Characteristics of Nd Isotopic Compositions of the Phanerozoic Granitoids of Korea and Their Genetic Significance

한국 현생 화강암류의 Nd 동위원소 조성 특성과 성인적 의미

Nd isotopic compositions analyzed from the Phanerozoic granitoids of Korea are integrated and discussed. Variations in Nd isotopic compositions can be explained either by temporal trend or by regional differences. Among the three active periods, first two periods during the Permian-Triassic and Jurassic seem to show variations from rather high ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ values at the beginning to lower ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ values during the later stages. Such trends probably reflect melting of the subducting oceanic crust and producing magma with higher proportion of depleted mantle derived materials during the early stage of subduction process, and subsequent magmas with greater proportion of old continental crust with progress of subduction. However, the Cretaceous-Paleogene period of active magmatism displays higher ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ values during the advanced stage of the igneous activities, which is opposite to the previous active periods. The other explanation is that such differences in ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ reflect regional differences, based on the observations that such high-${\varepsilon}_{Nd}(t)$ granitoids distribute in the northeastern Gyeongbuk Province and Gyeongsang Basin. If this is the case, the regions with highr ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ values may have distinct crustal evolution histories, e.g. younger average age. The choice between the two hypothesis could be made through further studies.

한국의 현생 화강암류에서 분석된 Nd 동위원소 자료를 종합하여 고찰해보았다. Nd 동위원소의 변화는 추세적인 변화 또는 지역적인 변화로 설명될 수 있다. 세 차례로 나타나는 화성활동기 중에서 페름기-트라이아스기 그리고 쥬라기에 있었던 두 차례의 화성활동기에서는 초기에는 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 마그마가 만들어진 이후에 점차 낮은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 방향으로 변화한 것으로 볼 수 있다. 섭입작용의 시작과 더불어 초기에 생성된 마그마의 경우 섭입된 해양지각의 용융과 같은 결핍맨틀의 함량이 높은 마그마가 생성되고, 섭입작용의 진행과 더불어 마그마의 생성에 오래된 지각물질의 영향이 더욱 커져서 이러한 변화경향을 만들어낸 것이라고 해석할 수 있다. 그러나 백악기-고제3기의 화성활동기에서는 후기의 화성암체들이 오히려 더 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는, 이전의 화성활동기와는 반대되는 변화경향이 나타난다. 다른 해석으로는 페름기-트라이아스기 활동기 초기의 영덕화강암과 쥬라기 활동기 초기의 청송화강암 등 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값의 암체들이 대부분이 경상북도 북부지역에 밀집되어 있기 때문에 이러한 변화가 단순히 지역적인 차이를 반영하는 것이라는 해석도 전적으로 배제할 수는 없다. 이 외에도 백악기-고제3기 활동기에서 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 암체인 온정리 화강암 역시 영덕화강암과 인접하여 산출하며, 그 밖의 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 화성암들은 주로 경상분지내에서만 산출되는 것 역시 지역적 차이라는 가설을 지지한다고 볼 수 있다. 이 경우 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 지역은 다른 지역에 비해 상대적으로 젊은 평균지각 연령을 갖는 등 구분되는 지각진화사를 가질 것으로 판단된다. 이상에서 제기한 두 가설들 사이의 선택은 추가적인 연구를 통해 판단해야 할 것으로 생각된다.