경기 편마암복합체 변성암의 CHIME 절대연대측정 CHIME Ages of Monazites from Metamorphic Rocks from the Precambrian Gyeonggi Gneiss Complex in the Shiheung and Seosan Group of the Gyeonggi Massif, South Korea원문보기
한반도 경기편마암 육괴내 서산층군과 시흥층군의 대표적인 변성암 시료에 대하여 CHIME 절대연령 측정을 실시하였다. 경기편마암복합체 변성암중의 모나자이트 CHIME연령은 234${\sim}$257 Ma로 페름기-트라이아스기 중기에 속하고 있다. 이 연령은 경기육괴내 흥성지역의 변성시기(231 Ma, Kim et al., 2006)와 오대산 지역의 변성시기(245${\sim}$248 Ma, Oh et al., 2006b)와도 조화적이며 남중국지괴와 북중국 지괴의 충돌에 의한 송림 변동으로 일어난 지각변동과 수반된 변성작용의 시대로 해석된다. 한반도의 경기육괴 서산층군과 시흥층군의 변성암의 변성연대는 다비-수루 충돌대의 변성 연대(220${\sim}$242 Ma, Yang et al., 2003; Liu et al., 2003, 2004) 보다 오래되며 이는 남중국과 북중국 지괴의 충돌이 중국대륙에서 보다 한반도 지역에서 선행되었을 가능성을 시사하고 있다.
한반도 경기편마암 육괴내 서산층군과 시흥층군의 대표적인 변성암 시료에 대하여 CHIME 절대연령 측정을 실시하였다. 경기편마암복합체 변성암중의 모나자이트 CHIME연령은 234${\sim}$257 Ma로 페름기-트라이아스기 중기에 속하고 있다. 이 연령은 경기육괴내 흥성지역의 변성시기(231 Ma, Kim et al., 2006)와 오대산 지역의 변성시기(245${\sim}$248 Ma, Oh et al., 2006b)와도 조화적이며 남중국지괴와 북중국 지괴의 충돌에 의한 송림 변동으로 일어난 지각변동과 수반된 변성작용의 시대로 해석된다. 한반도의 경기육괴 서산층군과 시흥층군의 변성암의 변성연대는 다비-수루 충돌대의 변성 연대(220${\sim}$242 Ma, Yang et al., 2003; Liu et al., 2003, 2004) 보다 오래되며 이는 남중국과 북중국 지괴의 충돌이 중국대륙에서 보다 한반도 지역에서 선행되었을 가능성을 시사하고 있다.
CHIME ages were obtained from monazites in metamorphic rocks from the Seosan and Siheung Groups in the Gyeonggi gneiss complex, Korean peninsula. Monazite CHIME ages range from 234 to 257 Ma, corresponding to the late Permian to middle Triassic Songrim disturbance due to the collision event between ...
CHIME ages were obtained from monazites in metamorphic rocks from the Seosan and Siheung Groups in the Gyeonggi gneiss complex, Korean peninsula. Monazite CHIME ages range from 234 to 257 Ma, corresponding to the late Permian to middle Triassic Songrim disturbance due to the collision event between the North and South China blocks within the Gyeonggi gneiss complex in the Korean peninsula. The CHIME ages are consistent with the metamorphic ages from the Hongseong area (231 Ma, Kim et al., 2006) and the Odesan area (245-248 Ma, Oh et al., 2006b) in the Gyeonggi gneiss complex and are older than those from the Dabie-Sulu collision belt (220${\sim}$242 Ma, Yang or of., 2003; Liu et al., 2003, 2004) suggesting that the collision between the North and South China blocks had occurred earlier in Korea than China.
