초록 ▼

본 연구는 고지자기 및 지구조 연구라는 제하에 6개의 전문 세부과제로 나누어 연구대상지역을 선정하고 야외 정밀 지질 및 지질구조 조사, 고지자기 측정, 광물 및 암석 지구 화학적 연구, 방사성 및 안정 동위원소 분석, 퇴적 및 고생물학적 연구 등을 통하여 우리나라에서의 고지자기, 화성활동, 광화작용, 층서 및 지질시대, 그리고 금속 및 비금속 광물 자원의 성인 및 특성을 밝혔다. 세부과제별 연구 내용 및 결과를 요약하면 아래와 같다. 제1세부과제 : 남한에서의 고지자기 및 지구조연구를 위하여 이제까지 연구가 가장 미흡한 중

본 연구는 고지자기 및 지구조 연구라는 제하에 6개의 전문 세부과제로 나누어 연구대상지역을 선정하고 야외 정밀 지질 및 지질구조 조사, 고지자기 측정, 광물 및 암석 지구 화학적 연구, 방사성 및 안정 동위원소 분석, 퇴적 및 고생물학적 연구 등을 통하여 우리나라에서의 고지자기, 화성활동, 광화작용, 층서 및 지질시대, 그리고 금속 및 비금속 광물 자원의 성인 및 특성을 밝혔다. 세부과제별 연구 내용 및 결과를 요약하면 아래와 같다. 제1세부과제 : 남한에서의 고지자기 및 지구조연구를 위하여 이제까지 연구가 가장 미흡한 중생대지층 중 경기도 김포지역 일대와 충남탄전지역에 분포하는 대동누층군을 대상으로 지질조사와 고지자기 연구를 실시하고 암석 생성 당시의 잔류자기의 방향과 고지자기극의 위치를 구하고, 자기층서 및 지구조 온도을 고찰하였다. 김포지역에 분포하는 김포층군에서 소자 실험을 통해 4개 지점의 24개 표품시료에서 비교적 안정된 잔류자기가 측정되었으며, 평균 자화방향은 편각과 복각이 각각 68°E와 46.0°N이고, 고지자기극의 위치는 위도가 33.1°N, 경도가 205.8°E이며, 고위도는 27.4°N이다. 충남탄전지역에 분포하는 대동누층군에서 소자실험을 통해 29개지점의 136개 표품시료에서 안정된 잔류자기가 측정되었으며, 백운사 단층 북서측지괴에서 평균 자화방향은 편각과 복각이 각각 23.2°E와 54.9°N이고, 고지자기극의 위치는 위도 71.1°N, 경도 212.9°E이다. 백운사 단층 동남측 지괴에서 평균 자화방향은 편각과 복각의 정자화성분은 각각 -22.1°E 와 11.2°N이고, 역자화성분은 각각 158.5°E와 -12.6°N이며, 고지자기극의 위치는 위도 53.3°N, 경도 345.7 °E이고, 고위도는 5.6°N이다. 이상에서와 같이 지역별로 값의 차이가 나는 것은 한반도에서 후대동계·선경상계 사이에 일어난 대보조산운동시의 지역적 차이와 단층운동에 의한 것으로 해석된다. 또한. 대동층군의 자기층서는 후기 Triassic과 전기 Jurassic에 해당되고, Nuanetsi reversal zone을 포함하는 Graham interval의 하부에 대비된다. 제2세부과제 : 경상분지 북동부에 위치한 의성 및 화산지역에 분포하는 금속광상에 대한 광화작용의 특성 비교, 백악기 지층에 대한 고지자기 연구를 통한 지층의 퇴적시기, 지질구조 해석 및 화산활동에 관한 연구를 수행하였다. 연구지역에 분포하는 금속광상은 동-연-아연-은 및 금-은 광상으로 구분된다. 이들 두 광상의 광화유체는 서로 상이한 물리·화학적 특성(온도, 염농도, 압력, 우황 및 산소 분압)을 가지며, 금-은 광상이 동-연-아연-은 광상보다 천부에서 형성되었음을 지시해준다. 연구지역에 분포하는 하양층군은 정자화를, 유천층군은 정자화 및 역자화를 기록하고 있으며, 하양층군은 Aptian 초 이후의 Cretaceous Long Normal Superchron (CLNS) 기간 중에, 유천층군은 CLNS와 Polarity Chron 33R의 경계 전후나 그 이후의 정자극기와 역자극기에 걸쳐 퇴적되었다. 잔류자화 자료는 연구지역에는 적어도 5회 이상의 화산활동이 있었고, 연구지역에 발달한 대규모의 두 단층은 주향이동 단층으로, 이들 단층을 경계로 연구지역의 북동부 및 남서부는 시계방향으로, 중간지역은 반시계방향의 변이가 일어났음을 제시한다. 제3세부과제 : 남한의 중생대 화성암류의 암석지구화학 및 산소안정동 위원소 분석 연구를 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 남한의 화강암류의 전암의 산호동위원소비는 +2.38∼+11.0%이며 대보화강암은 δ??O = +4.97∼+11.10%, 불국사화강암은 δ??O = +2.38∼+9.83%로서 대보화강암에 ??O이 더 부화되어 있다. 