고생대말부터 신생대초에 이르는 기간 동안에 한반도에는 3 차례의 화성활동주기가 있었다. 이는 각각 페름기-트라이아스기, 쥬라기, 그리고 백악기-고제3기의 주기이다. 각각의 화성활동주기가 시작된 이후 점차 화성활동의 빈도가 높아지면서 정점에 도달하였다. 주목할만 것은 3차례의 주기 모두에서 화성활동이 종료되는 시기에 A-형의 화성활동이 보고되었다는 것이다. 또한 페름기-트라이아스기 및 백악기-고제3기 화성활동주기가 시작되던 시기에는 아다카이트질 화성활동이 있었다. 고생대말-신생대초 기간의 화성활동 대부분은 섭입대와 관련한 화성활동이었다. 따라서 각 화성활동주기가 시작되어 진행되다가 종료되는 변화는 한반도 주변의 판구조운동의 방향변화와 밀접한 관련있을 것으로 판단된다. 이러한 지구조환경의 변화에 대하여 다음과 같은 가설을 제시하였다. 페름기-트라이아스기 화성활동주기의 종료는 북중국과 남중국 사이의 대륙충돌의 영향으로 판구조운동의 방향이 급격하게 바뀐 탓으로 생각된다. 쥬라기 화성활동주기의 종료시에는 한반도 부근에서는 주목할만한 지구조환경의 변화가 알려져 있지 않으며, 아마도 곤드와나랜드의 분열 및 새로운 대양들의 생성 사건들중의 하나와 관련한 판구조운동방향의 급격한 변화와 관련있을 것으로 추론된다. 백악기말부터 제3기초까지 이어지던 활발한 화성활동의 종료는 인도대륙판이 아시아대륙판과 충돌한 것이 중요한 요인으로 판단된다. 페름기-트라이아스기 화성활동주기와 백악기-고제3기 화성활동주기가 시작할 무렵에 만들어진 아다카이트질 화성암은 섭입대 발달의 초기에 나타나는 섭입 해양슬랩의 용융과 관련있을 것으로 생각한다.
고생대말부터 신생대초에 이르는 기간 동안에 한반도에는 3 차례의 화성활동주기가 있었다. 이는 각각 페름기-트라이아스기, 쥬라기, 그리고 백악기-고제3기의 주기이다. 각각의 화성활동주기가 시작된 이후 점차 화성활동의 빈도가 높아지면서 정점에 도달하였다. 주목할만 것은 3차례의 주기 모두에서 화성활동이 종료되는 시기에 A-형의 화성활동이 보고되었다는 것이다. 또한 페름기-트라이아스기 및 백악기-고제3기 화성활동주기가 시작되던 시기에는 아다카이트질 화성활동이 있었다. 고생대말-신생대초 기간의 화성활동 대부분은 섭입대와 관련한 화성활동이었다. 따라서 각 화성활동주기가 시작되어 진행되다가 종료되는 변화는 한반도 주변의 판구조운동의 방향변화와 밀접한 관련있을 것으로 판단된다. 이러한 지구조환경의 변화에 대하여 다음과 같은 가설을 제시하였다. 페름기-트라이아스기 화성활동주기의 종료는 북중국과 남중국 사이의 대륙충돌의 영향으로 판구조운동의 방향이 급격하게 바뀐 탓으로 생각된다. 쥬라기 화성활동주기의 종료시에는 한반도 부근에서는 주목할만한 지구조환경의 변화가 알려져 있지 않으며, 아마도 곤드와나랜드의 분열 및 새로운 대양들의 생성 사건들중의 하나와 관련한 판구조운동방향의 급격한 변화와 관련있을 것으로 추론된다. 백악기말부터 제3기초까지 이어지던 활발한 화성활동의 종료는 인도대륙판이 아시아대륙판과 충돌한 것이 중요한 요인으로 판단된다. 페름기-트라이아스기 화성활동주기와 백악기-고제3기 화성활동주기가 시작할 무렵에 만들어진 아다카이트질 화성암은 섭입대 발달의 초기에 나타나는 섭입 해양슬랩의 용융과 관련있을 것으로 생각한다.
