[논문]영남육괴 지리산지구에서 하동 남부 회장암복합체와 그 주변지역의 변형단계별 구조적 특성

이덕선; 강지훈

doi:10.7854/jpsk.2013.22.2.179

[국내논문] 영남육괴 지리산지구에서 하동 남부 회장암복합체와 그 주변지역의 변형단계별 구조적 특성
Deformational Phased Structural Characteristics of the Hadong Southern Anorthosite Complex and its Surrounding Area in the Jirisan Province, Yeongnam Massif, Korea 원문보기

암석학회지 = The journal of the petrological society of korea, v.22 no.2, 2013년, pp.179 - 195

이덕선 (안동대학교 지구환경과학과) , 강지훈 (안동대학교 지구환경과학과)

초록
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영남육괴 지리산지구의 남동부에 위치하는 연구지역은 선캠브리아기 지리산 변성암복합체(이하, 변성암체)와 덕천강 이남의 하동 남부 회장암복합체(이하, 회장암체) 그리고 이들을 부정합으로 피복하는 백악기 퇴적암류 등으로 구성되어 있으며, 선캠브리아기 구성암류의 암상분포는 주로 남북 방향성을 보이고, 부분적으로 북동 방향성을 보인다. 본 논문은 하동 남부 회장암체와 주변부의 지리산 변성암체에 발달하는 변형된 암석구조에 대한 운동학적 기하학적 특성과 중첩된 변형구조들의 선후관계로부터 변형단계별 구조적 특성을 연구하였다. 연구지역의 지체구조는 적어도 세 번의 연성 변형단계를 거쳐 형성되었다. 첫 번째($D_1$) 변형은 상부가 남동쪽으로 이동하는 대규모 연성전단작용에 의해 지리산 변성암체와 하동 남부 회장암체에 북동 방향의 광역적인 지체구조와 칼집 내지 "A"형 습곡을 형성시켰다. 두 번째($D_2$) 변형은 동서 방향의 압축 지구조환경 하에서 $D_1$ 변형과 같이 광역적으로 발생하여 능동 및 수동적 습곡작용에 의해 그 이전에 형성된 북동 방향의 광역적인 $D_1$ 지체구조의 방향성을 대부분 남북 방향으로 재배열시켰으며, 압쇄암화작용을 통해 하동 남부 회장암체와 지리산 변성암체의 동쪽 경계부를 따라 적어도 2.3~1.4 km 이상의 폭을 갖는 연장성이 우수한 남북 방향의 연성전단대(하동전단대)를 형성시켰다. 세 번째($D_3$) 변형은 남북 방향의 압축 지구조환경 하에서 발생하여 그 이전 형성된 구조요소들의 방향성을 국부적으로 동북동 내지 서북서 방향으로 재배열시켰다. 이는 선캠브리아기 구성암류의 부분적인 북동 방향의 암상분포와 광역적인 남북 방향의 암상분포는 각각 $D_1$과 $D_2$ 변형과 밀접한 관련이 있으며, 덕천강 이북의 하동 북부 회장암체의 동부를 따라 발달하는 남북 방향의 하동전단대는 하동 남부 회장암체에서도 연장성 있게 발달함을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The study area, which is located in the southeastern part of the Jirisan province, Yeongnam massif, Korea, is mainly composed of the Precambrian Hadong southern anorthosite complex (HSAC), the Jirisan metamorphic rock complex (JMRC) and Cretaceous sedimentary rock which unconformably covers them. Lithofacies distribution of the Precambrian constituent rocks mainly shows NS and partly NE trends. This paper researched deformational phased structural characteristics of HSAC and JMRC based on the geometric and kinematic features and the forming sequence of multi-deformed rock structures, and suggests that the geological structures of this area was formed through at least three phases of ductile deformation. The first phase ($D_1$) of deformation happened due to the large-scale top-to-the SE shearing, and formed the sheath or "A"-type fold and the regional tectonic frame of NE trend in the HSAC and JMRC. The second phase ($D_2$) of deformation, like the $D_1$ deformation, regionally occurred under the EW-directed tectonic compression, and most of the NE-trending $D_1$ tectonic frame was reoriented into NS trend by the active and passive folding, and the persistent and extensive ductile shear zone (Hadong shear zone) with no less than 2.3~1.4 km width was formed along the eastern boundary of HSAC and JMRC through the mylonitization process. The third phase ($D_3$) of deformation occurred under the NS-directed tectonic compression, and partially reoriented the pre-$D_3$ structural elements into ENE or WNW direction. It means that the distribution of Precambrian lithofacies showing NE trend locally and NS trend widely in this area is closely associated with the $D_1$ and $D_2$ deformations, respectively, and the NS-trending Hadong shear zone in the eastern part of Hadong northern anorthosite complex, which is located in the north of Deokcheon River, also extends into the HSAC with continuity.

