통영 미륵도 주변 화산암류의 SHRIMP U-Pb 연대측정과 시간층서 SHRIMP U-Pb Dating and Chronostratigraphy of the Volcanic Rocks around the Mireukdo Island, Tongyeong, Korea원문보기
통영 미륵도 주변의 유천층군 화산암류는 하부 안산암질암류(주사산아층군), 하부 유문암질암류(운문사아층군), 상부 안산암질암류(욕지아층군)와 상부 유문암질암류(사량아층군)로 구분된다. 우리는 각 아층군의 주요 층서단위에 대해 SHRIMP U-Pb 연대측정을 실시하여 이들의 분출시기와 층서관계를 명확하게 하였다. SHRIMP U-Pb 측정에 의하면, 하부 유문암질암류의 풍화리응회암에서 $88.95{\pm}0.44Ma$(n=11)와 추도응회암에서 $82.56{\pm}0.95Ma$(n=10)의 일치곡선 연대를 얻었으며, 상부 안산암질암류의 달아안산암에서 $73.01{\pm}0.75Ma$(n=11)의 일치곡선 연대를 얻었다. 그리고 상부 유문암질암류의 남산유문암맥에서 $71.74{\pm}0.47Ma$(n=14)에 집중되는 일치곡선 연대를 보여주며, 화강섬록암맥에서 $70.7{\pm}3.5Ma$의 겉보기 연대를 보여준다. 이들 자료는 미륵도 주변에서 일어났던 각 층서단위의 분출 혹은 주입시기를 확실케 하며 주사산아층군, 운문사아층군, 욕지아층군과 사량아층군의 시간층서로 구분짓게 한다. 더불어 이 층서는 경상분지에서 백악기 후기 유천층군의 다른 화산단위와 시간층서적 대비를 할 수 있는 실마리를 제공한다.
통영 미륵도 주변의 유천층군 화산암류는 하부 안산암질암류(주사산아층군), 하부 유문암질암류(운문사아층군), 상부 안산암질암류(욕지아층군)와 상부 유문암질암류(사량아층군)로 구분된다. 우리는 각 아층군의 주요 층서단위에 대해 SHRIMP U-Pb 연대측정을 실시하여 이들의 분출시기와 층서관계를 명확하게 하였다. SHRIMP U-Pb 측정에 의하면, 하부 유문암질암류의 풍화리응회암에서 $88.95{\pm}0.44Ma$(n=11)와 추도응회암에서 $82.56{\pm}0.95Ma$(n=10)의 일치곡선 연대를 얻었으며, 상부 안산암질암류의 달아안산암에서 $73.01{\pm}0.75Ma$(n=11)의 일치곡선 연대를 얻었다. 그리고 상부 유문암질암류의 남산유문암맥에서 $71.74{\pm}0.47Ma$(n=14)에 집중되는 일치곡선 연대를 보여주며, 화강섬록암맥에서 $70.7{\pm}3.5Ma$의 겉보기 연대를 보여준다. 이들 자료는 미륵도 주변에서 일어났던 각 층서단위의 분출 혹은 주입시기를 확실케 하며 주사산아층군, 운문사아층군, 욕지아층군과 사량아층군의 시간층서로 구분짓게 한다. 더불어 이 층서는 경상분지에서 백악기 후기 유천층군의 다른 화산단위와 시간층서적 대비를 할 수 있는 실마리를 제공한다.
The volcanic rocks around Mieukdo Island, Tongyeong, are classified as lower andesitic rocks (Jusasan Subgroup) and rhyolitic rocks (Unmunsa Subgroup), and upper andesitic rocks (Yokji Subgroup) and rhyolitic rocks (Saryang Subgroup). We confirmed their eruption timings and stratigraphic relationshi...
The volcanic rocks around Mieukdo Island, Tongyeong, are classified as lower andesitic rocks (Jusasan Subgroup) and rhyolitic rocks (Unmunsa Subgroup), and upper andesitic rocks (Yokji Subgroup) and rhyolitic rocks (Saryang Subgroup). We confirmed their eruption timings and stratigraphic relationships, based on SHRIMP U-Pb zircon dating for zircons from major stratigraphic units of the subgroups. By the SHRIMP U-Pb dating, the samples yield the concordia ages of $88.95{\pm}0.44Ma$(n=11) in Punghwari Tuff and $82.56{\pm}0.95Ma$(n=10) in Chudo Tuff of the lower andesitic rocks, and $73.01{\pm}0.75Ma$(n=11) in Dara Andesite of the upper andesitic rocks. And then samples show a concordia age of $71.74{\pm}0.47Ma$(n=14) in Namsan rhyolite dyke of the upper rhyolitic rocks and an apparent age of $70.7{\pm}3.5Ma$ in granodiorite dyke, These data confirm the eruption or injection timings of the units and allow them to distinguish chronostratigraphy of Jusasan, Unmunsa, Yokji and Saryang Subgroups around the Mireukdo Island. In addition, the subgroups give a clue that can make a chronostratigraphical correlation with different volcanic units of the Late Cretaceous Yucheon Group in the Gyeongsang basin.
