[논문]서부 경기육괴에 분포하는 태안층의 퇴적시기와 기원지에 대한 고찰

최태진; 박승익

doi:10.9719/eeg.2019.52.5.347

서부 경기육괴에 분포하는 태안층의 퇴적시기와 기원지에 대한 고찰
A Review on the Depositional Age and Provenance of the Taean Formation in the Western Gyeonggi Massif 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.52 no.5, 2019년, pp.347 - 356

최태진 (조선대학교 에너지자원공학과) , 박승익 (경북대학교 지구시스템과학부)

초록
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경기육괴 서부에 분포하는 태안층의 독특한 쇄설성 저어콘 연대 분포가 알려진 이후 퇴적환경, 퇴적시기, 기원지, 변성사 등에 대한 다양한 연구가 이루어졌다. 이 논평에서는 그 동안 태안층에 대하여 이루어진 기존 연구들을 소개하고 퇴적시기 및 기원지에 대하여 고찰하고자 한다. 태안층은 전통적으로 선캠브리아시대의 지층으로 알려졌으나, 근래 다수의 전기-중기 고생대 저어콘들이 발견된 이후 중부 혹은 상부 고생대 퇴적층으로 해석되고 있다. 태안층은 주로 석영과 운모로 구성된 변성사암, 이질편암, 천매암으로 구성되었으며, 이들의 원암은 심해선상지의 로브 환경에서 쌓인 저탁암으로 해석되었다. 태안층이 퇴적된 시기는 쇄설성 저어콘 연령과 관입암의 연령 차이를 통해 데본기-트라이아스기 사이로 알려져 있는데, 퇴적시기가 데본기에 가깝다는 견해와 페름기에 가깝다는 견해로 나뉜다. 태안층의 기원지는 남중국지괴나 중국의 충돌대, 또는 경기육괴로 추정되고 있다. 태안층과 기타 한반도 (변성)퇴적층의 쇄설성 저어콘 연대를 다룬 기존 연구들의 자료를 비교한 결과, 태안층은 연천층군이나 옥천누층군의 피반령 단위와 주요 기원암을 공유하되 기원지가 완전히 일치하지는 않는 것으로 여겨진다. 이러한 결과를 바탕으로 태안층의 퇴적시기와 기원지에 대한 기존 가설들을 고려하면, 태안층을 페름기-전기 트라이아스기 사이에 퇴적된 것으로 해석한 모델이 비교적 합리적으로 보인다. 향후 태안층의 정의를 명확히 하고 기원지 규명을 위한 층서학 및 퇴적암석학적 추가연구가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Various studies regarding the sedimentary environment, depositional age, provenance, and metamorphic history have been carried out on the Taean Formation in the western part of Gyeonggi Massif, since the unique detrital zircon age pattern was revealed. This review paper introduces the previous researches on the Taean Formation and discusses the depositional age and provenance. The Taean Formation was traditionally regarded as a Precambrian stratigraphic unit, but recently it is interpreted to be a middle or upper Paleozoic formation due to the occurrence of large amounts of Early to Middle Paleozoic detrital zircons. The Taean Formation consists of metasandstone, argillaceous schist, and phyllite which are mainly made up of quartz and mica. The protoliths are interpreted as turbidites deposited in deep sea fan environment. The Taean Formation has been interpreted to be deposited between the Devonian to Triassic ages given the age differences between detrital zircons and intrusive rocks. There are two opinions that the deposition age is close to the Devonian or the Permian period. The provenance of this formation is supposed to be South China block, Chinese collisional belt, or Gyeonggi Massif. Given the available detrital zircon ages of the Taean Formation and other Korean (meta)sedimentary rocks, the Taean Formation shares major source rocks with Yeoncheon Group and Pibanryeong Unit of the Okcheon Supergroup, but their source regions are not entirely consistent. Considering the existing hypotheses about the depositional timing and provenance, we put weight on the possibility that the Taean Formation was deposited between Permian and Early Triassic periods. However, further studies on the stratigraphy and sedimentary petrology are needed to clarify its definition and to elucidate the provenance.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Simplified geological map of the western Gyeonggi Massif (modified from Kim et al., 2014, 2017).
그림 Fig. 2. Representative photomicrographs of the Taean Formation in Anmyeondo area (Choi and Lee, in preparation). a) a psammite composed mainly of quartz with minor mica. b) a phyllite showing quartz and mica with a preferred orientation. Left: PPL, Right: XPL.
그림 Fig. 3. The kernel density estimates (KDE; Vermeesch, 2012) of detrital zircon ages of the Yeoncheon Group, Taean Formation, and Pibanryeong Unit of the Okcheon Supergroup (data compiled from Cho, 2007; Park et al., 2011; Cho et al., 2010, 2013; Kim et al., 2014, 2017; So et al., 2013; Han et al., 2017).
표 Table 1. Summary for detrital zircon age distribution of the Taean Formation, the Yeoncheon Group, and Pibanryeong Unit of the Okcheon Supergroup (data compiled from Cho, 2007; Park et al., 2011; Cho et al., 2010, 2013; Kim et al., 2014, 2017; So et al., 2013; Han et al., 2017)
그림 Fig. 4. MDS (multidimensional scaling) map of detrital zircon ages of the Yeoncheon Group, Taean Formation, and Pibanryeong Unit of the Okcheon Supergroup (used the same data with figure 3).