CHIME ages were obtained from monazites in metamorphic rocks from the Seosan and Siheung Groups in the Gyeonggi gneiss complex, Korean peninsula. Monazite CHIME ages range from 234 to 257 Ma, corresponding to the late Permian to middle Triassic Songrim disturbance due to the collision event between the North and South China blocks within the Gyeonggi gneiss complex in the Korean peninsula. The CHIME ages are consistent with the metamorphic ages from the Hongseong area (231 Ma, Kim et al., 2006) and the Odesan area (245-248 Ma, Oh et al., 2006b) in the Gyeonggi gneiss complex and are older than those from the Dabie-Sulu collision belt (220${\sim}$242 Ma, Yang or of., 2003; Liu et al., 2003, 2004) suggesting that the collision between the North and South China blocks had occurred earlier in Korea than China.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 논문을 세심하게 심사하고 좋은 의견을 주신 오창환 교수와 안건상교수께 감사를 드린다. 원고정리에 수고한 이성은양에게도 감사한다.
본 연구는 서산층군과 시흥층군 변성암의 절대 연령측정을 위하여 대표적인 변성암 시료 중 모나자이트에 대한 CHIME 절대연령 측정을 실시하였다.
제안 방법
1. 지질층서 상 한반도에서 최고기 지층으로 알려진 경기육괴 서산층군과 시흥층군의 변성암 시료에 대하여 모나자이트 CHIME 연령 측정을 실시하였다. 그 결과 충남 당진에서 채취한 흑운모 편마암(D-3)에서는 245±10 Ma, 호상 편마암(D-2)은 257±]9Ma의 아이소크론 연령을 얻었고, 서울 대치동에서 채취된 흑운모 편마암(MS-1)에서는 249±6Ma의 아이소크론 연령이 얻어졌다.
3(1A 빔 전류와 3-5 ㎛의 직경으로 분석을 수행하였다. ThMa, UM& PbMa, YLa를 동시에 측정하였으며 CaKa, SKa, KKa, PKa, NbLs와 ZrLo도 측정되었다. 시료처리 및 분석, CHIME 연대 계산은 Suzuki et al(1994, 1999), Suzuki and Adachi (1994)등과 같은 방법으로 계산하였다.
선정된 광물을 Suzuki and Adachi(1991a, b)가 제안한 방법으로 CHIME연대 측정용 EPMA 분석법으로 ThO2, UO2, PbO를 정량하였다. 본 연구에서 CHIME 연대측정을 위한 모나자이트의 EPMA 분석은 일본 나고야 대학연대 측정센터의 4개의 파장분광분석기가 설치된 JEOL JXA-733을 이용하여 분석하였다. 분석 조건은 15 kV 가속전압, 0.
본 연구에서 CHIME 연대측정을 위한 모나자이트의 EPMA 분석은 일본 나고야 대학연대 측정센터의 4개의 파장분광분석기가 설치된 JEOL JXA-733을 이용하여 분석하였다. 분석 조건은 15 kV 가속전압, 0.3(1A 빔 전류와 3-5 ㎛의 직경으로 분석을 수행하였다. ThMa, UM& PbMa, YLa를 동시에 측정하였으며 CaKa, SKa, KKa, PKa, NbLs와 ZrLo도 측정되었다.
암석 시료의 박편을 제작 현미경하에서 측정 대상 광물인 모나자이트를 감정 구분하였다. 선정된 광물을 Suzuki and Adachi(1991a, b)가 제안한 방법으로 CHIME연대 측정용 EPMA 분석법으로 ThO2, UO2, PbO를 정량하였다.
대상 데이터
사용하였다.'CHIME 연대 측정을 위해 실험에 사용된 서울, 시흥, 당진지역에서 채취된 시료들(MS-1, S-l, S-3, D-2, D-3)의 위치는 Fig. 1에 나타 내었고 암상과 지리적 위치 정보는 Table 1에 정리하였다. 채취한 암석 종류는 흑운모 편마암과 흑운모 편암, 호상 편마암 등이다.
1에 나타 내었고 암상과 지리적 위치 정보는 Table 1에 정리하였다. 채취한 암석 종류는 흑운모 편마암과 흑운모 편암, 호상 편마암 등이다.
이론/모형
변성암의 절대연령측정을 위하여 CHIME 절대 연령측정법을 사용하였다.'CHIME 연대 측정을 위해 실험에 사용된 서울, 시흥, 당진지역에서 채취된 시료들(MS-1, S-l, S-3, D-2, D-3)의 위치는 Fig.
