Equilibrium Growth of Allanite and Zircon during Amphibolite-facies Metamorphism

각섬암상 변성작용 중 갈렴석과 저어콘의 평형 성장

The U-Pb isotopic and rare earth element compositions of zircon were measured using a SHRIMP from a tonalitic gneiss sample DE43 in Daeijak Island, central Korea. Zircon crystals, up to ${\sim}300{\mu}m$ in diameter, rarely contain thin overgrowth rims. In contrast to Paleoproterozoic cores, the $^{206}Pb/^{238}U$ ages of $256{\pm}23Ma(1{\sigma})$, and $221{\pm}7Ma(1{\sigma})$ were yielded from two spot analyses on the overgrowth rims of zircon. The rims are geochemically characterized by low Th/U ratios (<0.01) and strongly depleted light rare earth elements. The Permian-Triassic apparent ages of zircon are consistent with the $^{208}Pb/^{232}Th$ ages dated from allanite ($227{\pm}7Ma(t{\sigma})$) in the same sample within uncertainties, indicating an equilibrium growth of allanite and zircon at ~227 Ma. On the other hand, the younger $^{208}Pb/^{232}Th$ and $^{206}Pb/^{238}U$ ages ($213{\pm}4Ma(t{\sigma})$ and $186{\pm}9Ma(t{\sigma})$, respectively) of allanite may result from Pb loss due to the infiltration of alkali fluids from Late Triassic and Jurassic granitoids nearby.

한반도 중서부 서해 연안 대이작도에 산출하는 토날라이트질 편마암 시료(DE43)의 저어콘 결정에서 U-Pb 동위원소 및 희토류 원소 성분을 이차이온질량분석기를 이용하여 측정하였다. 최대 ${\sim}300{\mu}m$ 크기의 저어콘 결정들은 드물게 과성장 띠를 가진다. 고원생대 연령을 가지는 중심부와 달리 저어콘의 과성장 띠로부터 분석한 두 개의 점 분석에서 $256{\pm}23Ma(1{\sigma})$, and $221{\pm}7Ma(1{\sigma})$의 $^{206}Pb/^{238}U$ 연령을 구하였다. 이 과성장 띠들은 낮은 Th/U 비(<0.01)와 경희토류 원소가 강하게 결핍된 지화학적 특징을 보인다. 이 저어콘의 페름기-트라이아스기 겉보기 연령은 동일한 시료에서 분석한 갈렴석 $^{208}Pb/^{232}Th$ 연령($227{\pm}7Ma(t{\sigma})$)과 오차범위 내에서 일치하며, 갈렴석과 저어콘이 ~227 Ma때 평형 성장하였음을 지시한다. 한편, 동일한 시료에서 측정된 보다 더 젊은 갈렴석 $^{208}Pb/^{232}Th$ 연령과 $^{206}Pb/^{238}U$ 연령(각각 $213{\pm}4Ma(t{\sigma})$와 $186{\pm}9Ma(t{\sigma})$)은 주변에 산출하는 후기 트라이아스기 및 쥐라기 화강암의 관입에 수반된 알칼리성 유체 유입에 의한 Pb 손실에 기인한 것으로 보인다.