High-pressure amphibolite of the Imjingang belt in the Yeoncheon-Cheongok area

연천-전곡 지역에 분포하는 임진강대의 고압 각섬암

In order to characterize the petrogenesis of the E-W trending Imjinganag belt, we studied the metamorphic rocks of the Yeoncheon Group near its type locality, Yeoncheon - Cheongok area, belonging to the southern part of this fold-thrust belt. The Samgot Formation of the Yeoncheon Group consists of calc-silicate and metapsammitic rocks together with amphibolite and amphibole gneiss. Layers of these metamorphic rocks concordantly occur in a wide area with its length greater than 15 km along their strike direction. Major mineral assemblages of the amphibolite are hornblende + plagioclase ${\pm}$ garnet ${\pm}$ diopside ${\pm}$ biotite ${\pm}$ quartz. Accessory rutile and ilmenite are characteristically replaced by titanite. Metamorphic temperatures and pressures estimated from the garnet - hornblende - plagioclase - quartz geothermo-barometers are 632-$736^{\circ}C$ and 7.9-11.1 kbar, respectively. Thus, the regional metamorphism of the study area belongs to the upper amphibolite facies. Furthermore, Sm-Nd and Rb-Sr data of garnet, plagioclase, and whole rock of an amphibolite define mineral isochrons of $231{\pm}30$ Ma and $222{\pm}24$ Ma, respectively, suggesting the Triassic metamorphism. These results are consistent with P-T conditions and metamorphic ages reported in the Shandong Peninsula, and support the hypothesis that the Chinese collision belt may extend into the Imjingang belt in the Korean Peninsula.

연천층군을 포함하며 동-서 방향으로 발달하는 임진강대의 실체를 밝히기 위해, 우리는 연천층군의 표식지인 연천-전곡 지역에 분포하는 변성암류에 대해 연구하였다. 연천층군의 삼곶층은 흔히 조화적으로 산출되는 석회질 규산염암, 변성사질암, 각섬암, 각섬석 편마암 등으로 구성된다. 이들 변성암류는 동-서 주향방향으로 15km 폭 이상에 걸쳐 광역적으로 분포한다. 각섬상의 주된 광물 조합은 각섬석${\pm}$사장석${\pm}$석류석${\pm}$투휘석${\pm}$흑운모${\pm}$석영이며, 부구성 광물로는 금홍석과 티탄철석이 티타나이트에 의해 치환됨이 특징적이다. 각섬암 내의 석류석-각섬석-사장석-석영 광물 조합으로부터 구한 변성 온도와 압력은 각각 632~$736^{\circ}C$와 7.9~11.1 kbar 이다. 따라서 감곶층은 고압의 상부 각섬암상에 해당되는 광역 변성작용을 받았다. 한편 각섬암의 석류석-사장석-전암에 대한 Sm-Nd과 Rb-Sr광물 등시선연령은 각각 $231{\pm}30$ Ma와 $222{\pm}24$ Ma로서 트라이아스가의 광역 변성작용을 지시한다. 이상의 연구결과는 산동 반도에서 보고된 변성 조건 및 시기와 일치하며, 중국의 대륙충돌대가 임진강대로 연장될 가능성을 지지한다.