경상분지 북동부 선백악기 기반암류와 백악기 하양층군 사암의 저어콘 결정 형태학 및 사암의 기원암 Zircon morphology of the Pre-Cretaceous basement rocks and Cretaceous Hayang Group sandstones in the northeastern part of Gyeongsang Basin and its implication to provenance of the sandstones원문보기
경상분지 북동부에 분포하는, 하양층군 사암의 기원암을 규명하기 위하여 일직층, 후평동층 및 점곡층의 층위별 사암과, 그 기반암인 선캠브리아기 편마암류와 쥬라기 화강암류에 대해 저어콘 지수값과 저어콘 결정의 형태학적 특징을 비교분석하였다. 저어콘 지수값과 형태학적 특징의 유사성에 바탕하여 하양층군 퇴적암의 기원암을 해석하면 일직층과 후평동층의 사암은 선캠브리아기의 화강편마암과 흑운모 호상편미암, 그리고 점곡층의 사람은 쥬라기 안동화감암과 청송화감암에서 각각 기원하였을 것으로 판단된다. 기존 연구자료에서 일직층 퇴적기에는 본역의 남동부에 위치하였던 편마암류가, 후평동층 퇴적기에는 본역 북동부의 편마암류가, 그리고 점곡층 퇴적기에는 본역 동부에 위치한 청송 융기부의 청송화강암이 퇴적물의 주 공급원이었음이 밝혀졌다. 후평동층이 퇴적을 완료할 쯤에는, 선캠브리아기 편마암류로된 기원지는 상당히 삭박당하여, 평탄화되면서 그 분포 면적이 협소해졌으며, 점곡층 퇴적기에는 편마암류를 관입한 쥬라기 화강암류가 본격적으로 침식을 당하기 시작하였고, 퇴적분지는 동쪽으로 확장하였던 것으로 해석된다.
경상분지 북동부에 분포하는, 하양층군 사암의 기원암을 규명하기 위하여 일직층, 후평동층 및 점곡층의 층위별 사암과, 그 기반암인 선캠브리아기 편마암류와 쥬라기 화강암류에 대해 저어콘 지수값과 저어콘 결정의 형태학적 특징을 비교분석하였다. 저어콘 지수값과 형태학적 특징의 유사성에 바탕하여 하양층군 퇴적암의 기원암을 해석하면 일직층과 후평동층의 사암은 선캠브리아기의 화강편마암과 흑운모 호상편미암, 그리고 점곡층의 사람은 쥬라기 안동화감암과 청송화감암에서 각각 기원하였을 것으로 판단된다. 기존 연구자료에서 일직층 퇴적기에는 본역의 남동부에 위치하였던 편마암류가, 후평동층 퇴적기에는 본역 북동부의 편마암류가, 그리고 점곡층 퇴적기에는 본역 동부에 위치한 청송 융기부의 청송화강암이 퇴적물의 주 공급원이었음이 밝혀졌다. 후평동층이 퇴적을 완료할 쯤에는, 선캠브리아기 편마암류로된 기원지는 상당히 삭박당하여, 평탄화되면서 그 분포 면적이 협소해졌으며, 점곡층 퇴적기에는 편마암류를 관입한 쥬라기 화강암류가 본격적으로 침식을 당하기 시작하였고, 퇴적분지는 동쪽으로 확장하였던 것으로 해석된다.
This study is aimed at elucidating the source rocks of the Hayang strata in the northeastern part of the Gyeongsang Basin. Zircon morphology was analyzed for sandstones from the Iljig, Hupyeongdong, and Jeomgog formations of the Hayang Group and Precambrian gneisses and Jurassic granites. Generally,...