중생대 화강암류의 석영-흑운모 광물쌍에서 계산된 동위원소 평형온도는 502∼663℃로, 화강암류의 subsolidus 온도와 일치하고 있으며 대보화강암은 티탄철석계, 불국사화강암은 자철석량원소 변화경향이 불국사화강암류와 대단히 유사하며 불국사화강암류와 안산암류는 동원마그마 기원으로 추정된다. 이들 마그마의 형성과정은 대보화강암류는 120 Ma에 태평양판이 유라시아팥 밑으로 섭입시 베니오프대에서 사문암의 탈수화반응과 수반되어 상부맨틀에서 형성된 화강암질 마그마가 상승 분화되었거나 하부지각물질의 부분용융 산물로 해석된다. 그리고, 경상퇴적분지의 백악기 화산활동과 심성 암관입작용은 경상퇴적분지 하부에 섭입된 Kula-Pacific Ridge에 기인하여 형성된 안산암질 마그마의 관입 분출과 이들 마그마의 분화산물로 해석된다. 제4세부과제 : 옥매산 구시 및 해남광상은 해남층군에 해당되는 산성화산활동에 수반되어 형성된 산성응회암류를 모암으로 하여, 해남층군이 분포된 지역에서 산출된다. 산성응회암류와 유문암을 모암으로 한 육매산 및 성석대, 납석대, 석영대, 카올리나이트대 및 일라이느-수멕타이트대로 변하고, 해남고 구시광상도 매우 유사하나 명반석대의 발달이 미약하며, 일라이트대가 잘 발달된다. 열수는 산성용액으로 규산이 포화된 상태에서 수소이온의 활동도가 매우 높았음을 지시하고, 명반석을 형성한 옥매산 및 성산광상의열수는 황이온 농도가 상대적으로 높았을 것이다. 황산염광물과 황화광물의 황동위원소 분석결과 δ??S는 대체로 0∼+5%의 범위로서 마그마 기원임을 지시하고, 황화물과 황산염 광물은 동위원소적으로 비평형 상태하에서 생성되었음을 지시한다. 특히, 낮은 -50∼-90% 정도의 δD는 지표수와의 혼입을 증거해준다. 일반적으로 일라이트-스멕타이트대는 200℃이하, 딕카이트대는 200∼260℃에서, 납석대는 250℃이상에서, 명반석대는 250℃이하에서 형성되었다. 황철석과 명반석의 δ??S의 값이 매우 유사한 범위에 오는 것은 지표근처의 변질작용을 시사하며, 위와 같은 형성온도는 이를 뒷받침 해주는 증거가 된다. 변질산물의 K-Ar 연령은 성산광상의 명반석이 76.6±1.9Ma, 옥매산 명반석의 경우 73.9±2.8∼71.8±2.1 Ma이며, 해남광산의 일라이트는 73.9±2.8 Ma, 로서 해남층군의 화산암류는 82.8±1.2∼79.4±1.7 Ma 보다 다소 후기로본 역의 변질작용은 화강암과의 관계보다는 화산활동과 직접 관계된 화산활동 종식후 천부에 잔류된 마그마에 기인된 것으로 생각한다. 제 5세부과제 : 한반도 경상분지 서측에 분포하는 회장암질암, 반려암, 섬록암, 섬장암등 시대미상의 초염기성 내지 염기성 심성암류의 암석학적 특징과 성인을 규명하기 위해 야외지질조사, 현미경적 연구, 전암화학분석연구, 연령측정연구등을 포함한 암석학적 연구를 실시하였다. 연구결과에 의하면 회장암은 약 1,700 Ma에 관입한 선캠브리아기 암체이며 그외 과거 성인적으로 관련암체라고 생각되어 왔던 반려암, 섬록암, 섬장암은 K/Ar 관입시기가 각각 169.58±2.57, 125.1±1.46 Ma; 162.1±0.35 Ma; 182.5±1.46, 145.8±2.1 Ma 로서 중생대쥬라기 초에서 백악기초에 해당됨을 알 수 있었다. 또한 ??Sr/??Sr initial ratio가 반려암이 0.70576, 섬록암이 0.70725, 섬장암이 0.70610으로 맨틀기원인 동일마그마로부터 기인되었을 가능성이 높다. 또한, 이들 중생대 화성암체들은 경상분지내에 존재하는 불국사 화강암류와 유사한 ??Sr/??Sr initial ratio를 가지며 이들의 관입시기인 약100 Ma 보다는 더 오래된 암체임을 알 수 있었다. 제6세부과제 : 충남탄전지역의 대동층군 사암의 광물조성에 의한 분류는 quartzose wacke 내지는 arenite에 해당되고, 성주리층과 조게리층 각력사암대의 사암 일부분이 feldspathic wacke 내지는 arenite에 해당된다. 사암의 광물조성과 증광물성분에서 유추한 대동층군의 근원암은 석영질암석이 주를 이루고, 화성암류, 페그마타이트 및 변성암도 일부 영향을 주는등 복합적인 요소를 갖는다. 연구지역에서 산출되는 식물화석군의 조성은 Dictyophyllum-Clathropteris floristic province에 속하며 이는 Late Triassic-Early내지 아열대 기??에 의해 호소환경으로 추정된다. 타지역 대동층군과의 대비는 Estherites 산출층군을 기준으로 상호대비가 가능하며 Upper Triassic Noric의 지질시대를 나타낸다.