There were three cycles of igneous activities from the late Paleozoic to early Cenozoic; Permian to Triassic, Jurassic, and Cretaceous to Paleogene. After the beginning of each igneous activity cycle, igneous activity became more frequent until its climax. It is noteworthy that A-type magmatisms are...
There were three cycles of igneous activities from the late Paleozoic to early Cenozoic; Permian to Triassic, Jurassic, and Cretaceous to Paleogene. After the beginning of each igneous activity cycle, igneous activity became more frequent until its climax. It is noteworthy that A-type magmatisms are reported from near the ends of the all three igneous activity cycles. In addition, adakitic magmatisms occurred at the beginning of both the Permian-Triassic and the Cretaceous-Paleogene cycles. Most of the igneous activities during the late Paleozoic to early Cenozoic period were subduction-related. Therefore, transitions among beginning, proceeding, and closing of the igneous activity cycles would be intimately related with changes in directions of plate movements. In this context, I suggest following hypotheses. The closing of the Permian-Triassic igneous cycle was possibly a consequence of radical adjustment of plate motion occurred due to continental collision between north and south China blocks. Considering that no appreciable tectonic activities were recognized from the east Asian continent at the closing of the Jurassic igneous cycle, it seems that one of the strong events related with Gondwanaland-breakup and subsequent birth of the new oceans, which might cause sudden adjustments of plate motions. The closing of the Cretaceous-Paleogene igneous cycle seems to be caused as a consequence of the collision between India and Asia continents. Meanwhile, adakitic igneous bodies emplaced at the beginnings of the Permian-Triassic and Cretaceous-Paleogene cycles could be products of slab-melting during the early stages of the subduction.
There were three cycles of igneous activities from the late Paleozoic to early Cenozoic; Permian to Triassic, Jurassic, and Cretaceous to Paleogene. After the beginning of each igneous activity cycle, igneous activity became more frequent until its climax. It is noteworthy that A-type magmatisms are reported from near the ends of the all three igneous activity cycles. In addition, adakitic magmatisms occurred at the beginning of both the Permian-Triassic and the Cretaceous-Paleogene cycles. Most of the igneous activities during the late Paleozoic to early Cenozoic period were subduction-related. Therefore, transitions among beginning, proceeding, and closing of the igneous activity cycles would be intimately related with changes in directions of plate movements. In this context, I suggest following hypotheses. The closing of the Permian-Triassic igneous cycle was possibly a consequence of radical adjustment of plate motion occurred due to continental collision between north and south China blocks. Considering that no appreciable tectonic activities were recognized from the east Asian continent at the closing of the Jurassic igneous cycle, it seems that one of the strong events related with Gondwanaland-breakup and subsequent birth of the new oceans, which might cause sudden adjustments of plate motions. The closing of the Cretaceous-Paleogene igneous cycle seems to be caused as a consequence of the collision between India and Asia continents. Meanwhile, adakitic igneous bodies emplaced at the beginnings of the Permian-Triassic and Cretaceous-Paleogene cycles could be products of slab-melting during the early stages of the subduction.
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문제 정의
한국암석학회 창립 20주년 기념 암석학회지 특집호에 함께 게재된 정창식과 김남훈(2012)에 페름기-고제3기의 여러 화성암체들에 대한 연대자료를 잘 정리되어있다. 이 논문에서는 이러한 한반도에서 일어났던 현생 화성활동의 연대분포가 몇 차례 반복적으로 나타나는 주기적 특징을 가짐과 동시에, 특이한 암석화학적 특징을 나타내는 A-형 화성암 및 아다카이트가 각각 이러한 화성 활동 주기의 시작시점과 종료시점에 나타남에 주목할 필요가 있음을 강조하고자 한다. 특징적 지구조환경에서 만들어진다고 알려진 A-형 화성암 및 아다카이트와 같은 화성암의 출현은 한반도의 주기적 화성활동을 일으킨 지구조환경의 변화를 이해하는데 큰 도움이 될 것으로 판단하며 이에 대하여 간략히 논의할 것이다.
