옥천변성대의 북동부에 위치하고 있는 충주 계명산지역은 옥천누층군(대향산 규암층, 향산리 돌로마이트층, 계명산층)과 이들을 관입하고 있는 중생대 충주화강암으로 주고 구성되어 있다. 계명 산층의 주요 구성암류는 역질암, 염기성질암, 산성질암, 이질암 그리고 사질암 기원의 다양한 변성도를 보이는 변성암류로 되어 있고, 염기성질암과 산성질암을 교호 내지 설상으로 산출한다. 이는 염기성질암과 산성질암이 열곡환경의 바이모달(bimodal)형 화성활동의 산물이었음을 제안한다. 또한, 열린 납작 타원형 분포를 보이는 역질암의 외곽부에는 주로 화산암형 산성질암이 분포하고 그의 중심부에는 화산암형 산성질암과 함께 심성암형 산성질암이 분포한다. 이는 역질암 형성 이전의 산성질암 화성활동은 역질암 형성과 동시기 내지 이후의 산성질암 화성활동과 그의 산상에서 차이점이 있음을 의미한다. 충주 계명산지역 옥천변성대의 지리구조는 적어도 세 번의 변형단계를 거쳐 형성되었다. 첫 번째 변형(D1 변형 )은 북북서 내지 북서 주향에 서남서 내지 남서 방향으로 경사하는 습곡축면(S1)과 서쪽으로 침강하는 습곡축을 보이는 동쪽으로 닫힌 하나의 거대한 칼집형(sheath-type)습곡(F1 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 신장선구조(L1)가 형성되엇다. 두 번째 변형(D2 변형)은 북북동 내지 북동 주향의 습곡축면(S2)과 $20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$ 방향의 습곡축(L2)을 보이는 동남동 내지 남동 버전스(vergence)의 비대칭 습곡(F2 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 원래의 L1방향은 F2 습곡의 하위 날개(역전된 날개)부에서 북서쪽으로 침강하는 L1으로 재배열되었다. 세 번째 변형(D3 변형)은 $45^{\circ}/265^{\circ}$ 방향의 습곡을 갖는 셰브론(chevron)형 습곡(F3 습곡)으로, 남북 방향의 압축작용에 의해 형성된다. 그 결과, 원래의 L2 방향($20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$방향)은 주로 $35~45^{\circ}/260~280^{\circ}$방향과 부수적으로 $30~45^{\circ}/135~165^{\circ}$ 방향의 L2로 재배열된다. D3 변형 이후, 동서 방향의 압축작용으로 형성된 남북 주향에 고각 경사의 습곡축면과 준 수평적인 습곡축을 갖는 열린(open)습곡이 관찰된다.

원동칼데라는 칼데라 내외부에 외류응회암이 보존되어 있고 함몰후 관입체, 용암과 응회암, 소생관입체와 후기관입체를 노출시킨다. 원동 마그마계의 암석단위는 함몰후에도 상호 점이적인 조성관계를 나타낸다. 이 암체를 정치순서대로 나열하면 원동 마그마계로서 석영반암맥, 반상유문암 용암, 회류응회암, 세립질 화강섬록암 암주, 각섬석 흑운모 화강암 암주와 규장암맥 등이 있고 후기 관입체로서 조면반암 플러그와 염기성암맥이 있다. 석영반암맥은 원동응회암의 유문암성분으로부터 유문대사이트 성분으로의 연속적인 조성변화를 나타낸다. 반상유문암 용암, 회류응회암, 각섬석 흑운모 화강암과 세립질 화강섬록암은 중규산 유문암에서 저규산 유문암, 유문대사이트, 그리고 안산암 성분까지의 연속직인 조성변화를 나타낸다. 이 연속적인 조성변화는 함몰후와 소생시에 마그마챔버에서 지붕에서 하부로 유문암, 유문대사이트, 안산암 성분 순으로 누대 되었음을 지시하고, 상한 성분은 함몰후 마그마 챔버에서 지붕근처의 조성대를 지시하고 하한 성분은 가장 깊은 출조 심도를 지시한다. 