암석 시료의 박편을 제작 현미경하에서 측정 대상 광물인 모나자이트를 감정 구분하였다. 선정된 광물을 Suzuki and Adachi(1991a, b)가 제안한 방법으로 CHIME연대 측정용 EPMA 분석법으로 ThO2, UO2, PbO를 정량하였다. 본 연구에서 CHIME 연대측정을 위한 모나자이트의 EPMA 분석은 일본 나고야 대학연대 측정센터의 4개의 파장분광분석기가 설치된 JEOL JXA-733을 이용하여 분석하였다.
ThMa, UM& PbMa, YLa를 동시에 측정하였으며 CaKa, SKa, KKa, PKa, NbLs와 ZrLo도 측정되었다. 시료처리 및 분석, CHIME 연대 계산은 Suzuki et al(1994, 1999), Suzuki and Adachi (1994)등과 같은 방법으로 계산하였다. 측정하한은 2σ 수준으로 ThO2 0.
성능/효과
2. 연대측정 결과 경기육괴 시흥층군과 서산층군의 변성암의 모나자이트의 CHIME 연대는 234-257Ma 범위를 가지며 이 시대는 페름기 후기-트라이아스기 중기에 속한다. 이 시기는 한반도에서 일어난 지각변동인 송림변동의 시기에 해당되며 송림 변동시에 일어난 변성작용의 시대로 해석된다.
3. 본 연구지역에서 얻어진 약 234~257Ma의 CHIME 연대는 경기육괴의 비봉-홍성 지역의 변성시기인 231Ma(Kim et al., 2006)과 오대산 지역 245- 248Ma(Oh et al., 2006b) 와도 유사한 범위내에 들어가며 중국대륙의 다비-수루 충돌대의 변성시기 220—242 Ma(Yang et al., 2003; Liu et al., 2003, 2004) 보다 다소 선행되었다. 이는 한반도의 경기육괴서산층군과 시흥층이 분포한 지역에서 중국대륙에서보다 먼저 남중국과 북중국지괴의 충돌이 일어났으며 이로 인하여 광역변성작용을 받았을 가능성을 시사하고 있다.
결과적으로 본 연구에서 얻어진 경기육괴 시흥서산층군 변성암의 변성시기(234~257 Ma)는 비봉홍성지역의 의 변성작용 연대(231 Ma, Kim et al., 2006) 와 오대산 지역 (245-248 Ma, Oh et al., 2006b)의 변성 연대와 유사하거나 오래되었다. 이 같은 연대측정 결과는 남중국과 북중국의 동쪽에 해당하는 한반도의 경기육괴 서산층군 지역에서 중국보다 먼저 지괴의 충돌이 일어나 그로 인한 변성작용을 받았을 가능성을 시사하고 있다.
지질층서 상 한반도에서 최고기 지층으로 알려진 경기육괴 서산층군과 시흥층군의 변성암 시료에 대하여 모나자이트 CHIME 연령 측정을 실시하였다. 그 결과 충남 당진에서 채취한 흑운모 편마암(D-3)에서는 245±10 Ma, 호상 편마암(D-2)은 257±]9Ma의 아이소크론 연령을 얻었고, 서울 대치동에서 채취된 흑운모 편마암(MS-1)에서는 249±6Ma의 아이소크론 연령이 얻어졌다. 그리고 경기도 시흥시에서 채취된 흑운모 편마암(S-1)은 234±9Ma, 흑운모 편암(S-3)에서는 243 ±7Ma의 아이소크론 연령이 얻어졌다.
이 시기는 고생대 페름기 후기~ 중생대 트라이아스기 중기의 송림변동의 시기에 해당되기 때문에 송림변동시에 일어난 변성작용의 시기로 해석할 수 있다. 그리고 비교적 좁은 범위에 속하는 상한 연대를 나타내는 것으로 보아 광역변성작용의 시기를 지시하는 것으로 판단된다.