Abstract ▼

The project under the title of paleomagnetism and geotectonics was carried out by deviding it into six sucjects according to the specialized field to study on the paleomagnetism, radioactive and stable isotope analyses, mineral and rock geochemistry, sedimentological and paloentological works, The f

The project under the title of paleomagnetism and geotectonics was carried out by deviding it into six sucjects according to the specialized field to study on the paleomagnetism, radioactive and stable isotope analyses, mineral and rock geochemistry, sedimentological and paloentological works, The following results of paleomagentism, stratigraphgy and geochronology, genesis and characteristics of igneous rocks, metallic and non-metallic mineral deposits mainly during the Mesozoic era in South Korea were obtained The 1st subject : Paleomagnetic and geotectonic studies on the Daedong Supergroup distributed in the Kimpo and Choongnam coal field areas were carried out to determine the directions of declination and inclination of NRM, position of VGP, geomagnetic stratigraphy, and regional and local geotectonics. The 160 core specimen among 597 showed stable NRM after thermal and AC demagnetization tests. The NRM measurment yielded that the mean directions of declination and inclination are 68°E and 46.0°N, latitude and longitude of VGP 33.1°N 205.8°E, and paleolatitude 27.4°N, respctively in Kimpo area. In the Choongnam coal field area, mean directions of declination and inclination are 23.2°E and 54.9°N in the northwestern block of Baegunsa fault, normal and reverse directions of 347.9°E and 11.2°E and 158.5°E and -12.6°N in the southeastern block of Baegunsa fault, latitude and longitude of VGP 71.1°N and 212.9°E in the northwestern block and 53.3°N and 345.7°E in the southeastern block, and paleolatitude of the sourtheastern block 5.6°N, respctively. The differences of paleomagnetic results from area to area suggest that each area were suffered from different tectonic movement by the Daebgo orogeny occurred during post Daedong and pre Kyungasang Supergroups and faulting Paleomagnetic stratigraphy shows that Daedong Supergroup in the Choognam coal field ares in correlated with Graham interval near Nuanetsi reversal zone, and its geologic age is late Triassic to early Jurassic. The 2nd subiect : We have identified some characteristics of metallic mineral deposits within Euiseong and Hwasan district in northeastern Kyungsang basin. In addition, a paleomagnetic inverstigation was carried out on Cretaceous rocks in order to study age of the rocks, local tectonics, and volcanism in the district. The ore deposits can be divided into Cu-Pb-Zn-Ag and Au-Ag deposits. The differences of physicochemical features of ore fluids from the studied deposits suggest that Au-Ag deposits were formed at more shallow depth than Cu-Pb-Zn-Ag deposits. Hayang Group shows normal polarity, and Yucheon Group shows both normal and reverse polarity. Hayang Group was deposited sometime during Cretaceous Long Normal Superchron(CLNS), and Yucheon group was deposited at the boundary between CLNS and Polarity Chron 33R or after. The remanent data suggest that there were at least 5 times or more volcanic activities in the study area. Two major faults are strike-slip faults: the northeastern and southwestern blocks were rotated clockwise. and the middle block between the two faults was rotated counterclockwise. The 3rd subject : Oxygen isotope, REE, major and trace elements anayses of the Mesozoic igneous rocks were carried out to interpet their petrogenesis and relationship between petrogenesis and tectonics. whole rock 180 values of the Mesozoic granitic rocks range from +2.38 to +11.0 ‰ of which Deabo and Bulguksa granites have ~180 value of +4.97 to +11.10 ‰ and +2.38 to +9.83‰, respectively. The quartz-biotite isotopic equilibrium temperatures were estimated to be 502 to 633℃. Quite similar REE pattern and trace element geochemistry between andesitic and granitic rocks in the Kyungsang basin indicate that the igneous suites were evolved from cogenetic magma. We suggest