의해 일어난 것으로 판단된다. 의암 편마암복합체에서 나타나는 저압변성작용은 용두리 편마암복합체에서 나타나는 2차 저압변성작용과 동시에 발생한 것으로 판단되며 이들은 페름기-트라이아스기 중압형 변성작용이 일어나기 바로 직전에 발생하였으며 충돌 전에 연구지역이 화산호 하부에 위치하였을 가능성을 지시한다.
Abstract The Paleoproterozoic and Permo-Triassic igneous and metamorphic activities in the Youngduri and Euiam gneiss complexes and their tectonic implications.
The Youngduri Gneiss Complex (YGC) and Euiam group locating in the central part of the Gyeonggi massif are studied. In previou...
Abstract The Paleoproterozoic and Permo-Triassic igneous and metamorphic activities in the Youngduri and Euiam gneiss complexes and their tectonic implications.
The Youngduri Gneiss Complex (YGC) and Euiam group locating in the central part of the Gyeonggi massif are studied. In previous studies, the YGC was interpreted to have undergone upper amphibolite to lower granulite facies metamorphism. However previous metamorphic studies were very rough and the age and tectonic setting for the metamorphism were not revealed. The YGC is composed of quartz-feldspartic gneiss, granitic gneiss, garnet gneiss and banded biotite gneiss. The quartz-feldspartic, granitic and garnet gneisses have Bt+Pl+K-feld+Qtz±Sill±Grt mineral assemblage and experienced the Grt-K-feld zone metamorphism pertinent to the granulite facies metamorphism. Some quartz-feldspartic, granitic and garnet gneisses contain kyanite relicts. On the other hand, banded biotite gneiss in western part of the YGC don't contain garnet. Banded biotite gneiss mainly shows Bt+Pl+K-feld+Qtz±Sill mineral assemblage and experienced the K-feld-Sill zone metamorphism pertinent to upper amphibolite facies. In the northeastern part of the YGC, 800-830℃/7.2-9.3Kb is obtained from the quartz-feldspartic gneiss whereas 620-720℃/5.9-6.5Kb and 670-680℃/5.2-6.1Kb are obtained from the granitic gneiss and garnet gneiss, respectively. These results represent that the YGC had undergone regional low-P/T metamorphism and the metamorphic grade increases westwards from the quartz-feldspartic gneiss to the banded biotite gneiss. Kyanite relics indicate that the intermediate-P/T metamorphsim occurred before the low-P/T metamorphism. The second low-P/T metamorphism (700-710℃/3.2-3.6Kb) is identified by locally developed cordierite bearing assemblage. The Euiam group has been interpreted to be composed of seven meta sedimantary formations. This group was formed in the basin so called Chunseung basin. However, this study recognizes that most of the Euiam group consists of orthogneisses, such as augen and banded gneisses, except some sedimantary formations including Euiam quartzite. Banded and augen gneisses are plotted in I-type granite field in the ACK/ANCK diagram and their geochemistry data indicate that they are post-collision granitoids. Later they were metamophosed into gneisses. Therefore, banded gneiss and augen gneiss should be separated from the Euiam group and are suggested to be newly grouped into the Euiam Gneiss Complex (EGC). During metamorphism, the central and western parts of the EGC had undergone intermediate-P/T metamorphism (600-710℃/8.3-12.8Kb) and the northern and eastern parts had undergone low-P/T metamorphism (600℃-650℃/2.5Kb-4.5Kb). These results indicate that the EGC first had undergone low-P/T metamorphism and some parts of the EGC secondly experienced intermediate-P/T metamorphism by trust activity. The P-T conditions of the low-P/T metamorphism is similar to those of the second metamorphism in the YGC. The SHRIMP U-Pb zircon age dating is carried out to decide the metamorphic age of the YGC and the intrusion and metamorphic ages of the banded gneiss, augen gneiss and amphibolite in the EGC. The Paleoproterozoic YGC had undergone main low-P/T metamorphism between 1867±34Ma and 1883±26Ma and the Permo-Triassic metamorphic age (ca. 269±72Ma) is weakly identified in the banded biotite gneiss. Furthermore, some zircons in the YGC give metamorphic age of 1925±25Ma which may represent the time for the intermediate-P/T metamorphism forming kyanite. The intrusive ages for the banded gneiss, augen gneiss and amphibolite in the EGC are between 1868±12Ma and 1882±9Ma and their metamorphic ages are between ca. 230±28Ma–252±6Ma. The Paleoproterozoinc metamorphsim and igneous activity are expected to occur almost simutaneously at the time of initial stage of the break up of Columbia Supercontinent. The EGC had intruded in the post-collision environment after the Columbia Supercontinent amalgamation and the YGC experienced the low–P/T metamorphism by increasing geothermal gradient due to uplift of mantle to shallow depth during rifting after collision. The kyanite relics in the YGC indicate that there was a continent collision before post collision tectonic setting stage. The EGC underwent intermediate-P/T metamorphism due to the Permo-Triassic collision between the North and South China blocks. The low-P/T metamorphism in the EGC which is similar to the second stage low-P/T metamorphism in the YGC, might have occurred before the intermediate-P/T metamorphism indicating the study area could be an arc before continental collision.