송림변동은 한반도의 북부지역과 중국의 요동반도 일대를 교란시킨 가장 강렬한 조산운동이지만, 한반도의 남부지역에서는 단순히 요곡작용이나 융기작용만이 있었던 것으로 알려져 왔다(Kim, 1971; Reedman and Um, 1975). 따라서 본 연구 결과는 한반도 북부지역 뿐만이 아니라 남부지역에서도 송림변동의 영향을 크게 받았음을 의미하고 있다.
분석 결과 흑운모 편마암(D-3)의 모나자이트는 245±10Ma의 아이소크론 연대(Fig. 2)가 얻어졌으며 ThC)2가 5~9%로 함량이 높고 PbO는 0.05~0.07%의 이다. 박편상의 모나자이트 광물에서 측정된 EPMA 포인트 수는 276 지점이다.
이상의 연대측정자료에서 경기육괴 지역의 선캠브리아기의 지각형성(2427~2972 Ma)이후 원생대중기의 광역변성작용(1839~1909Ma), 원생대 말(742~934 Ma) 의 변성작용과 트라이아스기와 페름기 (223~276Ma)의변성작용이 지배적인 것으로 요약된다.
보고되었다. 즉, 경기육괴에서도 약 25억 년 된 지각물질이 존재함을 확인하였다. 그리고 Lee et M(2003)은 경기육괴의 기저암에 대한 Sm-Nd 동위원소 자료를 토대로 하여, 경기육괴의 형성 시기는 적어도 30억년 이전이며, 주요 지각 형성 시기는 후기 시생대(약 25~29억년 사이)인 것으로 보고하였다.
지질층서(Kim, 1973)에서 한반도 최고기 지층으로 알려져 있는 서산층군과 시흥층군이라서 최고기의 변성연대를 기대하였으나 본 연구에서 채취한 변성암 시료들의 모나자이트의 CHIME 연대는 기존의 경기육괴에서 보고되어진 연대들보다 훨씬 젊은 약 234~257 Ma 범위가 얻어졌다. 이 시기는 고생대 페름기 후기~ 중생대 트라이아스기 중기의 송림변동의 시기에 해당되기 때문에 송림변동시에 일어난 변성작용의 시기로 해석할 수 있다.
EPMA측정 포인트 수는 56점이다. 흑운모 편마암avisin ThOz가 9~15%로 가장 높은 함량을 보이고 PbO 도 0.08~0.15%로 농도가 높다. EPMA 측정점은 171 지점이며 여기서 얻어진 아이소크론 연대는 249±6 Ma (Fig.
참고문헌 (40)
Chang, T. W. and Lee, S. Y. (1982) Explanatory text of the geological map of Seosan-Mohang sheets (scale 1:50,000), KIGAM
Cho, D. L., Choi, W. C., Suzuki, K., and Adachi, M. (1998) Preliminary report of CHIME and K-Ar ages of metamorphic rocks from the Koseong-Kanseoung area. Proceedings of the Joint meeting between the Korea Soc. Econ. Environ. Geol. and the Korea Soc. Groundwater Environ. p. 40-41
Cho, D. L., Kim, Y. J. and Richard, A. (2006) SHRIMP UPb geochronology of detrital zircons from iron-bearing quartzite of the Seosan Group: constrains on age and stratigraphy. Jour. Petrol. Soc. Korea. v. 15, p. 119-127
Cho, D. L., Kwon, S. T., Jeon, E. Y., and Armstrong, R. (2001) SHRIMP U-Pb zircon geochronology of an amphibolite and a paragneiss from the Samgot unit, Yeoncheon complex in the Imjingang belt, Korea: Tectonic implication. Proceedings of the Joint meeting between the Geol. Soc. Korea, Korea Soc. Econ. Environ. Geol., Petroleum Geol. Soc. Korea and Petrol. Soc. Korea. p. 89
Cho, M. S. (2001) U-Pb zircon ages of metamorphic rocks from southwestern part of the Gyeonggi massif. Petrol. Soc. Korea Annu. Meeting, p.141-142
Cho, M. S. (2004) SHRIMP U-Pb zircon ages. Proceedings of Geol. Soc. Korea, p.11
Cho, M. S., Lee, K. W., Lee, S. R. and Stern, R. (1999) The oldest age of the crustal materials in South Korea: Proceedings of the Joint meeting between the Mineral. Soc. Korea and the Petrol. Soc. Korea, p.89
Cho, M., Lee, S. R., and Yi K.W. (1996) Clockwise P-T evolution of the granulite complex in the eastern Imjingang belt, Korea. 30th IGC Meeting, Abstract (vol.), p.597
Kato, T., Enami, A., and Zhai, M. (1997) Ultrahigh-pressure marble and eclogite in the Su-Lu ultrahigh-pressure terrane, eastern China. J. Metamorph. Geol. v.15, p.169-182