This study is aimed at elucidating the source rocks of the Hayang strata in the northeastern part of the Gyeongsang Basin. Zircon morphology was analyzed for sandstones from the Iljig, Hupyeongdong, and Jeomgog formations of the Hayang Group and Precambrian gneisses and Jurassic granites. Generally, the composite zircon crystals extracted from the basement rocks and the Hayang Group sandstones show short prismatic to middle prismatic shapes. {110)={100) prism type is dominant and (101) pyramid is the average of the zircon morphology data. Zircon index@) and the shape trend characteristics clearly show that the zircon crystal forms of the Iljig and Hupyeongdong sandstones are dominantly similar to those of the biotite banded gneiss and granite gneiss of Precambrian age. Zircon morphology of the Jeomgog sandstones is dominantly similar to those of the Jurassic granites. Referring to the reported paleocurrent result, the source rocks of the Iljig and Hupyeongdong formations are mainly the Precambrian gneisses distributed in the southeastern and northeastern parts, respectively. And Jeomgog sandstones were mainly derived from Cheongsong granite at Cheongsong uplift region in the eastern part. At the time of completion of the Hupyeongdong sedimentation, the Precambrian basement rocks were severely eroded and formed low topography. During the Jeomgog period, the Jurassic granites which intruded the Precambrian basement began to crop out on the surface. The basin widely extended toward the east and the exposed Jurassic granite of Cheongsong uplift region actively supplied the sediments to the basin.
This study is aimed at elucidating the source rocks of the Hayang strata in the northeastern part of the Gyeongsang Basin. Zircon morphology was analyzed for sandstones from the Iljig, Hupyeongdong, and Jeomgog formations of the Hayang Group and Precambrian gneisses and Jurassic granites. Generally, the composite zircon crystals extracted from the basement rocks and the Hayang Group sandstones show short prismatic to middle prismatic shapes. {110)={100) prism type is dominant and (101) pyramid is the average of the zircon morphology data. Zircon index@) and the shape trend characteristics clearly show that the zircon crystal forms of the Iljig and Hupyeongdong sandstones are dominantly similar to those of the biotite banded gneiss and granite gneiss of Precambrian age. Zircon morphology of the Jeomgog sandstones is dominantly similar to those of the Jurassic granites. Referring to the reported paleocurrent result, the source rocks of the Iljig and Hupyeongdong formations are mainly the Precambrian gneisses distributed in the southeastern and northeastern parts, respectively. And Jeomgog sandstones were mainly derived from Cheongsong granite at Cheongsong uplift region in the eastern part. At the time of completion of the Hupyeongdong sedimentation, the Precambrian basement rocks were severely eroded and formed low topography. During the Jeomgog period, the Jurassic granites which intruded the Precambrian basement began to crop out on the surface. The basin widely extended toward the east and the exposed Jurassic granite of Cheongsong uplift region actively supplied the sediments to the basin.
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문제 정의
각 분대에서 밑줄 친 시료번호는 대표 시료 번호로서 Table 1에 나타나 있으며, 그 밖의 시료번호는 대표 시료에 포함시킴으로써 분대된 층준별로 약 30개 입자의 저어콘을 측정하였다. 이렇게 1개의 층에서 4개 또는 3개로 분대한 이유느 하나의 암석 시료에서 측정 가능한 형태를 갖춘 충분한 저어콘 입자를 얻기가 어려웠을 뿐만 아니라 분대를 함으로써 층의 하, 중, 상부에서 저어콘 결정형태의 변화거동을 알아보기 위해서였다.
이번 연구는 본역내 분포하는 선캠브리아기 변성암류 및 쥬라기화강암류의 저어콘 결정의 형태학적 특징과 백악기 하양층군의 일직층, 후평동층 및 점곡층 사암의 저어콘 결정의 형태학적 특징을 비교분석하여 하양층군 퇴적물의 기원암을 밝히고자 한다.
실내실험과 도면작성은 경북대학교 대학원 지질학과의 장용성석사와 경북대학교 지구과학과의 김승환, 송윤근, 손동일군 및 지질학과 정충봉군이 도와 주었다. 이에 깊은 사의를 표하고자 한다. 이 논문은 1998년 한국학술진훙재단의 학술연구비 (1998-015-D00277)에 의하여 지원되 었다.
제안 방법
118, LK-139, LK-122, LK-120); 상부(LK-136, LK-152)로 각각 분대하였다. 각 분대에서 밑줄 친 시료번호는 대표 시료 번호로서 Table 1에 나타나 있으며, 그 밖의 시료번호는 대표 시료에 포함시킴으로써 분대된 층준별로 약 30개 입자의 저어콘을 측정하였다. 이렇게 1개의 층에서 4개 또는 3개로 분대한 이유느 하나의 암석 시료에서 측정 가능한 형태를 갖춘 충분한 저어콘 입자를 얻기가 어려웠을 뿐만 아니라 분대를 함으로써 층의 하, 중, 상부에서 저어콘 결정형태의 변화거동을 알아보기 위해서였다.