특징적 지구조환경에서 만들어진다고 알려진 A-형 화성암 및 아다카이트와 같은 화성암의 출현은 한반도의 주기적 화성활동을 일으킨 지구조환경의 변화를 이해하는데 큰 도움이 될 것으로 판단하며 이에 대하여 간략히 논의할 것이다. 이 논의는 이 문제에 대한 온전한 해답을 제시하고자 하는 것은 아니며, 한반도의 현생 화성활동에 대한 앞으로의 연구에서 참고할 필요가 있는 몇 가지 현상에 대해 주의를 환기시키고자 하는 것이다.
이 논문에서는 이러한 한반도에서 일어났던 현생 화성활동의 연대분포가 몇 차례 반복적으로 나타나는 주기적 특징을 가짐과 동시에, 특이한 암석화학적 특징을 나타내는 A-형 화성암 및 아다카이트가 각각 이러한 화성 활동 주기의 시작시점과 종료시점에 나타남에 주목할 필요가 있음을 강조하고자 한다. 특징적 지구조환경에서 만들어진다고 알려진 A-형 화성암 및 아다카이트와 같은 화성암의 출현은 한반도의 주기적 화성활동을 일으킨 지구조환경의 변화를 이해하는데 큰 도움이 될 것으로 판단하며 이에 대하여 간략히 논의할 것이다. 이 논의는 이 문제에 대한 온전한 해답을 제시하고자 하는 것은 아니며, 한반도의 현생 화성활동에 대한 앞으로의 연구에서 참고할 필요가 있는 몇 가지 현상에 대해 주의를 환기시키고자 하는 것이다.
성능/효과
두 번째 화성활동주기는 트라이아스기-쥬라기 경계 시기인 약 200 Ma에 시작하여 중기쥬라기와 후기쥬라기의 경계시기인 약 160 Ma에 종료되었다. 이 주기의 화성활동은 지역적인 차이를 보인다.
Eby(1992)에 따르면 A2형은 여러 종류의 지구조환경에서 나타날 수 있고, 후충돌환경과 비조산성 화성활동을 모두 포함할 수 있으며, 이러한 화학조성을 갖는 마그마는 섭입대를 통하여 만들어졌거나 대륙과 대륙의 충돌을 겪은 지각으로부터 생성되었음을 나타지만 화학조성만으로 지구조환경을 더 이상 구분하기는 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서 각 화성활동주기의 최후기에 나타난 A2형 마그마 생성은 단순히 지구 조판별도에 도시하여 그 환경을 추정해보는 것 보다는 전후의 한반도 지구조환경변화에 대한 보다 종합적인 인식을 바탕으로 해석하는 것이 바람직하다고 판단한다.
아직은 백악기 화성암으로 부터 110 Ma보다 더 오래된 U-Pb 연대측정 결과는 보고되지 않고 있다. 따라서 약 110 Ma의 시기가 남한은 물론 북한까지 포함하는 한반도 전역에 걸쳐 나타난 백악기 화성활동의 시작시기로 보는 것이 타당할 것으로 생각된다. 경상분지 하부의 전기백악기 쇄설성 퇴적암층들에서도 동시기의 연령을 나타내는 화성기원의 저어콘들이 발견되지만 더 오래된 백악기 연령을 보이는 저어콘은 거의 발견되지 않는 것(이태호 외, 2010)도 이러한 추론을 뒷받침한다.
, 1994). 이를 종합하면 아다카이트는 섭입하는 해양지각의 용융 또는 맨틀 쐐기의 페리도타이트가 용융으로 만들어질 수 있으며, 비교적 젊은 해양판의 섭입이 일어났을 가능성이 큰 것으로 보인다. 영덕암체나 진동암체 모두 상당히 낮은 87Sr/86Sr 초기시를 갖는 것도 결핍맨틀물질이 상당량 포함되어 있음을 나타내며, 이러한 슬랩용융을 지지하는 증거라고 할 수 있다.
이상에서 살펴본 결과와 같이 한반도에는 페름기-트라이아스 화성활동주기, 쥬라기 화성활동주기, 그리고 백악기-고제3기 화성활동주기의 세 차례 현생 화성활동주기가 나타났다. 각각의 화성활동 주기가 시작된 이후에는 공통적으로 화성활동이 점차 활발해지다가 정점시기가 도래한 이후 비교적 급속히 화성활동 주기가 종료되는 것으로 보인다.