이 조상누대와 동위원소 초기치는 원동 마그마계의 화성암류가 마그마챔버에서 칼크알카리 마그마로부터 주로 분별결정작용에 의한 분화를 겪고 챔버지붕이나 챔버벽 근처에서 벽암과 동화작용에 의한 지각혼염이 수반되는 진화과정을 겪었음을 지시한다. 그러나 조면반암 플러그와 염기성암맥은 화학적 성질, 변화트랜드와/혹은 동위원소 초기치의 차별성에 의하면 각각 원동 마그마계의 형성 이후에 다른 마그마 배취로부터 유래 되었을 것으로 생각된다.)의 비대칭 습곡(F2 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 원래의 L1방향은 F2 습곡의 하위 날개(역전된 날개)부에서 북서쪽으로 침강하는 L1으로 재배열되었다. 세 번째 변형(D3 변형)은 $45^{\circ}/265^{\circ}$ 방향의 습곡을 갖는 셰브론(chevron)형 습곡(F3 습곡)으로, 남북 방향의 압축작용에 의해 형성된다. 그 결과, 원래의 L2 방향($20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$방향)은 주로 $35~45^{\circ}/260~280^{\circ}$방향과 부수적으로 $30~45^{\circ}/135~165^{\circ}$ 방향의 L2로 재배열된다. D3 변형 이후, 동서 방향의 압축작용으로 형성된 남북 주향에 고각 경사의 습곡축면과 준 수평적인 습곡축을 갖는 열린(open)습곡이 관찰된다.변화는 본역의 화산암이 안산암으로부터 일연의 분별결정작용 산물임을 암시하며, 또한 $Al_2O_3$와 CaO 함량의 관계도, Th/Yb 비에 대한 Ta/Yb 비의 관계도, $Ce_N/Yb_N$ 대 $Ce_N$의 관계도에 따른 판별에서도 분별결정작용의 경향을 따르고 있다. 본역의 화산암은 $K_2O$, $Na_2O$, CaO 삼각도에서 도호의 영역에, Ba/La비, La/Th비에 의한 판별도에서 조산대의 high-K suite에 속한다. Rb 대

청산지역의 화강암류는 기재적인 특징으로부터 백록 화강섬록암, 청산 반상 화강암 및 청산복운모 화강암으로 분류할 수 있다. 백록 화강섬록암의 각섬석은 외각섬석군에 속하고, 중심부의 Mg- 보통각섬석에서 주변부의 양기석질 보통각섬석으로 조성적 변화를 보인다. 청산 지역 화강암류의 흑운모는 금운모와 애나이트의 중간 조성을 나타낸다. 복운모 화강암에서 산출되는 백운모는 그 산출상태와 조성으로부터 마그마 정출의 1차적인 백운모로 판단된다. 주성분 산화물의 변화 경향에서 각각의 화강암류는 체계적인 변화를 나타낸다. 백록 화강섬록암은 청산 반상 화강암 및 복운모 화강암과는 주성분의 변화 경향에서 매우 뚜렷한 차이를 보인다. 반상 화강암과 복운모 화강암의 경우 일부 성분에서는 연속성이 관찰되지만, 몇몇 원소에서는 뚜렷한 차이를 보인다. 따라서 청산 지역의 세 화강암류는 각각 이질적 성인의 다른 조성의 마그마로부터 형성된 것으로 판단된다. 화강암류의 전암 화학조성으로부터 청산 지역 화강암류는 칼크-알칼리질임을 알 수 있다. 한편, 백록 화강섬록암과 청산 반상 화강암은 그 전암 조성이 I-타입과 메타알루미나질임에 비해, 청산 복운모 화강암은 I-/S-타입 양쪽과 과알루미나질을 나타낸다. 불투명광물의 함량과 전암 대자율값으로부터 청산지역 화강암륜느 모도 티탄철석계열에 속해 비교적 환원적인 환경에서 관입·고결되었음을 알 수 있다. 또한 세 화강암류는 활동성 대륙연변부에서 일어난 화성활동의 결과로 형성되었음이 추정된다. 청산 반상 화강암에 나타나는 알칼리장석의 거정은 그 결정의 크기, 형태, 배열 및 포유물의 분포 양상 등으로부터 마그마 기원임을 추정할 수 있다. 반상 화강암의 조직적 특징은 2단계 정출작용으로 설명된다. 즉, 알칼리장석 거정의 크기와 형태는 과냉각 정도가 적은 상태에서 결정의 느린 핵형성과 빠른 성장속도로 말미암아 형성된 반면, 석기는 과냉각 정도가 큰 상태에서 핵형성 밀도와 속도가 증가하여 형성된 것으로 판단된다.