각 암석 시료에서 500 g씩 취하여 조립파쇄기로 장경 2 cm정도 이하로 파쇄하고 디스크분쇄기(disc pulverizer)와 스탬프분쇄기 (stamp mill)을 사용하여 분쇄한 후, 물로 씻어 80메쉬의 체를 통과한 광물 입자들을 취하여 막대자석을 사용하여 강자성 광물 및 상자성 광물을 분리시킨 다음, 팬닝으로 각 암석 시료당 약 30개 이상의 저어콘 결정을 분리하였다. 그러나 변성암류, 심성암류에서는 각 암석 시료 당 약 30개 이상의 저어콘 결정분리가 가능하나 퇴적암류에서는 일직층 하부의 1개의 사암(LK-61)을 제외한 대부분의 사암 시료에서 기준량에 미치지 못하는 적은 양의 저어콘이 회수됨에 따라 일직 층과 후평동층은 각각 하부, 중하부, 중상부, 상부로, 그리고 점곡층은 하부, 중부, 상부로 분대하여 각 분대에서 2개~4개의 암석 시료로부터 분리된 저어콘 결정들을 합하여 약 30개 이상의 측정 가능한 저어콘 결정을 선별하여 측정하였다.
시료당 약 30개 이상의 저어콘 결정을 분리하였다. 그러나 변성암류, 심성암류에서는 각 암석 시료 당 약 30개 이상의 저어콘 결정분리가 가능하나 퇴적암류에서는 일직층 하부의 1개의 사암(LK-61)을 제외한 대부분의 사암 시료에서 기준량에 미치지 못하는 적은 양의 저어콘이 회수됨에 따라 일직 층과 후평동층은 각각 하부, 중하부, 중상부, 상부로, 그리고 점곡층은 하부, 중부, 상부로 분대하여 각 분대에서 2개~4개의 암석 시료로부터 분리된 저어콘 결정들을 합하여 약 30개 이상의 측정 가능한 저어콘 결정을 선별하여 측정하였다. Table 1 및Fig.
하양층군의 사암내의 저어콘은 분지로의 퇴적물 운반도중 마모되어 아원상 내지 원상인 것이 대부분이나 비교적 마모가 적은 저어콘을 선택하여 원래의 결정 상태로 복원하여 저어콘의 지수들을 측정하였다.
대상 데이터
결정을 분리하였다. 각 암상에 있어서 암석시료는 선캠브리아기의 화강편마암(LK-56)과 혹운모 호상편마암(LK-9)에서 각각 1개 그리고 쥬라기의 안동 화강암(LK-97, LK-100)및 청송화강암(LK-78, LK-21)에서 각각 2개의 암석시료에서 저어콘을 분리하였다. 백악기의 하양층군 사암은 각 층별로 위치에 따라 3~4개로 분대하여 채취하였다.
각 암상에 있어서 암석시료는 선캠브리아기의 화강편마암(LK-56)과 혹운모 호상편마암(LK-9)에서 각각 1개 그리고 쥬라기의 안동 화강암(LK-97, LK-100)및 청송화강암(LK-78, LK-21)에서 각각 2개의 암석시료에서 저어콘을 분리하였다. 백악기의 하양층군 사암은 각 층별로 위치에 따라 3~4개로 분대하여 채취하였다. 즉 일직층은 하부(LK-61); 중하부(LK-27, LK-85, LK-67); 중상부;(LKJ07, LK-104, LK-39); 상부(LK-142, LKJ04, LKJ09)로, 후평동층은 하부(LK.
본 층은 일직층 위에 정합적으로 놓이며, 그 층후는 길안-만음동간에서 700m이다.
노출되어있다(장기홍 외, 1978). 본 화강암체는 일직층에 의하여 부정합적으로 피복되고 있어쥬라기 관입암체로 사료되며, 중립 내지 조립질로서 혹운모가섬석화강암이다. 본암은 일반적으로 담홍색의 퐁화면을 가지며, 편마암과 접촉부 부근에서는 반상화강암의 양상을 띠나, 임봉산 서쪽에서는 거정화강암의 양상을 보여주고 있다.
본층 상부는 회색대로서 본역의 서남부에 반월형으로 분포하며, 사암과 이질암이 위주이고 세력암층(두께 20 cm)이 협재된다. 일반적인 암색은 회색 내지 짙은 회색이 특징이다.
