[논문]쇄설성 저어콘의 SHRIMP U-Pb 연령으로 한정한 평창지역 방림층군의 퇴적시기

곽무성; 송용선; 박계헌

doi:10.7854/jpsk.2017.26.1.73

쇄설성 저어콘의 SHRIMP U-Pb 연령으로 한정한 평창지역 방림층군의 퇴적시기
Deposional Age of the Bangnim Group, Pyeongchang, Korea Constrained by SHRIMP U-Pb Age of the Detrital Zircons 원문보기

암석학회지 = The journal of the petrological society of korea, v.26 no.1, 2017년, pp.73 - 82

곽무성 (부경대학교 지구환경과학과) , 송용선 (부경대학교 지구환경과학과) , 박계헌 (부경대학교 지구환경과학과)

초록
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평창지역에 분포하는 시대미상 방림층군의 퇴적시기를 한정하기 위하여 쇄설성 저어콘의 SHRIMP U-Pb 연대측정을 수행하였다. 그 결과 일치곡선상에 놓이는 최소연령 집단의 $^{206}Pb/^{238}U$ 연령은 $450.3{\pm}4.2Ma$(n=3)으로 구해졌으며, 퇴적시기는 후기 오르도비스기 이후임을 지시한다. 따라서 방림층군은 선캠브리아기 지층이 아님이 명백하며, 태백산분지의 하부고생대 조선누층군의 하부 지층인 묘봉층 보다도 젊은 층이어야 한다. 이러한 퇴적시기는 구조적으로 위에 놓인 장산규암층과 방림층군과의 관계가 단층이어야 함을 의미한다. 따라서 인접하여 분포하는 조선누층군의 하부 멤버들인 장산규암층과 묘봉층 및 풍촌석회암층이 방림층군 위로 오버트러스트한 것으로 추정된다. 방림층군의 저어콘들이 보이는 연대분포 양상은 태백산분지의 하부고생대층인 묘봉층과 삼방산층, 그리고 중부고생대층으로 판단되는 대향산규암층 및 태안층 등과는 매우 유사하다. 이에 반해 상부고생대인 평안누층군의 것들과는 뚜렷하게 차이가 난다. 이는 쇄설성 저어콘 근원지가 평안누층군 퇴적이전과 이후에 확실하게 달라졌음을 의미한다. 따라서 방림층군은 평안누층군 보다 이전에 퇴적된 것으로 추정된다.

Abstract ▼ AI-Helper

We determined SHRIMP U-Pb ages of the detrital zircons separated from the Bangnim Group of the Pyeongchang area to constrain its depositional age. As the result, the minimum age group yielded $^{206}Pb/^{238}U$ age of $450.3{\pm}4.2Ma$ (n=3), suggesting depositional age younger than Late Ordovician. Therefore, the Bangnim Group cannot be a Precambrian sedimentary formation but is younger than Myobong Formation of the Early Paleozoic Joseon Supergroup of the Taebaeksan basin. Such a depositional age implies that the Bangnim Group and structurally overlying Jangsan Quartzite should be in fault contact, suggesting that the Jangsan Quartzite, Myobong Formation and Pungchon Limestone thrusted over the Bangnim Group. The zircon U-Pb age distribution pattern of the Bangnim Group resembles those of the Early Paleozoic Myobong and Sambangsan Formations of the Taebaeksan basin and seemingly Middle Paleozoic Daehyangsan Quartzite and the Taean Formation. However, detrital zircon U-Pb age patterns of the Late Paleozoic Pyeongan Supergroup are quite distinct from them, suggesting drastic change in provenance of the detrital zircon supply. Therefore, we suggest that the Bangnim Group was deposited before the Pyeongan Supergroup.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

연구기간 동안 시료처리, 분석 및 도면작성 등에 도움을 준 부경대학교 암석지구조 연구실 서재현, 하영지 석사에게 감사를 표한다. 또한 이 논문을 상세하게 검토하여 건설적인 비평과 부족한 점들을 지적하여 주신 김진섭 교수님과 익명의 심사자에게 감사드린다.
연구는 SHRIMP를 이용한 U-Pb 저어콘 연대측정을 수행하여 방림층군 변성퇴적암층의 퇴적시기를 밝히는데 목적을 두었으며, 이를 통해 편마암 복합체와 방림층군 변성퇴적암층과의 관계와 그 시대에 대해 토의하고자 한다.

