[논문]친링 충돌대의 트라이아스기 충돌 후 화성작용에 대한 리뷰

오창환; 이병춘; 이상봉

doi:10.7854/jpsk.2014.23.4.293

친링 충돌대의 트라이아스기 충돌 후 화성작용에 대한 리뷰
Review on the Triassic Post-collisional Magmatism in the Qinling Collision Belt 원문보기

암석학회지 = The journal of the petrological society of korea, v.23 no.4, 2014년, pp.293 - 309

오창환 (전북대학교 지구환경과학과, 전북대 지구환경시스템 연구소) , 이병춘 (전북대학교 지구환경과학과, 전북대 지구환경시스템 연구소) , 이상봉 (전북대학교 지구환경과학과, 전북대 지구환경시스템 연구소)

초록
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북중국판과 남중국판이 페름기말-트라이아스기에 충돌하여 친링-다비-수루-홍성-오대산 대륙충돌대가 형성되었고 트라이아스기 충돌 후 화성암들이 충돌대의 서쪽 끝 부분인 친링 충돌대 지역에 광역적으로 형성되었다. 그리고 충돌대의 동쪽 끝 부분인 홍성-오대산 지역에도 광역적인 트라이아스기 충돌 후 화성암이 형성되었다. 하지만 다비 지역에서는 트라이아스기 충돌 후 화성암이 나타나지 않고 수루 지역에서는 매우 소규모로 형성되었다. 친링-다비-수루-홍성-오대산 충돌대를 따라 일어난 최고 변성 압력 조건을 고려하여 보면 다비-수루 충돌대에서는 초고압 에클로자이트 변성상에 해당하는 매우 깊은 지역에서 섭입판 분리가 일어난데 반해 친링 서측과 홍성-오대산 충돌대 지역에서는 에클로자이트상 내지 고압 백립암상의 변성상에 해당하는 상대적으로 낮은 지역에서 섭입판 분리가 일어난 것으로 유추될 수 있다. 그 결과 다비-수루 지역에서는 섭입판 분리에 의해 형성된 공간을 통해 유입되는 연약권 맨틀에 의한 열 효과가 매우 깊은 곳에서 일어나 그 위에 존재하는 대륙지각과 그 직하부 맨틀에 큰 영향을 주지 못해 매우 제한적인 충돌 후 화성암이 나타나거나 전혀 나타나지 않는 것으로 판단된다. 이에 비해 섭입판 분리가 상대적으로 낮은 깊이에서 일어난 홍성-오대산 지역과 친링 지역에서는 유입되는 연약권 맨틀에 의한 열 효과가 그 위에 존재하는 대륙지각과 그 직하부 암권 맨틀에 영향을 주어 광범위한 충돌 후 화성암을 형성한 것으로 생각된다. 친링지역의 트라이아스기 충돌 후 화성암은 친링 지역 서부에서는 미얀루 충돌대 북쪽에서 나타나며 동쪽으로 가면서 남친링 소대륙판 내부에 나타나다가 친링 지역 동부에서는 샹단 충돌대 북쪽에 나타난다. 이러한 트라이아스기 충돌 후 화성암의 분포는 트라이아스기 충돌대가 미얀루 충돌대 이후 남중국판과 남친링 소대륙판 경계를 따라 연장되기 보다는 충돌 후 화성암의 남쪽 경계를 따라 북서쪽으로 연장되어 샹단 충돌대로 연결될 가능성이 높음을 지시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Qinling-Dabie-Sulu-Hongseong-Odesan collision belt was formed by the collision between the North China and South China Cratons during late Permian to Triassic. During the collision, Triassic post-collision igneous rocks regionally intruded in the Qinling and the Hongseong-Odesan collision belts which represent the western and eastern ends of the collision belt, respectively. However, no and minor Triassic post-collision igneous activities occur in the Dabie and Sulu belts respectively. The peak metamorphic pressure conditions along the Qinling-Dabie-Sulu-Hongseong-Odesan belt indicate that the slab break-off occurred at the depth of ultra-high pressure (UHP) metamorphic condition in the Dabie and Sulu belts and at the depths of high pressure (HP) or high pressure granulite (HPG) metamorphic condition in the Qinling and Hongseong-Odesan belts. In the Dabie and Sulu belts the heat supply from the asthenospheric mantle through the gab formed by slab break-off could not cause an extensive melting in the lower continental crust and lithospheric mantle directly below it due to the very deep depth of slab break-off. On the other hand, in the Qinling and Hongseong-Odesan belts, shallower slab break-off caused the emplacement of regional post collision igneous rocks. The post-collision igneous rocks occur in the area to the north of the Mianlu Suture zone in the western Qinling belt and crop out continuously eastwards into the areas to the north of the Shangdan Suture zone in the eastern Qinling belt through the areas within the South Qinling block. This distribution pattern of post collision igneous rocks suggests that the Triassic collision belt in the Mianleu Suture zone may be extended into the Shangdan Suture zone after passing through the South Qinling block instead into the boundary between the South Qinling block and the South China Craton.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