청산, 인제-홍천, 영주 및 남원지역에 분포하는 복운모 화강암은 과알루미나질이며, 일반적으로 S-타입 및 티탄철석계열의 화강암류임을 나타내어, 지각물질로부터 유래된 마그마가 환원 환경에서 관입.고결하여 생성된 것이다. 인제-홍천과 남원 지역의 복운모 화강암은 각각 반상 흑운모 화강암과 높은 Ti/Mg 비의 흑운모 화강암으로부터 분화.파생된 잔류 마그마로부터 형성되었다. 청산과 영주지역의 복운모 화강암은 접촉하고 있는 반상 흑운모 화강암과, 화강섬록암과는 각각 성인적인 관련이 없을 것으로 판단된다. 남원과 영주지역 복운모 화강암은 비교적 물에 포화된 마그마로부터 형성되었고, 청산과 인제-홍천지역 복운모 화강암질 마그마는 물에 불포화 되었음이 나타난다. 한편, 물에 포화되었던 남원지역의 흑운모 화강암과 복운모 화강암에 있어 마그마 내의 물의 함량은 5.8wt.%이상으로 추정되고, 영주 목운모 화강암질 마그마의 경우 2.4~5.8wt.%정도의 물을 포함했을 것으로 생각할 수 있다. 인제-홍천과 영주지역의 복운모 화강암의 최소융해액 조성으로 구해지는 압력 (0.5~2kb)과 세립질 내지 극세립질의 암석 조직은 화강암질 마그마가 지각의 얕은 곳에서 관입.배태된 양상을 나타내며, 청산과 남원지역의 복운모 화강암의 경우 최소융해액 조성 압력(2~3 kb)과 세립~중립질 내지 조립질의 암석 조직으로부터 비교적 지하 심부에 관입.배태외었음을 알 수 있다. 화강암질 마그마의 고상선/백운모의 안정선의 교점으로부터 물에 포화된 마그마에서는 최소한 약 1.6kb (약 6km)이상의 압력에서 마그마기원의 1차 백운모가 정출될 수 있으며, 그 이하에서는 고상선 아래에서 교대작용으로 2차적인 백운모가 형성된다. 반면, 물에 불포화된 마그마에서 1차 백운모가 정출되기 위해서는 보다 놓은 압력이 요구된다. 백운모 형성에 대한 이 조건은 각 지역 복운모 화강암에 산출되는 백운모에 1차 백운모와 2차 백운모 양쪽이 나타남을 설명하기에 충분하다. 한편, 실험으로 구해진 백운모의 안정선의 적용에는 주의가 필요하고, 특히 순수한 합성 백운모 단성분을 이용한 실험의 경우 팔면체 배위에 Ti, Fe, Mg의 성분이 첨가됨에 따라 안정선이 높은 온도 영역으로 이동됨을 고려해야 한다.