제안 방법

SHRIMP 분석 전에 후방산란전자(BSE) 영상과 음극광(CL) 영상을 얻어 결정형태와 내부구조를 분석한 후 분석점들을 선정하였다. 대표적인 음극광(CL) 영상을 Fig.
방림층군으로부터 두 개의 시료(시료번호 2012BF22와 HYJ-29)에서 저어콘을 분리하여 SHRIMP 분석을 수행하였다. 시료 2012BF-22(N37° 24′ 06.
저어콘 입자들은 통상적인 방법으로 암석을 분쇄, 세척, 체질한 후 전자기선별과 패닝 방법으로 농집시키고, 마지막으로 실체현미경 하에서 수선(handpicking) 하여 단체 분리하였다. 분리된 저어콘 입자들을 FC1 저어콘 스탠다드와 함께 에폭시로 마운트하였고, 대략 반 정도 갈아낸 후 광택연마를 하였다. 시료 2012BF-22의 경우 처음 만든 마운트에 대한 분석결과가 연대를 한정할 만큼 충분하지 못하다고 판단되어 저어콘을 다시 분리하여 마운트(2012BF-22-1)를 하나 더 제작, 분석하였다.
연구지역의 동남부에 충상단층들로 인편상을 이루고 있는 지역의 조선누층군은 영월형으로 평창형과는 다른 층서구분과 지층명들이 사용 되고있다. 상부 고생대 평안누층군의 암층이 단층대를 따라 조선누층군 사이에 좁게 분포하고 있으며, 중생대 화강암류가 선캠브리아 편마암층과 고생대층들을 곳곳에서 관입하였다.
분리된 저어콘 입자들을 FC1 저어콘 스탠다드와 함께 에폭시로 마운트하였고, 대략 반 정도 갈아낸 후 광택연마를 하였다. 시료 2012BF-22의 경우 처음 만든 마운트에 대한 분석결과가 연대를 한정할 만큼 충분하지 못하다고 판단되어 저어콘을 다시 분리하여 마운트(2012BF-22-1)를 하나 더 제작, 분석하였다.

대상 데이터

방림층군에서 채취된 2개의 시료(시료 2012BF-22 와 시료 HYJ-29)에서 분리된 67개의 쇄설성 저어콘에 대해 90점을 분석하였다(Table 1). 저어콘들은 자형에서 매우 불규칙한 경계를 보이는 것까지 다양한 형태이고, 내부구조도 규칙적인 진동누대구조를 잘 보이는 것, 내부에 상속핵을 가지는 것, 변성주변부가 뚜렷하게 발달된 것 등 다양하다(Fig.
시료 2012BF-22(N37° 24′ 06.9″ E128° 19′ 17.6″)는 방림층군의 분포가 가장 넓은 중부지역에서 채취하였는데 시료채취 위치는 Hukasawa(1943)의 송봉편암층에 속한다.

데이터처리

SHRIMP U-Pb 분석은 한국기초과학지원연구원에 있는 SHRIMPIIe를 사용해 실시하였고, 측정조건과 방법은 Williams (1998, and references therein)를 따랐다. SQUID version 2.5 및 Isoplot/Ex v. 3.6 (Ludwig, 2009, 2012)을 이용하여 분석치의 보정 및 연대 계산을 하였다. 보통 납 보정은 800 Ma를 기준으로 이보다 오래된 것들은 측정된 ²⁰⁴Pb/²⁰⁶Pb 비로 보정하였고 젊은 것들은 ²⁰⁷Pb 보정 방법을 이용하였다(Williams, 1998).

이론/모형

3에 나타내었다. SHRIMP U-Pb 분석은 한국기초과학지원연구원에 있는 SHRIMPIIe를 사용해 실시하였고, 측정조건과 방법은 Williams (1998, and references therein)를 따랐다. SQUID version 2.
(1979)의 방림층군에서 그 층 내에 협재된 석회암층을 대석회암층에 속하는 것으로 보고 이를 제외한 나머지 부분과 묘봉층을 합쳐 함석영천매암층으로 명명하여 묘봉층에 대비시켰다. 이와같이 방림층군의 정의와 그 시대에 대해 많은 이견들이 있는데 이 논문에선 Cheong et al. (1979)의 지층구분과 지층명을 따랐다.

성능/효과

이 연구에서의 각각의 분석치와 겉보기연령의 오차는 1σ로, 가중평균 및 일치곡선(concordia) 연대계산의 결과는 2σ(95%)의 신뢰도로 나타내었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	동쪽의 고생대층은 무엇들로 구성되어 있는가?	동쪽의 고생대층은 대부분 하부 고생대의 조선누층 군에 속하는 이질 내지 사질의 쇄설암(대하리층 또는 삼방산층)과 석회질 암층들(입탄리층과 정선석회암층)로 구성되어 있다. 이 지역 조선누층군들은 평창형으로 분류되고 있는데 그 층서구분과 시대는 명확하게 밝혀져 있지 않다.
	리와 평행한 렌즈상 내지 습곡된 형태의 석영맥 또는 석영군집(segregation)을 포함한 녹회색의 운모-녹니석 편암의 구성은 무엇인가?	엽리와 평행한 렌즈상 내지 습곡된 형태의 석영맥 또는 석영군집(segregation)을 포함한 녹회색의 운모-녹니석 편암이다. 주로 백운모와 석영으로 구성되어 있고 녹니석과 흑운모가 적은 양으로 수반된다. 백운모와 흑운모 녹니석들이 레피도블라스틱 (lepidiblastic) 조직의 강한 엽리를 이루고 있으며, 석영 군집들이 엽리를 따라 얇은 층을 이루며 배열되어 있다. 사장석은 드물게 산출되며, 자형의 전기석과 불투명 광물, 미량의 저어콘 등이 산점상으로 산출된다.
	평창지역은 어떠한 암층이 접하는 곳인가?	평창지역은 경기육괴의 선캠브리아 편마암 복합체와 고생대 태백산 분지의 퇴적암층이 단층으로 접하는 곳이다. Chough et al.

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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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