본층은 본역에서는 청송화강암위에 부정 합적으로 놓이며 임봉산을 들러싸고 궁상(弓狀)으로 분포한다. (장기홍 외, 1978).
본층은 후평동 층을 정합적으로 피복하고, 사곡층에 의하여 정합적으로 덮이며 층후는 950m이다. 본층은 주로 사암과 셰일로 구성되며 세력암과 응회암을 협재한다. 암색은 회색 내지 녹회색이 위주이나 약간의 적색층도 협재된다.
분포하고 있다(장기흥 외, 1978). 본층은 후평동 층을 정합적으로 피복하고, 사곡층에 의하여 정합적으로 덮이며 층후는 950m이다. 본층은 주로 사암과 셰일로 구성되며 세력암과 응회암을 협재한다.
본층의 중부는 중암록회색 (medium dark greenish gray 5GY 5/1) 사암과 이질암인데, 흔히 응회암질이다.
, 1988). 본층의 층후는 약 700 m이며, 3개의 암대로나눌 수 있다.
연구지역(이하 본역은 한반도 동남부에 위치하고 있으며 1:50, 000 천지도폭 전역과 부분적으로 중평동 도폭 및 구산동 도폭 지역을 점하고 있다(김남장 외, 1970; 장기흥 외, 1977; 장기홍 외, 1978). 본역은 선캠 브리 아기 의 화강편마암과 흑운모호상편마암등의 변성암류와 쥬라기의 안동화강암 및 청송화강암 등의 심성암류가 백악기 하양층군 퇴적암류의 기반을 이루고 있다.
, 1999). 이번 연구에서는 80메쉬 이하의 저어콘이 사용되었다. 저어콘의 원마도가 높은 것은 신장지수가 낮게 마련이며 이런 것은 주로 재동(reworked)된 것으로 퇴적암이나 퇴적원 변성암에서 유래되었음이 확실하다(Poldervaart, 1955).
백악기의 하양층군 사암은 각 층별로 위치에 따라 3~4개로 분대하여 채취하였다. 즉 일직층은 하부(LK-61); 중하부(LK-27, LK-85, LK-67); 중상부;(LKJ07, LK-104, LK-39); 상부(LK-142, LKJ04, LKJ09)로, 후평동층은 하부(LK.U0, LK-111); 중하부(LK.129, LK-131, LK-128); 중상부 (LK-41, LK-44, LK-125); 상부(LK-50, LK-51, LK-48, LK-44)로, 점곡층은 하부(LK-113, LK-12, LK-152); 중부(LK.118, LK-139, LK-122, LK-120); 상부(LK-136, LK-152)로 각각 분대하였다. 각 분대에서 밑줄 친 시료번호는 대표 시료 번호로서 Table 1에 나타나 있으며, 그 밖의 시료번호는 대표 시료에 포함시킴으로써 분대된 층준별로 약 30개 입자의 저어콘을 측정하였다.
성능/효과
경하관찰 결과, 반상변정석리를 보이며 구성광물은 미사장석, 알바이트, 석영 및 혹운모이며 부성분 광물은 스펜과 자철석 이다. 미사장석이 반상변정을 이루고 있으며 장석들은 주변부가 용식되어 봉합상을 이루고 있다.
저어콘 지수값이 매우 근접한 것은 동일 기원일 가능성이 매우 높음을 시사한다. 따라서 본역 일직층 및 후평동층의 기원 암은 선캠브리아기의 화강편마암과 흑운모 호상편마암이며, 점곡층의 기원암은 쥬라기 안동화강암과 청송화강암이었을 것으로 결론 내릴 수 있다.
이상의 사실들을 종합하여 본역의 분지 발달사를 꾸미면, 후평동층이 퇴적을 완료할 쯤에는 선캠브리아기 편마암류로된 기원암은 상당히 삭박을 당하여 지형이 저평화 되면서 그 분포면적이 상대적으로 협소해지고, 그 후로는 편마암류를 관입한 쥬라기 화강암류가 지표에 노출되기 시작하였다. 퇴적분지 주변부가 저평화 되면서, 점곡층 퇴적기에는 퇴적분지는 비교적 빠른 속도로 동쪽으로 확장하면서 쥬라기 화강암류가 본격적으로 삭박당하기 시작하였던 것으로 해석된다.
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