Abstract The Paleoproterozoic and Permo-Triassic igneous and metamorphic activities in the Youngduri and Euiam gneiss complexes and their tectonic implications.
The Youngduri Gneiss Complex (YGC) and Euiam group locating in the central part of the Gyeonggi massif are studied. In previous studies, the YGC was interpreted to have undergone upper amphibolite to lower granulite facies metamorphism. However previous metamorphic studies were very rough and the age and tectonic setting for the metamorphism were not revealed. The YGC is composed of quartz-feldspartic gneiss, granitic gneiss, garnet gneiss and banded biotite gneiss. The quartz-feldspartic, granitic and garnet gneisses have Bt+Pl+K-feld+Qtz±Sill±Grt mineral assemblage and experienced the Grt-K-feld zone metamorphism pertinent to the granulite facies metamorphism. Some quartz-feldspartic, granitic and garnet gneisses contain kyanite relicts. On the other hand, banded biotite gneiss in western part of the YGC don't contain garnet. Banded biotite gneiss mainly shows Bt+Pl+K-feld+Qtz±Sill mineral assemblage and experienced the K-feld-Sill zone metamorphism pertinent to upper amphibolite facies. In the northeastern part of the YGC, 800-830℃/7.2-9.3Kb is obtained from the quartz-feldspartic gneiss whereas 620-720℃/5.9-6.5Kb and 670-680℃/5.2-6.1Kb are obtained from the granitic gneiss and garnet gneiss, respectively. These results represent that the YGC had undergone regional low-P/T metamorphism and the metamorphic grade increases westwards from the quartz-feldspartic gneiss to the banded biotite gneiss. Kyanite relics indicate that the intermediate-P/T metamorphsim occurred before the low-P/T metamorphism. The second low-P/T metamorphism (700-710℃/3.2-3.6Kb) is identified by locally developed cordierite bearing assemblage. The Euiam group has been interpreted to be composed of seven meta sedimantary formations. This group was formed in the basin so called Chunseung basin. However, this study recognizes that most of the Euiam group consists of orthogneisses, such as augen and banded gneisses, except some sedimantary formations including Euiam quartzite. Banded and augen gneisses are plotted in I-type granite field in the ACK/ANCK diagram and their geochemistry data indicate that they are post-collision granitoids. Later they were metamophosed into gneisses. Therefore, banded gneiss and augen gneiss should be separated from the Euiam group and are suggested to be newly grouped into the Euiam Gneiss Complex (EGC). During metamorphism, the central and western parts of the EGC had undergone intermediate-P/T metamorphism (600-710℃/8.3-12.8Kb) and the northern and eastern parts had undergone low-P/T metamorphism (600℃-650℃/2.5Kb-4.5Kb). These results indicate that the EGC first had undergone low-P/T metamorphism and some parts of the EGC secondly experienced intermediate-P/T metamorphism by trust activity. The P-T conditions of the low-P/T metamorphism is similar to those of the second metamorphism in the YGC. The SHRIMP U-Pb zircon age dating is carried out to decide the metamorphic age of the YGC and the intrusion and metamorphic ages of the banded gneiss, augen gneiss and amphibolite in the EGC. The Paleoproterozoic YGC had undergone main low-P/T metamorphism between 1867±34Ma and 1883±26Ma and the Permo-Triassic metamorphic age (ca. 269±72Ma) is weakly identified in the banded biotite gneiss. Furthermore, some zircons in the YGC give metamorphic age of 1925±25Ma which may represent the time for the intermediate-P/T metamorphism forming kyanite. The intrusive ages for the banded gneiss, augen gneiss and amphibolite in the EGC are between 1868±12Ma and 1882±9Ma and their metamorphic ages are between ca. 230±28Ma–252±6Ma. The Paleoproterozoinc metamorphsim and igneous activity are expected to occur almost simutaneously at the time of initial stage of the break up of Columbia Supercontinent. The EGC had intruded in the post-collision environment after the Columbia Supercontinent amalgamation and the YGC experienced the low–P/T metamorphism by increasing geothermal gradient due to uplift of mantle to shallow depth during rifting after collision. The kyanite relics in the YGC indicate that there was a continent collision before post collision tectonic setting stage. The EGC underwent intermediate-P/T metamorphism due to the Permo-Triassic collision between the North and South China blocks. The low-P/T metamorphism in the EGC which is similar to the second stage low-P/T metamorphism in the YGC, might have occurred before the intermediate-P/T metamorphism indicating the study area could be an arc before continental collision.
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