The volcanic rocks around Mieukdo Island, Tongyeong, are classified as lower andesitic rocks (Jusasan Subgroup) and rhyolitic rocks (Unmunsa Subgroup), and upper andesitic rocks (Yokji Subgroup) and rhyolitic rocks (Saryang Subgroup). We confirmed their eruption timings and stratigraphic relationships, based on SHRIMP U-Pb zircon dating for zircons from major stratigraphic units of the subgroups. By the SHRIMP U-Pb dating, the samples yield the concordia ages of $88.95{\pm}0.44Ma$(n=11) in Punghwari Tuff and $82.56{\pm}0.95Ma$(n=10) in Chudo Tuff of the lower andesitic rocks, and $73.01{\pm}0.75Ma$(n=11) in Dara Andesite of the upper andesitic rocks. And then samples show a concordia age of $71.74{\pm}0.47Ma$(n=14) in Namsan rhyolite dyke of the upper rhyolitic rocks and an apparent age of $70.7{\pm}3.5Ma$ in granodiorite dyke, These data confirm the eruption or injection timings of the units and allow them to distinguish chronostratigraphy of Jusasan, Unmunsa, Yokji and Saryang Subgroups around the Mireukdo Island. In addition, the subgroups give a clue that can make a chronostratigraphical correlation with different volcanic units of the Late Cretaceous Yucheon Group in the Gyeongsang basin.
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문제 정의
더욱이 유천소분지 내에서 화산층서는 중앙부의 밀양 지역과 남부의 통영 지역 간에 수십 km 멀리 떨어져 있다면 암상에 의존하여 층서를 대비하기란 거의 불가능한 일이다. 그러므로 우리는 암상과 상호관계에 의한 암석층서(lithostratigraphy)를 바탕으로 하면서 주요 화산암층에 대해 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정을 실시함으로서 정확한 분출 혹은 관입시기를 알아내고 시간층서(chronostratigraphy)를 체계화시켜 광역적으로 적용하고자 하였다.
제안 방법
통영 지역 화산암류는 여러 섬에 산재되어 있기 때문에 층서를 결정하기가 쉽지 않다. 그래서 이 혼란을 없애기 위해 주요 층서단위에 대해 SHRIMP UPb 저어콘 연대를 측정하여 층서를 체계화하였다.
미륵도 주변 지역은 화산암류가 매우 복잡한 층서와 구조로 얽혀있기 때문에, 먼저 이 지역에서 가장 중요한 구조로서 분상 구조를 먼저 풀어보고 주요 화산암의 분출 혹은 관입시기에 대해 먼저 토의하며 그 다음에 연대층서를 논의하기로 한다.
이들 자료는 미륵도 주변에서 일어났던 각 층서단위의 분출 혹은 관입시기를 확실케 하며 주사산아층군, 운문사아층군, 욕지아층군과 사량아층군의 시간층서로 구분짓게 한다. 그러므로 이 시간층서는 경상분지에서 백악기 후기 유천층군의 다른 화산단위와 시간층서적으로 대비할 수 있는 실마리를 제공한다.
U-Pb 분석은 일차 이온빔으로 산소 음이온(O2-)을 이용하였으며, 이때 이온빔의 직경은 25 μm이고 세기는 4-6 nA이었다. 저어콘 표준물질 FC-1과 SL13과 비교하여 U 함량측정과 U/Pb 연대보정을 실시하였다. 기기작동과 자료처리절차는 Williams(1998)과 Ireland and Williams(2003)의 방법을 적용하였다.
주요 층서단위에 대해 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정을 실시함으로서 이들의 분출시기와 층서관계를 확실하게 하였다. 하부 유문암질암류에서 풍화리 응회암은 90.
대상 데이터
남산유문암: HT162는 동측 환상암맥의 유문암의 시료이다(Fig. 2e). 저어콘 입자들은 비교적 작고 자형이면서 대부분 주상이고 날카로운 끝을 가지지만 몇 개가 단주상이다.
선택된 층서단위는 4개 아층군 중에 북쪽 운문사아층군의 풍화리응회암에서 2개, 추도응회암에서 1개 시료를 선정하였고, 욕지아층군의 달아안산암에서 1개 시료, 사량아층군의 남산유문암 1개 시료를 선택하였으며 심성암류 중에 화강섬록암에서 1개 시료를 선정하였다(Fig. 2).