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 위에서 서술한 바와 같은 저어콘의 연대 분포의 차이는 적어도 태안층이나 피반령 단위에는 중국 충돌대로부터의 퇴적물 공급 이외에 추가적인 기원지로부터 퇴적물이 공급되었음을 의미하며, 추가적인 기원지로부터의 퇴적물 공급 정도도 각기 다를 것으로 보인다. 그러므로 이들을 서로 대비 되는 퇴적층으로 여길 수 있는지 의문이다. 이러한 상황에서는 태안층의 퇴적시기에 대한 문제가 대두될 수있다.
다음으로, 태안층이 경기육괴로부터 유래한 퇴적물일 가능성을 검토해 보도록 하겠다. 최근 연구들에 의해 경기육괴에 고원생대 기반암만 분포하는 것이 아니라 신원생대 및 고생대 화성암체들이 분포하고 있다는 점이 알려졌다(e.
본 논평에서는 한반도 고생대 지구조 진화의 핵심적인 정보를 가지는 태안층에 대한 그간의 연구 결과들을 소개한다. 이에 대한 검토를 통해 향후 연구가 이루어져야 할 방향에 대하여 고찰하고자 한다.
, 2017), 이에 따라 태안층이 연천층군 및 피반령 단위와 대비되는 지층이며 이들의 원암이 동시에 퇴적되었다는 견해들이 많다. 이 논평에서는 과연 이들의 피크 연대 이외에 저어콘 연령들의 구성비를 따져보고, 이들의 유사성을 통계적으로도 비교해 보고자 한다.
본 논평에서는 한반도 고생대 지구조 진화의 핵심적인 정보를 가지는 태안층에 대한 그간의 연구 결과들을 소개한다. 이에 대한 검토를 통해 향후 연구가 이루어져야 할 방향에 대하여 고찰하고자 한다.

가설 설정

a) a psammite composed mainly of quartz with minor mica. b) a phyllite showing quartz and mica with a preferred orientation. Left: PPL, Right: XPL.
이러한 차이점을 토대로 태안층, 피반령 단위, 연천 층군이 서로 대비되는 퇴적층으로, 중국 충돌대로부터 퇴적물이 유래하여 세 지역 모두 데본기에 퇴적되었다는 가설을 검토해 보도록 하겠다. 중국 충돌대의 융기로 인해 충돌대에 위치한 고생대 퇴적분지들로부터 퇴적물이 재동 또는 윤회되어 유래한다면 이미 퇴적물이 혼합되어 조성이 균질하게 되어있을 것이므로 중국으로부터 유래한 퇴적물의 쇄설성 저어콘 연대 분포는 거의 동일해야 할 것이다.

제안 방법

이러한 다양한 연대분포의 유사성을 한눈에 비교하기 위하여 Table 1과 Fig. 3에 사용한 자료를 이용하여 MDS 지도(multidimensional scaling map; Vermeesch, 2013, 2018)를 도시하여 비교하였다(Fig. 4). MDS 지도는 기존에 쇄설성 저어콘 연대 분포의 통계적 비교방법으로 쓰이던 K-S (Kolmogorov-Smirnoff) 테스트 (Guynn, 2006)의 단점을 보완하여 고안된 주성분 분석(principal component analysis)에 기반한 통계 분석방법이다(Vermeesch, 2013).

