Paleogene dyke swarms in the eastern Geoje Island, Korea: their absolute ages and tectonic implications

The Paleogene dikes intruding into the late Cretaceous granodiorite are pervasively observed in the Irun-myeon, eastern Geoje Island. They are classified into three groups: NW-trending acidic dike swarm and WNW- (A-Group) and $NS{\sim}NNE-trending$ (B-Group) basic dike swarms. Based on their cross-cutting relationships, the earliest is the acidic dike group and fellowed by A- and B-Groups in succession. The acidic dikes seem to have intruded into tension gashes induced by the sinistral strike-slip faulting of the Yangsan fault system during the late $Cretaceous{\sim}early$ Paleogene. In terms of rock-type, orientation, age, and geochemistry, A-Group and B-Group are intimately correlated with the intermediate and basic dike swarms in the Gyeongju-Gampo area, respectively. These results significantly suggest that the corresponding dike swarms are genetically related. Based on the K-Ar and Ar-Ar age data, A- and B- Groups were intruded during $64{\sim}52\;Ma$ and $51{\sim}44\;Ma$, respectively. The result means that the direction of tensional stress in and around the SE Korean peninsula was changed abruptly from NNE-SSW to $EW{\sim}WNW-ESE$ at about 51 Ma. Considering the tectonic environments during the Paleogene, it is interpreted that A-Group was injected along the WNW-trending tensional fractures developed under an regional sinistral simple shear regime which was caused by the north-northwestward oblique subduction of the Pacific plate beneath the Eurasian plate. Meanwhile, the regional stress caused by the collision of India and Eurasia continents at about 55 Ma was likely propagated to the East Asia at about 51 Ma, and then the East Asia including the Korean peninsula was extruded eastwards as a trench-rollback and the dip of downgoing slab of the Pacific plate was abruptly steepened. As a result, the strong suction-force along the plate boundary produced a tensional stress field trending EW or WNW-ESE in and around the Korean peninsula, which resultantly induced B-Group to intrude passively into the study area.

거제도 동부에 분포하는 고제3기 암맥군: 절대연대와 지구조적 의미

거제도 동부 일운면 일대에는 백악기 말의 화강섬록암을 관입하고 있는 고제3기 암맥들이 발달한다. 이 암맥들은 북서 방향의 산성 암맥군과 서북서(A그룹)와 남북 내지 북북동 방향(B그룹)의 염기성 암맥군들로 구분된다. 야외 횡절관계를 근거하면 산성 암맥군이 가장 먼저 관입하였으며 다음으로 A그룹과 B그룹이 관입하였다. 산성 암맥군은 백악기 말${\sim}$신생대 초 양산단층계의 좌수향 주향이동 단층운동에 수반되어 만들어진 인장 틈을 따라 관입한 것으로 판단된다. A그룹과 B그룹 염기성 암맥군들은 야외 암상과 관입 방향성에서 경주-감포 지역의 암맥군들 중 중성과 염기성 암맥군에 각각 대비된다. 또한 대비되는 두 지역 암맥군들은 전체 희토류 원소 함량과 콘드라이트에 표준화한 거미 성분도 및 미량원소와 희토류 원소 함량 패턴에서 유사한 양상이다. 이는 두 지역의 대비되는 암맥군들이 성인적으로 밀접히 관련되어 있음을 의미한다. K-Ar과 Ar-Ar 연대측정 결과를 종합하면, A그룹 암맥군은 $64{\sim}52\;Ma$ 사이에, B그룹 암맥군은 $51{\sim}44;Ma$에 관입한 것으로 판단된다. 이는 약 51 Ma를 전후로 한반도 남동부의 인장 응력장이 북북동-남남서에서 동서 내지 서북서-남남동으로 급격히 변화되었음을 의미한다. 고제3기 아시아 일원에서 발생한 주요 지구조 사건들을 고려하면, $64{\sim}52;Ma$에는 북상하던 태평양판의 사교 섭입으로 동아시아 대륙연변에 북북서 방향의 광역적인 좌수향 전단 응력장이 작동하였으며, A그룹 암맥군은 이와 수반된 인장 단열들을 따라 관입한 것으로 해석된다. 한편, 약 55 Ma의 인도와 유라시아 대륙의 충돌에 의한 응력은 약 51 Ma 경에는 한반도 일원까지 전파된 것으로 보인다. 이로 인해 한반도를 포함한 동아시아 대륙이 태평양판 쪽으로 밀려감으로써 섭입하던 태평양판의 각도가 급해져 동아시아 연변에 강력한 흡입력이 발생하였으며, 이 때문에 태평양판의 운동 방향이 북북서에서 서북서방향으로 회전되었을 가능성이 있다. 따라서 약 51 Ma부터 한반도 동남부에는 지판 경계의 강력한 흡입력으로 동서 내지 서북서-동남동의 인장력이 작동되어 B그룹 암맥군이 관입한 것으로 해석된다.