Kim, C. B., Turek, A., Chang, H. W., Park, Y. S., and Ahn, K. S. (1999) U-Pb zircon ages for Precambrian and Mesozoic plutonic rocks in the Seoul-Cheongju- Chooncheon area, Gyeonggi massif, Korea. Geochem. J. v. 33, p. 379-397
Kim, O. J. (1971) Study on the intrusion epochs of younger granites and their bearing to orogenies in South Korea. J. Kor. Inst. Mining Geol. v. 4, p.1-9
Kim, O. J. (1973) The stratigraphy and geologic structure of the metamorphic complex in the northwestern area of the Kyonggi massif. J. Kor. Inst. Mining Geol., v. 6, p. 201-208
Kim, S. W., Oh, C. W., Williams, I. S., Rubbato, D., Ryu, I. C., Rajesh, V. J., Kim, C. B., Guo, J. and Zhai, M. (2006) Phanerozoic high-pressure eclogite and intermediate- pressure granulite facies metamorphism in the Gyeonggi Massif, South Korea: Implications for the eastward extension of the Dabie-Sulu continental collision zone. Lithos v. 92, p. 357-377
Kwon, S. T., Cho, M., Jeon, E. Y,, Lee, S. R. and Ree, J. H. (1995) Geochemistry of the Chuncheon amphibolite and its origin: (1) major elements, J. Petrol. Soc. Korea, v. 4, p. 20-30
Kwon, S. T., Jeon E. Y. and Ree, J. H.(1997) Rb-Sr biotite ages from metamorphic rocks of the Gyeonggi massif: Tectonic implications. Jour. Geol. Soc. Korea, v. 33, p. 49-53
Lee, S. G., Song, Y. S. and Masuda, A. (1994) 1.2 Ga mineral isochron of Changhowon garnet gneiss. J. Geol. Soc. Korea, v. 30, p. 62-68
Lee, S. R., Cho, M., Hwang, J. H., Lee, B J., Lim, Y B. and Kim, J. C. (2003) Crustal evolution of the Gyeonggi massif, South Korea: Nd isotopic evidence and implications for continental growths of East Asia. Precam. Res. v. 121, p. 25-34
Lee. B. J., Kim, D. H., Choi, H. I., Gi, W. S. and Park, K.W. (1996) Explanatory text of the geological map of Daejeon sheets (scale 1:250,000). KIGAM, 59p
Liu, F. L., Xu, Z. Q. and Song, B. (2003) Determination of UHP and retrograde metamorphic ages of the Sulu terrane: evidence from SHRIMP U-Pb dating on zircons of gneissic rocks. Acta Geol. Sin, v.77, p. 230-237 (in Chinese with English abstract)
Liu, F. L., Xu, Z. Q., Liou, J. G. and Song, B. (2004) SHRIMP U-Pb ages of ultrpressure and retrograde metamorphism of gneisses, south-western Sulu terrane, eastern China. J. Metamorph. Geol., v. 22, p. 316-326
Min, J. H. (1999) Metamorphic ages of the metamorphic rocks from the Gyeonggi massif. MS Thesis, Yonsei University. p. 69
Oh, C. W. (2006) A new concept on tectonic correlation between Korea, China and Japan: Histories from the late Proterozoic to Cretaceous. Gondwana Research, v. 9, p. 47-61
Oh, C. W., Kim, C. B., Park, Y. S. and Kim, S. W. (2006a) SHRIMP U-Pb zircon ages of paleoproterozoic rocks from the Gyeonggi massif and their implications. Jour. Geol. Soc. Korea. v. 42, p. 587-606
Oh, C. W. Kim, S. W. and Williams, I. S. (2006b) Spinel granulite in Odesan area, South Korea: Tectonic implications for the collision between the North and South China Blocks. Lithos, v. 92, p. 557-575
