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옥천대 서부 태백산지역은 고생대에서 신생대에 이르는 한반도 지각 진화
과정 동안 중첩된 다변형 조산운동(polyphase and diachronous orogeny)의 증거
를 보존하고 있는 한반도의 주요 습곡-단층대이다. 본 연구에서는 구조지질학
및 지구연대학적 증거들을 종합하여, 북동부 옥천대 서부 태백산지역의 3차원
적인 구조 형태를 해석하고, 이들의 형성과 관련된 현생 조산운동사에 대하여
이해하고자 한다.
서부 태백산 지역은 남-북 방향을 따라 층서 및 지질구조가 차이를 보이며,
이러한 차이는 상세 ...

옥천대 서부 태백산지역은 고생대에서 신생대에 이르는 한반도 지각 진화
과정 동안 중첩된 다변형 조산운동(polyphase and diachronous orogeny)의 증거
를 보존하고 있는 한반도의 주요 습곡-단층대이다. 본 연구에서는 구조지질학
및 지구연대학적 증거들을 종합하여, 북동부 옥천대 서부 태백산지역의 3차원
적인 구조 형태를 해석하고, 이들의 형성과 관련된 현생 조산운동사에 대하여
이해하고자 한다.
서부 태백산 지역은 남-북 방향을 따라 층서 및 지질구조가 차이를 보이며,
이러한 차이는 상세 지질조사 및 down-plunge projection을 통해 작성한 단면도
상에 잘 반영된다. 이 지역에 분포하는 주요 퇴적층인 캠브리아기-오르도비스
기 조선누층군 및 석탄기-트라이아스기 평안누층군은 남-북 방향을 따라 서로
다른 층서 및 층후를 보이며, 이들의 반영으로, 북쪽의 평창-정선지역에서는
지질도 규모의 정선대향사가 나타나지만, 영월지역에서는 영월 듀플렉스 트러
스트시스템(이하 “영월 듀플렉스”)이 존재한다.
본 연구에서는 down-plunge projection, branch line and cutoff line rules 등의
3차원 기하해석 기법을 활용하여, closed-loop 형태의 지질도상 특징을 보이는
영월지역의 트러스트시스템을 (1) 후방지로 경사진 듀플렉스(hinterland dipping
duplex) 또는 (2) 주요 트러스트 단층과 이들의 connecting splay로 이루어진 듀
플렉스 형태로 해석하였다. 현재 영월지역 마차리트러스트의 하반에 은닉 트
러스트(blind thrust)와 같은 트러스트들이 존재하는 것을 고려하면, 후자의 모
델이 더 선호된다.
추가적으로, 태백산 지역 내 분포하는 암석 및 단층암들에 대한 SHRIMP
U-Pb 저어콘 및 K-Ar 일라이트 연대측정을 수행하였고, 이를 통해 북동부 옥
천대 태백산 지역에 분포하는 퇴적층들의 암석-지구조 배열(litho-tectonic
assemblage) 및 이들과 신원생대 열곡 분지(rift basin)의 진화 과정 동안 중첩된
현생 다변형 조산운동과의 관련성에 대해 이해하고자 하였다. 이들 다변형 운
동은 옥천, 송림 및 대보 조산운동, 불국사 변동(혹은 조산운동) 및 동해 열림
을 포함하는 한반도의 주요 현생 조산운동들과 지구연대학적으로 그 시기가
일치한다. 다만, 북동부 옥천대 구조 진화에 영향을 준 조산운동시기에 대하여
이들과 동일한 명칭을 사용하는 것에 대해서는, 윌슨 주기(Wilson cycle) 동안
진화하는 조산대의 다변형 특성 등을 반영하여 재고될 필요가 있을 것으로 생
각된다.
본 연구에서 새롭게 제시한 한반도 옥천대 서부 태백산 지역의 구조지질학
및 지구연대학적 증거들은, 영월 듀플렉스를 포함하는 습곡-단층대 발달 초기
에 형성된 이 지역 지질구조들이 후기 조산운동에 의해 지속적으로 변형되어
현재와 같은 모습의 구조 형태를 가지게 되었음을 제안한다. 본 논문은 한반
도 옥천대의 형성 및 구조 진화와 관련된 그간의 난제를 풀 수 있는 정보를
제공할 수 있을 것으로 기대하며, 나아가 습곡-단층대의 지구조 진화 연구에
있어서, 상세 지질조사 및 지구연대학적 자료와 통합 해석된 구조 형태 해석
이 넓은 적용성을 가짐을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The western Taebaeksan Zone of the Okcheon Belt is a prominent fold-thrust belt preserving evidence for overlapped polyphase and diachronous orogenic events during the crustal evolution of the Korean Peninsula from the Paleozoic to Cenozoic. In this study, structural and geochronological records wer...

The western Taebaeksan Zone of the Okcheon Belt is a prominent fold-thrust belt preserving evidence for overlapped polyphase and diachronous orogenic events during the crustal evolution of the Korean Peninsula from the Paleozoic to Cenozoic. In this study, structural and geochronological records were integrated to figure out three-dimensional structural style of the Phanerozoic polyphase orogenic belt in the western Taebaeksan Zone, Okcheon Belt.
The western Taebaeksan Zone in general shows lateral variations in stratigraphy and structural geometries, and are reflected in viable cross-sections constructed based on detailed field mapping and down-plunge projections. Typical shortening structures preserved in the northern Pyeongchang-Jeongseon area are characterized by first-order Jeongseon Great syncline, while those in the Yeongwol area represented by the Yeongwol duplex system, reflecting different stratigraphy and stratigraphic thickness of the Cambrian-Ordovician Joseon Supergroup and the Carboniferous-Triassic Pyeongan Supergroup.
The distinct closed-loop map pattern of the Yeongwol duplex system was interpreted, based on three-dimensional geometric interpretations using down-plunge projections, and branch line and cutoff line rules, by alternative duplex models in terms of a hinterland dipping duplex vs. a combination of major thrusts and their connecting splays. The connecting splay duplex model is preferred because of the existences of imbricate faults such as a blind thrust in front of the Machari thrust.
The polyphase and diachronous orogenies affected the structural evolution of the northeastern Okcheon Belt are studied by SHRIMP U-Pb detrital zircon and K-Ar illite age dating for understanding litho-tectonic assemblages of sedimentary strata and their connection with specific tectonic event among overlapped polyphase and diachronous orogenic events during the Phanerozoic evolution of the Neoproterozoic rift basin. These polyphase events are geochronologically coincided with the major Phanerozoic orogenic events in the Korean Peninsula including the Okcheon, Songrim, Daebo orogenies, the Bulguksa disturbance or orogeny, and the East Sea opening, although orogenic nomenclature should be reconsidered to reflect polyphase and diachronous natures of orogenic belts during orogenic Wilson cycles.
The structural geometries of initial first-order structures, including the Yeongwol duplex, were successively modified by later orogenic events for forming the present-day structural shape of the western Taebaeksan Zone of the Okcheon Belt, providing unique insights on the structural style of the Phanerozoic polyphase orogenic belt in the Korean Peninsula. This study further contributed to the broader implications in that how detailed structural interpretations supported by the geochronological records can help to understand the tectonic evolution of the Okcheon Belt as well as the fold-thrust belts in general.

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