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AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문은 영남육괴 지리산지구에서 덕천강을 중심으로 이남에 분포하는 선캠브리아기 하동 남부 회장암체와 그 주변지역에 분포하는 지리산 변성암체의 변형된 주요 암석구조에 대한 운동학적·기하학적 특성과 중첩된 변형구조들의 선후관계로부터 변형단계별 구조적 특성과 남북 방향의 지체구조 형성과 관련된 지질구조를 규명하고자 하였다.

제안 방법

엽리가 형성된 이후 적어도 세 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었음을 알게 되었다. 따라서, 통상적으로 층리를 S₀, 이러한 세 번의 변형단계를 발생순서에 따라 D_n+1, D_n+2, D_n+3 변형 등으로 표기하고, 이들 각각의 변형 작용에 의해 형성된 엽리와 습곡들을 각각 S_n+1, S_n+2, S_n+3 엽리와 F_n+1, F_n+2, F_n+3 습곡 등으로 표기하나, 본 연구에서는 편의상 S_n 엽리를 S₀ 엽리라고 표기하고, 그 이후에 발생하는 D_n+1, D_n+2, D_n+3변형을 발생순서에 따라 D₁, D₂, D₃ 변형 등으로, 각 변형단계 동안에 형성된 엽리와 습곡들을 각각 S₁, S₂, S₃ 엽리와 F₁, F₂, F₃ 습곡 등으로 구분하여 지리산 변성암체와 하동 남부 회장암체의 변형단계별 구조요소의 특성을 기재하고자 한다.

대상 데이터

연구지역은 선캠브리아기 지리산 변성암체와 이를 관입하는 하동 회장암체 그리고 이들을 부정합으로 피복하는 백악기 퇴적암류 등으로 구성되어 있다 (Figs. 1, 2).
8a, 8b). 연구지역에서 F₂ 습곡은선캠브리아기 변성암체와 하동 남부 회장암체에서 광역적으로 산출된다. D₂ 연성전단대의 전단면은 F₂ 습곡축면의 방향과 유사한 북북동~북북서 주향을 보이고 서쪽 내지 동쪽으로 중각 내지 고각 경사하고, 전단면 상에서 인지되는 신장선구조는 북서 방향으로 중각 내지 고각 침강한다(Fig.
연구지역은 1:50,000 산청(Kim et al., 1964) 및 단성 지질도폭(Choi et al., 1964)의 일부 영역을 점하고 있으며, 주로 선캠브리아기 변성암체의 준편마암류(편암, 혼성암질 편마암, 우백질 편마암, 흑운모 편마암, 호상 편마암)와 정편마암류(잔류반상 화강편 마암, 화강편마암)와 이들을 관입하는 하동 회장암체 그리고 이들을 부정합으로 피복하는 백악기 퇴적암류 등으로 구성되어 있다(Fig. 2).