이상에서 살펴본대로 한반도에는 몇 차례의 주기적인 현생 화성활동이 있었고, 각 주기는 A-형 화성활동이 나타난 후 종료되었다. 그러면 주기적 화성활동의 시작을 알리는 특징적 화성활동은 없는지 궁금해진다.
따라서 실제로 백악기 화성 활동이 언제 시작되었는지, 이 주기의 화성활동이 언제 종료된 것인지에 대해서는 좀 더 심도있는 고찰이 필요하다. 하지만 이 주기 내에서 전체적인 화성활동의 빈도가 점차 증가하였고, 대략 80-65 Ma 부근에서 가장 활발한 활동을 보였으며, 이후 약 10 Ma 남짓 기간이 지난 뒤에 종료된 것으로 보는 것에는 큰 문제가 없을 것으로 판단된다.
후속연구
백악기-신생대초에 있었던 화성활동 주기의 시작은 U-Pb 연대측정자료를 살펴보는 것이 더 정확한 판단을 내릴 수 있을 것으로 생각된다. 비록 SHRIMP U-Pb 연대측정자료는 그 수는 많지 않지만 가장 오래된 연령은 일관되게 약 110 Ma 경을 나타낸다.
한편 좌용주 외(2004)는 LA-ICPMS 저어콘 U-Pb 연대측정을 통해 진동화강암의 연령을 80±2 Ma로 보고하였다. 위수민 외(2007)가 연대측정한 암체와 좌용주 외(2004)가 연대측정한 암체가 동일암체인지는 현재로는 확인할 수 없으나 필히 추후 연구를 통해 밝혀져야할 것이다. 위수민 외(2007)는 진동화강암가 아타카이트질의 지구화학적 특성을 나타낸다고 하였으며 그 의미에 대해서는 뒤에 다시 논의한다.
, 2010) 이후에 경상분지의 유천층군 퇴적지역과 남해안의 여러 지역에서 활발한 화성활동이 나타난 85-65 Ma의 백악기-고제3기 화성활동주기의 정점활동시기인 것으로 보인다. 정밀한 SHRIMP U-Pb 연대측정 자료가 더 많이 보고된다면 보다 정밀하게 화성활동의 추세변화를 알아보는 것이 가능해질 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
백악기-고제3기 화성활동주기에서 본격적인 화성활동이 일어난 것은 훨씬 후인 것으로 생각되는 이유는 무엇인가?
백악기-고제3기 화성활동주기에서 본격적인 화성활동이 일어난 것은 훨씬 후인 것으로 생각된다. 그 이유는 약 110 Ma경의 규장질 화성암들이 한반도의 여러 곳에서 나타 이후에 화성활동이 그리 활발했던 것으로 보이지 않기 때문이다. 다시 화성활동이 재개된 것은 공주분지, 영동분지, 풍암분지 등 한반도의 여러 곳에 발달한 소규모의 백악기 소분지들 여러 곳에서 약 95 Ma 전후의 현무암질 내지 안산암질 화성활동이 있었으며(이문원 외, 1992; 정대교와 김경희, 1999; Sagong et al.
두 번째 화성활동주기는 언제 종료되었는가?
두 번째 화성활동주기는 트라이아스기-쥬라기 경계 시기인 약 200 Ma에 시작하여 중기쥬라기와 후기쥬라기의 경계시기인 약 160 Ma에 종료되었다. 이 주기의 화성활동은 지역적인 차이를 보인다.
한국암석학회가 태어나던 무렵은 어떤 시기인가?
한국암석학회의 탄생 이래 20년의 세월이 흐르는 동안에 한반도지역의 지각 및 맨틀 진화와 관련한 연구에 많은 변화가 있어왔다. 한국암석학회가 태어나던 무렵은 이웃한 중국의 대륙충돌대의 존재가 알려지고, 이와 관련하여 충돌대의 연장이 한반도를 지나가는지, 지나가면 어디로 지나가는지에 대한 문제가 크게 주목을 받았던 시기이다. 이와 관련한 문제는 아직도 완전히 해결되지 못하고 논란이 지속되고 있다.
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