, 2011; Oh, 2012). 따라서 본 연구에서는 기존 연구에서 제공된 연령자료와 전암화학 분석치를 체계적으로 검토하여 친링 충돌대에 나타나는 충돌 후 화성암을 포함한 트라이아스기의 화성암의 형성과정을 종합정리하고 이를 바탕으로 친링지역과 다비지역 사이에서 트라이아스기 대륙충돌대가 어떻게 연결될 것인가에 대한 해석을 제시하고자 한다. 또한 왜 충돌 후 화성암이 친링 충돌대에서만 나타나는지도 연구하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 기존 연구에서 제공된 연령자료와 전암화학 분석치를 체계적으로 검토하여 친링 충돌대에 나타나는 충돌 후 화성암을 포함한 트라이아스기의 화성암의 형성과정을 종합정리하고 이를 바탕으로 친링지역과 다비지역 사이에서 트라이아스기 대륙충돌대가 어떻게 연결될 것인가에 대한 해석을 제시하고자 한다. 또한 왜 충돌 후 화성암이 친링 충돌대에서만 나타나는지도 연구하고자 한다.
이에 반해 RbY+Nb 지구조 환경 식별도에 도시해보면 그룹 3은 거의 모두가 충돌 후 환경에 도시된다. 이는 충돌 후 환경에서 만들어진 화성암의 근원암이 충돌 전 섭입시기에 섭입되는 해양지각과 퇴적물에 영향을 받은 암석권 맨틀이었음을 지시하며 이에 대한 좀 더 자세한 논의를 토의에서 제시하였다.
그리고 이들을 관입하고 있는 화강섬록암은 충돌 후 환경에서 만들어진 특성을 보여주며 이들 관입 연령은 약 189 Ma이다. 이러한 자료는 친링 충돌대의 트라이아스기 화성암들이 최초 섭입대 환경에서 만들어지다가 충돌이 일어난 후 충돌 동시 혹은 충돌 후 환경에서 형성되었음을 지시한다.

대상 데이터

남중국판은 양쯔판과 커테시아판으로 구성되어있다(Fig. 2). 로디니아 초대륙 형성이전 양쯔판은 독립된 판으로 존재하였고 커테시아판은 현재 북미에 해당하는 로렌시아판의 서측 경계부에 위치하고 있었다(Li and Powell, 2001; Oh and Kusky, 2007).
이 연구는 한국연구재단 한중협력연구사업(2012 K1A2B1A03000620)과 중견연구자지원사업(2014R1A 2A2A01003052)의 지원으로 수행되었다.
지화학 자료에 의해 닝산 화강암복합체는 3종류로 분류된다. 첫 번째 그룹은 라오청 화성암체내의 석영 섬록암과 화강섬록암 그리고 얀지바 화성암체내의 화강섬록암을 포함하며 초기 화성작용 시기에 형성되었다. 이들 화성암들은 고칼륨질(high-K), 칼크알카리질(Calcalkalic)이며 Mg# 값이 높고 Sr, Cr, Ni 성분과 (La/Yb)_N과 Sr/Y 값도 높으나 Yb와 Y 값이 낮다.

