Metamorphism of the Gyeonggi Massif in the Gapyeong-Cheongpyeong area

가평-청평 지역 경기육괴의 변성작용

Precambrian metamorphic rocks of the Gapyeong-Cheongpyeong area consist of banded gneiss, augen gneiss, leucocratic gneiss, quartz schist and quartzite, together with minor intercalations of serpentinite, amphibolite and marble. Mineral assemblages of meta-sedimentary rocks are classified into three types: sillimanite-free; sillimanite-bearing; and sillimanite+K-feldspar-bearing assemblages. Compositions of metamorphic phases depend on the type of mineral assemblages. In particular, the Ca contents of plagioclase and garnet are high in sillimanite-free assemblges. Kyanite occurs in three samples, and coexists with sillimanite in one sample. The presence of kyanite indicates that metamorphic rocks of the study area have experienced the Barrovian type metamorphism. Peak metamorphic conditions estimated from various geothermobarometers and phase equilibria are 618-674$^{\circ}C$ and 6.5${\pm}$2.0 kbar for sillimanite-free assemblages, and 701-740$^{\circ}C$ and 4.4${\pm}$0.8 kbar for sillimanite-bearing assemblages, respectively. Furthermore, a clockwise P-T-time path is deduced for the study area, based on the following observations: (1) the polymorphic transition of kyanite to sillimanite, (2) the occurrence of sillimanite and K-feldspar belonging to the upper amphibolite facies, and finally (3) the retrograde metamorphism characterized by muscovite-, chlorite-, and actinolite-bearing assemblages.

경기육괴 중앙부의 가평-청평 일대에 분포하는 선캠브리아의 변성암류는 호상편마암, 안구상편마암, 우백질편마암, 규질편암, 규암 등으로 주로 구성되며, 대리암, 각섬암, 사문암이 소량 산출한다. 변성퇴적알류치 광물조합은 규선석이 없는 것, 규선석이 있는 것, 그리고 규선석과 미사장석이 공존하는 것으로 나된다. 규선석의 존재여부에 따라 구성광물들이 성분의 차이를 보이며, 특히 사장석과 석류석의 경우 규선석과 공존할 때 상대적으로 Ca의 함량이 많다. 세개의 표품에서 남정석이 산출하며, 그 중 한 표품에서 남정석과 규선석이 공존한다. 따라서 이 지역의 변성암류는 중압상계에 해당하는 변성작용을 받았음을 알 수 있다. 석류석-흑운모 지온계, 석류석-각섬석 지온계, 그리고 석류석-Al$_2$ $SiO_{5}$-석영-사장석 (GASP) 지압계 등과 변성광물간의 상평형관계를 이용하여 추정한 최고 변성조건은 각각 규선석이 없는 경우 618-674$^{\circ}C$와 6.5$\pm$2.0 kbar이며, 규선석이 있는 경우는 701-74$0^{\circ}C$와 4.4$\pm$0.8 kbar이다. 남정석의 규선석으로의 상변화, 상부각섬석상에 속하는 광물조합의 존재, 그리고 백운모, 녹니석, 양기석 등의 산출로 특징지워지는 후퇴변성작용으로부터 연구지역의 변성암류가 시계방향의 압력-온도-시간 경로를 겪었음을 알 수 있다.