that partial melting of subcrustal material or crustal contamination during ascending granitic magma before 120 M.y. Ied to Daebo plutonism chracterized by ??O and ??Sr rich granitic rocks in the subduction zone of Pacific plate beneath the continental plate of Sino-Korean craton. The Bulguksa andesitic volcanism accompanying plutonism in the Kyungsang sedimentary basin was occurred by subducted Kula-Pacific Ridge proposed by Uyeda dn Miyashiro. The 4th subicet : The Ogmae, Haenam and Gusi deposits in the Haenam volcanic field of southwestern part of Korea are known as non-metallic deposits such as pyrophyllite, alunite,and dickite deposits. Acidic tuff and rhyolitic rocks are hydrothermally altered to alunite, pyrophyllite and kaolin minerals to form these deposit. The alteration zones defined by a mineral assembage in the Ogmae and Seongsan deposits can be classified into the following zones; alunite, pyrophyllite, kaolin or dickite, quartz, and illite or illite/smectite zone, whereas alunite zone was not developed in the Gusi and Haenam deposits, Those mineral assemblages indicate that the thermal solution is strongly acidic with probably high aqueous silica and potassium activity,and formation temperature of alunite and pyrophyllite is higher than 200-C and 250-C, respectively. The δ??S values of alunite and pyrite range 2.1∼6.5‰ and -14.4∼ 2.9‰, respectively. It indicates that sulfur probably had a magmatic source. δD and δ??O values for kaolinte and alunite suggest that magmatic hydrothermal solution was diluted by circulating meteoric water. The ages of volcanic rocks range between 68.6±1.9 and 94.1± 2.0 Ma corresponding tCenomanian-Maastrichtian of upper Cretaceous. Andesitic rock gives 94.1±2.0 Ma. Rhyolite and acidic tuffs give 79.47±1.7and 82.8±1.2Ma corresponding to Campanian. The ages of alunite and sericite range 71.8±2.8 to 76.6±2.9 Ma of late Campanian to early Maastrichtian. It indicates that the alteration ages of these clay mineral deposits appeared to be related with its volcanism rather than the hydrothermal stage of granite of this area. The 5th subject : Petrological and genetical researches were performed for age unkonwn anorthositic rocks, gabbro. diorite, and syenite occurring in the Sancheoun-gun area, the vicinity of the west of the Kyungsang basin. For this, methods including field survey, microscopic observation, whole rock analysis, and age dating were employed. It reveals that the anorthositic rock is of Precambria age, about 1,700 Ma, and is independent from neighboring gabbro (169.58±2.57, 125.1±1.46Ma), diorite(162.1±0.35Ma), and syenite(182.5±1.46, 145.8±2.1Ma) of early Jurassic to early Cretaceousintrusion ages, ??Sr/??Sr initial ratio for the latter three basic rocks of 0.70576, 0.70725, 0.70610, respctively, may suggest their formation from the same magma of mantle origin. These rocks also have a similar ??Sr/??Sr initial ratio to that of slightly younger Bulguksagranitic rocks, whose intrustion age being about 100 Ma distrubuted in the Kyungsang basin. The 6th subiect : Sandstones of the Daedong group in Choongnam coal field mainly classified as quartzose wacke/arenite and some sandstones of the Jogyeri and Seongjuri Formation classified as feldspathic wacke/arenite. The analyses of meneral composition and heary mineral of sandstones from the Daedong Group suggest that the provenance of the Deadong Group comprises mainly quartzose rocks, and also includes igneous rocks, pegmatites and metamorphic rocks. The floral composition of the study area shows the Dictyophyllum-Clathropteris floral province and indicates the late Triassic-early Jurassic age with torpical and subtropical swamp/lake environment. Estherites could make correlation between formations of the Daedong Group, and estherites indicate the Upper Triassic Noric age.

목차 Contents

• 1. 서 론...43
• 2. 연구방법...44
• 3. 결 과...67
• 4. 고 찰...89
• 5. 결 론...91
• 6. 참고문헌...93
• 1. 서 론...100
• 2. 연구방법...107
• 3. 결 과...111
• 4. 고 찰...205
• 5. 결 론...217
• 6. 참고문헌...220
• 1. 서 론...232
• 2. 연구방법...236
• 3. 결 과...263
• 4. 고 찰...270
• 5. 결 론...289
• 6. 참고문헌...292