Metamorphism of the Buncheon and Hongjeas Granitic Gneisses

분천과 홍제사 화강암질 편마암체의 변성작용

On the basis of lithology, the Precambrian Hongjesa Granitic Gneiss can be locally zoned into granoblastic granitic gneiss, porphyroblastic granitic gneiss, migmatitic gneiss from its center to the marginal part. There are no distinct differences in mineral assemblages by lithologic zoning, but it partly shows the change of mineral assemblage in the adjacent with migmatitic gneiss, thus mineral assemblage can be subdivided into Zone I and Zone II. In terms of mineral compositions, the characteristics of Zone I are coexisting K-feldspar+muscovite+sillimanite. The characteristics of Zone II are (1) breakdown of muscovite, (2) coexisting garnetScordierite, (3) coexisting garnet+cordierite + orthoamphibole. The Buncheon Granitic Gneiss is mainly composed of augen gneiss. In the adjacent area with Honjesa Granitic Gneisses, Buncheon Granitic Gneiss has the mineral assemblage of sillimanite+biotite+K-feldspar+(kyanite). Kyanite occurs as relict grains in the Buncheon and Hongjesa Granitic Gneissess. Kyanite shows anhedral to subhedral form and coexists with sillimanite in only one of these samples. Garnet from a migmatitic gneiss (Zone 11) has relatively high $X_{Fe}$ value in core and rim. Garnet from a porphyroblastic granitic gneiss(Zone I) has relatively homogemeous core but compositionally-zoned rim. Biotites show various colour from greenish-brown, brown to reddish brown at maximum adsorption. Also, the Ti, and Mg content in biotites increases from Zone I to Zone II. The plagioclases shows the chemical composition of $Ab_{84}An_{16}$ -$Ab_{70}An_{30}$ (oligoclase) in Zone I and $Ab_{70}An_{30}$ -$Ab_{50}An_{50}$(andesine) in Zone 11. These variations indicate that the gneisses in the study area experienced a upperamphibolite facies. The presence of kyanite as relict grains indicates that the metamorphic rocks in this area exprienced a high-temperature/medium-pressure type metamorphism, followed by high-temperaturellow-pressure metamorphism. Metamorphic P-T conditions for each gneiss estimated from various geothermobarometers and phase equilibria are 698-$729^{\circ}C$/6.3-11.3 kbar in augen gneiss, 621-$667^{\circ}C$/1.0-5.4 kbar in migmatitic gneiss, and 602-$624^{\circ}C$/1.9-3.4 kbar in porphyroblastic granitic gneiss. These data suggest that the study area was subjected to a clockwise P-T path with isothermal decompression (dP/dT=about 60 bar/$^{\circ}C$).

홍제사 화강암질 편마엄체의 암상은 국부적으로 중앙부에거 주변부로 감에 따라 차례로 입상변정질 화강임질 편마암, 반상변정질 화강암질 편마암, 그리고 미그마타이트질 편마암으로 점이적인 변화를 보인다. 암상변화에 따른 광물군의 변화는 뚜렷하게 구분되지 않지만, 미그마타이트질 편마암 인접부에서는 부분적으로, 광물군이 변화를 보여, 이를 Zone I과 II로 구분하였다. Zone I의 특징은 K-장석+백운모+규선석의 공생이고, Zone II의 특징은 (1)백운모의 소멸, (2) 석류석+군청석의 공생, (3) 석류석+근청석+각섬석의 공생이다. 분천 화강암질 편마암체는 주로 안구상편마암으로 구성되어있으며, 홍제사 화강암질 편마암체과 인접부에서는 흑운모+K-장석+규선석+(남장석) 광물군집을 보인다. 두 암체에서 산출되는 남정석은 타형 내지 반자형의 결정으로잔류형태의 광물로 나타나며, 규석석과 공존하며 나타나기도 한다. 미그마이트질 편마암의 ZoneII에서 석류석은 중심부와 주변부에서 높은 F/FM(=Fe/Fe+Mg)값과 $X_{Fe}$ 함량을 보인다. 반면에, $X_{Mg}$와 $X_{Ca}$ 함량은 상대적으로 약간 감소하는 경향을 보인다. 반상변정질 화강암질 편마암의 ZoneI에서 산출되는 석류석은 중심부에서는 성분변화를 보이지 않지만, 주변부에서는 누대구조를 보인다. 흑운모 ZoneI에서 ZoneII로 이동됨에 따라 색은 녹갈색에서 갈색, 적갈색으로 변화하는 양상을 보이며, 그에따라 Ti, Mg 함량이 증가하는 경향을 보인다. ZoneI에서 장정석은 올리고크레스에 해당하는 $Ab_{84}An_{16}$내지 $Ab_{70}An_{30}$ 의 화학조성을 보이며, ZoneII의 사장석은 안데신에 해당하는 $Ab_{70}An_{30}$ 내지 $Ab_{50}An_{50}$ 의화학조성을 나타낸다. 이와같은 변화양상을 연구지역이 규선석+K-장석대 또는 상부 앰피볼라이트상에서 해당되는 규선석+K-장정석대에 해당하는 고온-저혈압형 변성작용 이전에 고온-중압형의 변성작용을 경험했을 가능성을 제기해 주고 있다. 석류석- 흑운모, 근청석-석류석, 사장석-K-장석 지온계, GASP 지압계 및 ZoneI과 II의 광물군으로 측정된 연구지역의 암석에 대한 변성 작용의 온도.압력 조건은 분천 화강암질 편마암의 경우, 698~$729^{\circ}C$/6.3~11.3kbar (Zone I의 중압대)이고, 미그마타이트질 편마암의 경우, 621~$667^{\circ}C$/1.0~5.4kbar (Zone II)이며, 반상변정질 화강암질 편마암이 경우는 602~$624^{\circ}C$/1.9~3.4kbar (Zone I의 저압대) 이다. 이상의 증거로부터 추정된 연구 지역의 전체적인 온도.압력 경로는 "등온성 압력감소 (isothermal-decompression: ITD"를 보이며 시계방향(clockwise path)으로 이동된 것으로 생각된다. 압력감소 비율(dP/dT)은 약 60bar/$^{\circ}C$를 보인다.TEX>를 보인다.