성능/효과

태안층과 유사한 것으로 여겨지는 옥천누층군의 피반령 단위 또한 태안층과 저어콘 연대의 비중이 다른데, 피반령 단위는 태안층에 비하여 중원생대 저어콘의 비중이 더 높고 고생대 저어콘의 비중이 낮다. 그러므로, 태안층, 피반령 단위, 연천 층군의 기원지는 유사하게 구성되었을 것이나, 이들이완전히 같은 유역으로부터 유래하지는 않았음을 알 수있으며, 아마도 북쪽인 연천층군의 기원지는 고생대 화성암체가 더 많이 노출되었고, 태안층과 피반령 단위의 기원지는 고원생대 기반암이 더 많이 노출되었을 것이다. 한편, 고생대 저어콘들의 연대 분포를 더 자세히 비교하면, 연천층군과 태안층은 실루리아기 저어콘이 가장 많은 데 비하여 옥천누층군은 데본기 저어콘이 가장 많이 나타난다(Table 1).
중국 충돌대의 융기로 인해 충돌대에 위치한 고생대 퇴적분지들로부터 퇴적물이 재동 또는 윤회되어 유래한다면 이미 퇴적물이 혼합되어 조성이 균질하게 되어있을 것이므로 중국으로부터 유래한 퇴적물의 쇄설성 저어콘 연대 분포는 거의 동일해야 할 것이다. 따라서 위에서 서술한 바와 같은 저어콘의 연대 분포의 차이는 적어도 태안층이나 피반령 단위에는 중국 충돌대로부터의 퇴적물 공급 이외에 추가적인 기원지로부터 퇴적물이 공급되었음을 의미하며, 추가적인 기원지로부터의 퇴적물 공급 정도도 각기 다를 것으로 보인다. 그러므로 이들을 서로 대비 되는 퇴적층으로 여길 수 있는지 의문이다.
따라서 이들은 주요 기원암을 공유하되 기원지가 완전히 일치하지는 않는 것으로 생각된다. 이를 토대로 태안층의 퇴적시기에 대한 기존 가설들을 검토한 결과, 데본기보다는 페름기-전기 트라이아스기 사이에 퇴적된 것으로 해석한 모델이 비교적 합리적으로 보인다. 태안층의 기원지에 대한 기존 가설들을 검증하기 위해서는, 태안층을 비롯한 피반령 단위와 연천층군의 퇴적암석학적인 추가 연구를 통해 이들의 유사성과 차이점에 대한 정보를 얻을 필요가 있다.
4에서 작은 원과 큰 원은 각각 개별 시료와 전체 시료 데이터를 의미하며, 각 그룹의 시료들이 분포하는 영역의 범위를 색을 넣어 표시하였다. 전체적으로 연천층군과 피반령 단위 사이에 태안층이 위치하는 모습을 보이며, 태안층과 피반령 단위의 시료 일부가 연천층군 시료들의 영역 안에 위치하나 대부분은 연천층군의 영역 내에 포함되지 않는다.

후속연구

, 2011) 연천층군과 태안층은 동시에 퇴적되었다고 볼 수 없다. 그러므로 이 가설은 태안층, 연천층군, 피반령 단위 사이의 연관성에 대하여 더 상세한 검토를 거쳐야 하며, 각 변성퇴적암들의 퇴적암석학적인 특징에 대한 비교가 필요하다.
, 2016)이 나타나기 때문에 이들이 태안층에 포함되는지 여부에 따라 태안층의 퇴적시기까지도 재논의될 수 있다. 따라서 향후 추가연구를 통해 태안층의 정확한 정의와 분포를 결정하여야 한다.
태안층의 기원지에 대한 기존 가설들을 검증하기 위해서는, 태안층을 비롯한 피반령 단위와 연천층군의 퇴적암석학적인 추가 연구를 통해 이들의 유사성과 차이점에 대한 정보를 얻을 필요가 있다. 또한 이러한 논의를 위하여 태안층을 층서적으로 명확히 정의하기 위한 추가연구가 이루어져야 한다.
이를 토대로 태안층의 퇴적시기에 대한 기존 가설들을 검토한 결과, 데본기보다는 페름기-전기 트라이아스기 사이에 퇴적된 것으로 해석한 모델이 비교적 합리적으로 보인다. 태안층의 기원지에 대한 기존 가설들을 검증하기 위해서는, 태안층을 비롯한 피반령 단위와 연천층군의 퇴적암석학적인 추가 연구를 통해 이들의 유사성과 차이점에 대한 정보를 얻을 필요가 있다. 또한 이러한 논의를 위하여 태안층을 층서적으로 명확히 정의하기 위한 추가연구가 이루어져야 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	태안층의 구성은?	태안층은 전통적으로 선캠브리아시대의 지층으로 알려졌으나, 근래 다수의 전기-중기 고생대 저어콘들이 발견된 이후 중부 혹은 상부 고생대 퇴적층으로 해석되고 있다. 태안층은 주로 석영과 운모로 구성된 변성사암, 이질편암, 천매암으로 구성되었으며, 이들의 원암은 심해선상지의 로브 환경에서 쌓인 저탁암으로 해석되었다. 태안층이 퇴적된 시기는 쇄설성 저어콘 연령과 관입암의 연령 차이를 통해 데본기-트라이아스기 사이로 알려져 있는데, 퇴적시기가 데본기에 가깝다는 견해와 페름기에 가깝다는 견해로 나뉜다.
	태안층이란?	이 논평에서는 그 동안 태안층에 대하여 이루어진 기존 연구들을 소개하고 퇴적시기 및 기원지에 대하여 고찰하고자 한다. 태안층은 전통적으로 선캠브리아시대의 지층으로 알려졌으나, 근래 다수의 전기-중기 고생대 저어콘들이 발견된 이후 중부 혹은 상부 고생대 퇴적층으로 해석되고 있다. 태안층은 주로 석영과 운모로 구성된 변성사암, 이질편암, 천매암으로 구성되었으며, 이들의 원암은 심해선상지의 로브 환경에서 쌓인 저탁암으로 해석되었다.

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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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