북부 소백산육괴의 중남부에 위치하는 장군봉지역(본 연구지역)은 선캠브리아대 변성퇴적암류(원남층과 율리층)와 고생대 변성퇴적암류[조선누층군(장산규암, 두음리층, 장군석회암)과 평안층군(동수곡층과 재산층)] 그리고 중생대 화강암류(춘양화강암) 등으로 구성되어 있다. 본 논문은 장군봉지역에서 북부 소백산육괴의 지질구조를 해석하기위해 구성암류의 암석구조와 미세구조를 연구하였다. 그 결과 연구지역의 지질구조는 선캠브리아대 원남층의 편마면(S0)과 고생대 변성퇴적암류의 층리면(SO)이 형성된 이후 적어도 네 번의 변형단계(D2 연성전단변형 이전에 한 번의 습곡작용과 D2 연성전단변형 이후에 적어도 두 번의 습곡작용)를 거쳐 형성되었음을 알게 되었다. 첫 번째 변형(D1 변현)은 동-서 방향의 준 수평적인 습곡축(L1)과 동-서 주향에 북쪽으로 고각 경사하는 습곡축면(S1)을 갖는 밀착 등사습곡(tight isoclinal fold) (F1 습곡)을 형성시켰다. 두 번째 변형(D2 변형)은 전단엽리면(S2)의 상부가 동쪽으로 이동한 전단감각(top-to-the east shear sense)을 보이는 우수 주향 이동성 대규모 연성전단운동 발생기로서 이러한 D2 연성전단변형에 의해 신장선구조(L2)가 S2 전단엽리면상에 형성된다. 세 번째 변형(D3 변형)은 도-서 방향의 준 수평적인 습곡축(L3)과 동-서 주향에 북쪽으로 저각 내지 중각 경사하는 습곡축면(S3)을 갖는 열린 경사습곡(open inclined fold) (F3 습곡)을 형성시켰다. 그 결과 원래 북쪽으로 경사하는 S1 엽리면은 F3 습곡의 한쪽 날개부에서 남쪽으로 경사하게 되고, 원래의 D2 전단감각은 재 배열된 남쪽 경사 S1 엽리면상에서 상부가 서쪽으로 이동한 전단감각을 보이게 된다. 네 번째 변형(D4 변형)은 북북서 내지 북서 방향으로 침강하는 습곡축(L4)과 남서 방향으로 경사하는 습곡축면(S4)을 갖는 북동 버전스의 비대칭형 열린 경사습곡(F4 습곡)을 형성시켰다. 그 결과 동-서 방향성을 보이는 D4 변형 이전의 구조요소들은 부분적으로 남-북 방향성으로 재배열된다. 이러한 변형의 효과는 고생대 변성퇴적암류에서 주로 인지된다.

오대산편마암복합체는 미그마타이트질편마암과 반상변정질편마암이 주를 이루며, 소규모의 규암, 앰피볼라이트, 대리암 및 우백질편마암 등이 렌즈상으로 협재되어있다. 이 지역은 최소 2회의 공역변성작용을 받았다. 1차 변성작용시 변성정도는 흑운모-백운모-사장석-석영, 석류석-흑운모-백운모-K-장석-사장석-석영의 광물조합 등을 보이는 동부 및 서남부지역의 K-장석-백운모분대로부터 석류석-흑운모-K-장석-사장석-석영, 흑운모-K-장석-사장석-석영, 석류석-흑운모-K-장석-사장석-규선석-스피넬-석영의 광물조합을 보이는 북서부지역의 K-장석-석류석분대로 증가한다. 사장석 내부에 남정석이 잔류물로 나타난다. 2차 변성작용은 근청석의 생성이 특징적이다. 2차 변성작용시의 변성정도는 근청석-석류석-규선석-흑운모-백운모-석영, 근청석-석류석-스피넬-규선석-흑운모-백운모-석영의 광물조합을 보여주는 개인산을 중심으로하는 석류석-근청석 분대로부터 방사상으로 감소한다. 