저어콘의 연대측정은 오창본원에서 SHRIMP IIe를 이용하였다. U-Pb 분석은 일차 이온빔으로 산소 음이온(O2-)을 이용하였으며, 이때 이온빔의 직경은 25 μm이고 세기는 4-6 nA이었다.
한국기초과학지원연구원 오창본원에서 마운트는 음극선발광(CL; Cathodoluminescence) 장치를 부착한 주사전자현미경(JEOL JSM-6610LV 모델)을 이용하여 개별 저어콘 입자에 대해 음극선발광과 후방산란전자(BSE; Backscattered Electron) 영상을 촬영하였고 분석 위치를 선정하였다.
데이터처리
이 연구는 한국지질자원연구원에서 수행한 “지질도 폭 조사연구” (과제번호 16-3112)의 지원과 추가작업으로 얻어진 결과이다. 연대측정은 한국기초과학지원연구원의 선도장비 이용자 프로그램에 의한 SHRIMP U-Pb 분석으로 수행되었다. 심사과정을 통해 세세한 지적과 코멘트로 논문의 질을 높여준 경북대 장윤득교수와 익명의 심사자께 사의를 표한다.
기기작동과 자료처리절차는 Williams(1998)과 Ireland and Williams(2003)의 방법을 적용하였다. 측정된 분석자료는 SQUID version 2.5 및 Isoplot/Ex v. 3.6(Ludwig, 2008, 2009)을 이용하여 연대계산을 하였다. 각각의 분석치와 같보기연대의 오차는 1σ이고, 가중평균 206Pb/238U 연대 및 일치곡선 연대는 95% (2σ)의 신뢰도를 가진다.
이론/모형
저어콘 표준물질 FC-1과 SL13과 비교하여 U 함량측정과 U/Pb 연대보정을 실시하였다. 기기작동과 자료처리절차는 Williams(1998)과 Ireland and Williams(2003)의 방법을 적용하였다. 측정된 분석자료는 SQUID version 2.
성능/효과
즉 유문암맥은 환상단열대 중에서 외측 단열대를 따라 먼저 주입하였으며, 나중에 화강섬록암맥이 내측 환상단열대를 따라 관입했던 것이다. 두 암맥 간의 관입 시차는 마그마 주입이 칼데라 함몰시에 즉시 일어나기보다 미륵도 마그마의 상승에 따라 기존 환상단열대가 벌어질 때 쉽게 일어났던 것으로 보인다. 암맥 간의 시차는 미륵도 마그마가 상승할 때 기존 환상단열대의 벌어지는 시기가 약간 달랐기 때문에 발생한 것으로 해석된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
미륵도 주변의 지질은 어떠한가?
이 지역은 지체 구조상으로 경상분지의 남부에 위치하며, 백악기 중엽의 퇴적암류가 두껍게 퇴적되면서 백악기 후엽의 화산암류가 집중적으로 분출한 후에 심성암류가 관입하고 있는 곳이다. 미륵도와 주변 도서의 지질은 하부로부터 백악기 후엽의 화산암류인 안산암질 내지 유문암질의 화성쇄설암과 용암이 주로 분포하고 중간에 퇴적층이 얇게 수매 협재되어 있다. 그리고 이들을 관입한 여러 심성암류가 관입하고 있다.
통영시 남쪽 지역의 지질은 어떠한가?
미륵도는 통영시 남쪽에 인접한 섬으로서 주변에 크고 작은 수많은 섬들이 분포한다. 이 지역은 지체 구조상으로 경상분지의 남부에 위치하며, 백악기 중엽의 퇴적암류가 두껍게 퇴적되면서 백악기 후엽의 화산암류가 집중적으로 분출한 후에 심성암류가 관입하고 있는 곳이다. 미륵도와 주변 도서의 지질은 하부로부터 백악기 후엽의 화산암류인 안산암질 내지 유문암질의 화성쇄설암과 용암이 주로 분포하고 중간에 퇴적층이 얇게 수매 협재되어 있다.
미륵도는 어디에 위치하는가?
미륵도는 통영시 남쪽에 인접한 섬으로서 주변에 크고 작은 수많은 섬들이 분포한다. 이 지역은 지체 구조상으로 경상분지의 남부에 위치하며, 백악기 중엽의 퇴적암류가 두껍게 퇴적되면서 백악기 후엽의 화산암류가 집중적으로 분출한 후에 심성암류가 관입하고 있는 곳이다.
참고문헌 (13)
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