성능/효과

이 해석을 근거로 살펴보면 친링-다비-수루-홍성-오대산 충돌대중 다비-수루 충돌대에서는 초고압 에클로자이트 변성상에 해당하는 매우 깊은 지역에서 섭입판 분리가 일어난데 반해 친링 동측과 홍성-오대산 충돌대 지역에서는 고압 에클로자이트상 내지 고압 백립암상의변성상에 해당하는 상대적으로 낮은 지역에서 섭입판 분리가 일어난 것으로 유추될 수 있다(Oh, 2010; Oh, 2014). 그 결과 다비-수루 지역에서는 섭입판 분리에 의해 형성된 공간을 통해 유입되는 연약권 맨틀에 의한 열 공급이 매우 깊은 곳에서 일어나 그 위에 존재하는 대륙지각과 그 직하부 암권 맨틀에 큰영향을 주지 못해 충돌 후 화성암이 매우 제한적으로 나타나거나 나타나지 않는 것으로 판단된다. 이에 반해 섭입판 분리가 상대적으로 낮은 깊이에서 일어난 홍성-오대산 지역과 친링 지역에서는 유입되는 연약권 맨틀에 의한 열 효과가 그 위에 존재하는 대륙지 각과 암권 맨틀에 영향을 주어 광범위한 충돌 후 화성암을 형성한 것으로 생각된다.
(2011)은 그 원인을 다음과 같이 설명하였다. 대륙충돌 시에 충돌 이전에 섭입된 해양판에 의해 남중국 대륙판이 섭입하였고 섭입되던 남중국판의 부력이 해양판의 끌어내리는 힘보다 커지는 깊이에 도달하였을 때 대륙판인 남중국판과 해양판의 끌어당김에 서로 분리되는 섭입판 분리(slab break-off) 가 일어났고 이때 형성된 열린 공간을 통해 연약권 맨틀이 유입하였고 유입된 연약권 맨틀이 제공한 고온의 열에 의해 암석권 맨틀과 대륙지각이 용융되고 그 결과 230 Ma의 충돌 후 화성암이 광역적으로 관입하였다. 친링 지역에서도 동일한 원인에 의해 충돌 후 화성암이 형성되었다고 생각된다.
4 kb으로 계산되었다. 두 번째 백림암으로부터 얻어진 저어콘 U-Pb 변성연령은 214 Ma 였고 원암의 연령은 477 Ma였다. 그리고 백립암을 관입하는 우백질부(leucosome)에서는 215 Ma의 변성연령을 구했다.
6 kbar였다. 두 번째 형태의 고압 백립암은 첫 번째 형태의 고압 백립암과 동일한 광물군을 보여주나 옴파사이트(omphacite)가 존재했을 가능성을 보여준다. 옴파사이트가 없었을 경우 변성 온도-압력 조건은 750-850℃, 16.
충돌 이전에 일어난 섭입시기에 섭입하였던 해양지각과 퇴적물에 영향을 받은 암석권 맨틀이 충돌 후 섭입판 분리에 의해 유입된 연약권 맨틀과 서로 섞이면서 연약권 맨틀의 열에 의해 부분용융을 받았을 것으로 예상된다. 따라서 연약권 맨틀 성분과 섞임이 상대적으로 적은 암석권 맨틀이 부분용융되어 형성된 충돌 후 화성암들은 Rb-Y+Nb 지구조 환경 식별도에서는 충돌 후 환경에 도시되나 Rb-Hf-Ta 지구조 환경 식별도에는 화산호 환경에 도시되는 것으로 판단된다.
500 Ma는 고압 및 초고압 변성작용 시기에 대비되며 452 Ma 시기는 백립암상의 후퇴변성시기와 그리고 420 Ma는 최종 각섬암상의 후퇴변성시기와 잘 대비된다. 따라서 첫 번째 화성작용은 대륙 충돌의 결과물로 해석되었고 2번째 화성암류는 충돌 후 해양지각과 대륙지각이 분리되는 섭입판 분리(slab break-off) 시기에 형성된 것으로 생각되었으며 3번째 화성암류는 지역에 미치는 힘이 압축력에서 인장력으로 전환되는 시기에 형성된 것으로 해석되었다. Wang et al.
리우링 복합체는 각섬암상을 받은 변성암으로 구성되어 있으며 이들은 석탄기 후기-페름기에 중압형의 1차 변성작용을 받았고(560-590℃, 4-6 kbar) 2차적으로는 고압 각섬암상(590℃, 9 kbar)의 변성작용을 받았다. 암석학적 그리고 지구 연대학적 증거를 통해 리우링 복합체가 데본기에서 석탄기 초기까지 존재했던 전호 분지(forearc basin) 지역이었던 것을 알 수 있으며 변성작용은 250-320 Ma에 일어났다. 도우링복합체는 신원생대 시기의 기저암으로 리우링과 우당 복합체 사이에 나타나며 560-710℃, 8-12 kbar의 중압형 변성작용을 받았고 변성작용 시기는 신원생대에 일어난 것으로 생각되고 있지만 정확치 않으며 고생대 말에 일어났을 가능성이 있다.

후속연구

그리고 남친링 소대륙판의 서부는 남중국판으로부터 분리되어 북친링 소대륙판과 고생대 중기에 충돌하였고 남친링 소대륙판의 동부는 남중국판으로부터 분리된 후 페름기 말-트라이아스기 초에 북친링 소대륙판과 충돌하였을 가능성이 높다. 하지만 이러한 예측을 확인하기 위하여는 앞으로 많은 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	남중국판은 무엇으로 구성되어 있는가?	남중국판은 양쯔판과 커테시아판으로 구성되어있다 (Fig. 2).
	에클로자이트의 발견으로 인지된 사실은?	1980년대 말 에클로자이트의 발견에 힘입어 북중국판과 남중국판이 페름기말-트라이아스기에 충돌하였고 그 결과 친링-다비-수루 대륙충돌대가 형성되었다는 사실이 인지되었다(Fig. 1a; e.
	남중국판과 북중국판이 모두 로디니아 초대륙에 합쳐지는 과정과 이로부터 분리되는 과정을 경험하였음 시사하는 근거는?	그 결과 난후아 열곡대 내에 신원생대 판내부 환경의 화성암이 나타난다. 현재 북중국판 남측 경계부로 생각되는 북친링 소대륙 판에서도 신원생대 섭입작용과 관련된 화성작용이 인지되고 있으며 북중국판 중앙부와 남부 경계를 따라로디니아 초대륙 분열과 관련되었을 것으로 예상되는 판내부 환경에서 형성된 암상들이 나타난다(Wang et al., 1998, 2005; Zhang et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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