그 결과 근청석-규선석-흑운모-사장석-석영, 근청석-흑운모-백운모-사장석-석영, 규선석-흑운모-백운모-사장석의 광물 조합을 가지는 규선석-근청석분대가 석류석-근청석분대를 둘러싸며 나타난다. 석류석-흑운모-규선석-K-장석-사장석-스피넬의 광물조합으로부터 계산된 1차 변성작용시의 최대 변성압력-온도조건은 5.4~7.4kb, $776~789^{\circ}C$이나 상평형관계를 고려할 때 실제 변성압력-온도조건은 계산된 조건보다 높았을 가능성이 있다. 사장석내에 잔존하는 석류석-흑운모-사장석에 대한 변성압력-온도조건은 12.5kb, $650^{\circ}C$로 1차 변성작용이 매우 높은 압력경로를 거친후 최대변성 온도조건에 도달했음을 지시한다. 2차 변성작용에서 석류석-흑운모-근청석-스피넬-석영의 광물조합에서 계산된 2차 변성작용시의 압력-온도조건은 6 kb 이하, $680~750^{\circ}C$이다. 오대산편마암복합체에서는 고압의 변성작용과 급격한 지각의 상승을 거친후 중압고온의 1차 변성작용이 일어났으며 구룡층군의 퇴적이후 저압고온의 2차 변성작용이 일어났다.

북부 소백산육괴의 중남부에 위치하는 장군봉지역(본 연구지역)은 선캠브리아대 변성퇴적암류(원남층과 율리층)와 고생대 변성퇴적암류[조선누층군(장산규암, 두음리층, 장군석회암)과 평안층군(동수곡층과 재산층)] 그리고 중생대 화강암류(춘양화강암) 등으로 구성되어 있다. 본 논문은 장군봉지역에서 북부 소백산육괴의 지질구조를 해석하기위해 구성암류의 암석구조와 미세구조를 연구하였다. 그 결과 연구지역의 지질구조는 선캠브리아대 원남층의 편마면(S0)과 고생대 변성퇴적암류의 층성전단변형 이후에 적어도 네 번의 변형단계(D2 연성전단변형 이전에 한 번의 습곡작용과 D2 연성전단변형 이후에 적어도 두 번의 습곡축(L1)과 동-서 주향에 북쪽으로 고각 경사하는 습곡축면(S1)을 갖는 밀착 등사습곡(tight isoclinal fold) (F1 습곡)을 형성시켰다. 두 번째 변형(D2 변형)은 전단엽리면(S2)의 상부가 동쪽으로 이동한 전단감각(top-to-the east shear sense)을 보이는 우수 주향 이동성 대규모 연성전단운동 발생기로서 이러한 D2 연성전단변형에 의해 신장선구조(L2)가 S2 전단엽리면상에 형성된다. 세 번째 변형(D3 변형)은 도-서 방향의 준 수평적인 습곡축(L3)과 동-서 주향에 북쪽으로 저각 내지 중각 경사하는 습곡축면(S3)을 갖는 열린 경사습곡(open inclined fold) (F3 습곡)을 형성시켰다. 그 결과 원래 북쪽으로 경사하는 S1 엽리면은 F3 습곡의 한쪽 날개부에서 남쪽으로 경사하게 되고, 원래의 D2 전단감각은 재 배열된 남쪽 경사 S1 엽리면상에서 상부가 서쪽으로 이동한 전단감각을 보이게 된다. 네 번째 변형(D4 변형)은 북북서 내지 북서 방향으로 침강하는 습곡축(L4)과 남서 방향으로 경사하는 습곡축면(S4)을 갖는 북동 버전스의 비대칭형 열린 경사습곡(F4 습곡)을 형성시켰다. 그 결과 동-서 방향성을 보이는 D4 변형 이전의 구조요소들은 부분적으로 남-북 방향성으로 재배열된다. 이러한 변형의 효과는 고생대 변성퇴적암류에서 주로 인지된다.