Park, K. H. and Cheong, C. S. (1993) Preliminary study for the dating of marbles from Precambrian Kyeonggi gneiss complex. Jour. Petrol. Soc. Korea v. 2, p. 130-138
Park, K. H., Song, Y. S., Lin Cao, Wei Jin and Zhang, X. (2004) $^{40}Ar-^{39}$ biotite and plagioclase ages of the gneisses from Gyeonggi massif. Jour. Petrol. Soc. Korea v. 13, p. 152-160
Ree, J. H., Cho, M., Kwon, S. T., and Nakamura, E. (1996) Possible eastward extension of Chinese collison belt in south Korea: The Imjingang belt. Geology, v. 24, p. 1071-1074
Reedman, A. J. and Um, S. H. (1975) The Geology of Korea. J. Korean Inst. Mining Geol., v. 7, p. 139
Shin, S. C. and Jin, M. S. (1995) Chronological map of volcanic rocks in Korea(scale 1:1000000). KIGAM
Song, Y. S., Park, K. H., Park, M. E., Lin Cao, Wei Jin, Zhang, X. and Ryu, H. J. (2001) Petrological, geochemical and geochronological studies of Precambrian basement in Northeast Asia region: 2. Zircon ages of some metamorphic rocks from Gyeonggi massif. Jour. Petrol. Soc. Korea. v. 10, p. 95-105
Suzuki, K. and Adachi, M. (1991a) Precambrian provenance and Silurian metamorphism of the Tsubonosawa paragneiss in the south Katakami terrane, northeast Japan, revealed by the chemical Th-U-total Pb isochron ages of monazite, zircon and xenotime. Geochem. J., v. 25, p. 357-376
Suzuki, K. and Adachi, M. (1991b) The chemical Th-Utotal Pb isochron ages of zircon and monazite from the gray granite of the Hida terrane, Japan. J. Earth Sci. Nagoya Univ., v. 38, p. 11-37
Suzuki, K. and Adachi, M. (1994) Middle Precambrian detrial monazite and zircon from the Hida gnesiss on Oki-Dogo Island, Japan: their origin and implications for the correlation of basement gneiss of Southwest Japan and Korea. Tectonophysics, v. 235, p. 277-292
Suzuki, K., Adachi, M., and Kajizuka, I. (1994) Electron microprobe observation of Pb diffusion in metamorphosed detrital monazites. Earth Planet. Sci. Lett., v. 128, p. 391-405
Suzuki, K., Adachi, M., and Kato, T., Yogo, S. (1999) CHIME dating method and its application to the analysis of evolutional history of orogenic belts. Chikyukagaku (Geochemistry), v. 33, p. 1-22
Turek, A. and Kim, C. B. (1996) U-Pb zircon ages for Precambrian rocks in southwestern Ryeongnam and southwestern Gyeonggi massifs, Korea. Geochem. J., v. 30, p. 231-249
Yang, J., Zhang, J. X., Meng, F. C., Shi, R., Wu, C., Xu, Z. Q., Li, X. B. and Chen, S. Y. (2003) Ultrahigh pressure clogites of the North Qaidam and Altum Mountain, NW China and their protoliths. Earth Sci. Front. v.10 p. 291-314 (in Chinese with English abstract)
Zhang, R. Y. and Liou, J. G. (1994) Coesite-bearing eclogite in Henan Province, central China: detailed petrography, glaucophane stability and P-T path. Euro. J. Mineral., v. 6, p. 217-233
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.