성능/효과

주요 변형구조들의 기하학적·운동학적 특성과 중첩된 연성 변형 암석구조들의 선후관계로부터 선캠브리아기 지리산 변성암체와 하동 남부 회장암체에 대한 변형단계별 구조요소를 연구한 결과, 연구지역의 지질구조는 Dn 변형작용에 의해 형성된 Sn 엽리가 형성된 이후 적어도 세 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었음을 알게 되었다.
7). 따라서 F₂ 습곡이 개방습곡으로 나타나고, F₂ 습곡의 산출빈도가 낮은 회장암체의 서쪽 변성암체의 동부 영역에서 보이는 북동 방향의 암상분포 및 광역엽리의 방향성은 S0 엽리의 상부가 남동쪽으로 이동하는 대규모 연성전단작용과 관련하여 형성된 북동-남서 방향의 광역적인 D₁ 지체구조와 밀접한 관련성이 있으며, F₂ 습곡이 밀착 내지 등사 습곡으로 나타나고, F₂ 습곡의 산출빈도가 매우 높은 회장암체와 회장암체의 서쪽 변성암체의 서부 구성암류 그리고 회장암체의 동쪽 변성암체에서 나타나는 남북 내지 북북동 방향의 암상분포 및 광역엽리의 방향성은 동서 방향의 압축 지구조환경 하에서 형성된 광역적인 D₂ 지체구조와 밀접한 관련성이 있는 것으로 고찰된다. 또한 이는 연구지역의 북동-남서 방향의 광역적인 D₁지체구조는 회장암체의 서쪽 변성암체의 동부 영역을 제외한 대부분의 영역에서 D₂ 동서 방향의 압축응력과 관련된 F₂ 능동 및 수동적 습곡작용에 의해 남북 방향으로 재배열되었으며, 비록 남북 방향의 지체구조는 D₃ 남북 방향의 압축 지구조운동에 의해 국부 적인 방향성 변화가 인지되나, 하동 남부 회장암체와 주변부의 지리산 변성암체에 발달하는 광역적인 남북 방향의 지체구조는 D₂ 동서 방향의 압축응력과 관련된 광역적인 지구조운동에 의해 형성되었음을 의미한다(Fig.
2. 하동 남부 회장암체의 서쪽 변성암체의 동부 영역에서 보이는 북동-남서 방향의 암상분포와 그 외 하동 남부 회장암체와 주변부의 지리산 변성암체에서 나타나는 남북 방향의 암상분포는 각각 D₁과 D₂ 지체구조와 밀접한 관련이 있으며, 하동 남부 회장암체와 그 주변부의 지리산 변성암체에 발달하는 광역적인 남북 방향의 지체구조는 D₁ 북동-남서 방향의 광역적 지체구조가 형성된 이후에 D₂ 동서 방향의 압축작용에 의해 남북 방향으로 재배열되어 형성되었다.
3. 하동 북부 회장암체의 동부와 호상편마암의 접촉 경계부를 따라 발달하는 남북 방향의 하동전단대 (Lee and Kang, 2012)는 하동 남부 회장암체에서도 연장성 있게 발달하고, D₂ 변형과 관련된 남북 방향의 하동전단대 폭을 고려해 볼 때 하동 회장암체에서 D₂ 변형은 북부와 남부 보다는 중부에서 보다 강력하게 발생하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하동-산청 회장암체의 관입시기에 대한 견해는?	하동-산청 회장암체의 관입시기는 Sm-Nd 동위원소 법에 의해서 원생대인 1,678±90 Ma와 1,690±220 Ma 로 알려져 왔으나(Kwon and Jeong, 1990), 이러한 연대를 회장암체의 관입시기가 아닌 변성연대로 해석하는 견해도 있다(Park et al., 2000).
	지리산 변성암체의 성인에 따른 구분은?	영남육괴 지리산지구에 분포하는 지리산 변성암체는 성인에 따라 퇴적기원의 준편마암류와 화성기원의 정편마암류로 구분되며(Lee, 1980; Lee et al., 1981; Kim et al.
	하동 남부 회장암복합체 인근의 세 번의 변형단계는?	연구지역의 지질구조는 적어도 세 번의 변형단계를 거쳐 형성되었다. D1 변형은 S0 엽리의 상부가 남동쪽으로 이동하는 대규모 연성전단작용에 의해 지리산 변성암체와 하동 남부 회장암체에 북동-남서 방향의 광역적인 지체구조와 F1 칼집 내지 “A”형 습곡을 형성시켰다. D2 변형은 동서 방향의 압축 지구조 환경 하에서 F2 능동 및 수동적 습곡작용과 D2 연성 전단변형에 의해 남북 방향의 광역적인 지체구조를형성시켰다. D3 변형은 남북 방향의 압축 지구조환경하에서 D3 변형 이전의 구조요소들을 국부적으로 (동) 북동 내지 (서)북서 방향으로 재배열시켰다.

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