한반도는 크게 낭림육괴, 경기육괴, 영남육괴의 3개의 주요 선캠브리아 기반암복합체로 구성된다. 이 논문에서는 지금까지 알려진 우리나라 선캠브리아 지층의 분포와 층서계통을 살펴보고, 최근 보고된 정밀지질 연대자료를 기초로 층서계통의 문제점을 고찰하고, 연대자료 및 동위원소자료를 바탕으로 각 지괴들의 선캠브리아 지각진화사를 살펴보았다. 우리나라 선캠브리아 층서는 대체로 결정질 기반암과 상부의 지표암(supracrustal rock)으로 분류되었다. 그러나 이들 모두의 연령이 대부분 후기 고원생대(2.3~1.8 Ga)에 해당하는 것으로 밝혀져 기존 층서체계에 문제가 있음이 밝혀졌으며, 과거 기반암의 연대로 생각되었던 시생대 암층은 거의 존재하지 않는 것으로 밝혀졌다. 저어콘 상속핵 연대에 의하면 우리나라 선캠브리아 지각의 기원은 이미 고시생대(~3.6 Ga) 시기에 시작되었다. 이후 27억년을 전후하여 맨틀로부터 대부분의 지각형성 기원물질이 추출되었으며, 약 200~400Ma의 정치시기를 거쳐 약 25억년(경기육괴, 영남육괴) 혹은 23억년(낭림육괴)에 이들 기원물질의 재활성에 의해 대부분의 지각이 형성되었다. 그러나 이들 지각들은 고원생대 시기동안 대륙연변부 조산대에 위치하여 반복적인 지각분화과정을 경험하였으며, 이후 약 18억~19억 시기에 최종 지각화 과정을 거쳐 안정된 대륙탁상지로 형성되었다. 이후 낭림육괴와 경기육괴에는 중원생대에서 신원생대 시기에 일부 퇴적작용과 화성활동이 있었으나, 영남육괴는 고생대 퇴적분지 형성 이전까지 비교적 안정된 지괴로 남아 있었다.
선캠브리아 영년 및 영년층에 관한 여러 가지 구분 방법 중 지각의 두께 증가와 대륙의 성장, 판구조운동과 지각 진화, 및 초대형 운석 충돌에 따른 구분이 최근에 많이 연구되고 있다. 그중 현재 국제적으로 많이 적용되고 있는 판구조론을 기초로 하여 선캠브리아 영년의 시대와 명칭을 구분하면 다음과 같다. {{{{영년 }}{{누대 }}{{대 }}{{절대연대 }}{{은생영년 }}{{태고누대 }}{{태초대 고시생대 중시생대 신시생대 }}{{4.6-3.8Ga 3.8-3.3Ga 3.3-2.9Ga 2.9-2.5Ga }}{{원생누대 }}{{고원생대 중원생대 신원생대 }}{{2.5-1.6Ga 1.6-0.9Ga 0.9-0.57Ga }}{{현생영년 }}{{현생누대 }}{{고생대 중생대 신생대 }}{{570-230Ma 230-66.4Ma 66.4-0Ma 이러한 구분에 대한 합리성과 현재 사용되고 있는 선캠브리아 층서 구분이 문제점 및 이들에 대한 영문과 우리말 용어의 타당성을 논하고 아울러 동북아시아 선캠브리아 영년층의 층서를 대비하고자 한다.
북한의 평안분지 서부의 증산-평원지역에 분포하는 선캠브리아 기저를 이루는 화강편마암에서 분리한 저콘에 대하여 LA-ICP-MS U-Pb 연대측정을 실시하였다. 그 결과 $1,873{\pm}19(2{\sigma})$Ma의 일치곡선연령을 구하였으며 이는 고원생대의 화강암질 화성활동을 나타낸다. 한반도의 선캠브리아 기저지각 암석들로부터 SHRIMP 및 LA-ICP-MS 등의 방법에 의해 구한 최근의 정밀한 연대자료를 살펴보면 영남육괴, 경기육괴, 낭림육괴 등 한반도 전역에서 이 화강편마암과 마찬가지로 ${\sim}$1870 Ma의 연령이 가장 빈도 높게 보고되고 있다. 이 시기의 지질사건들은 지역에 따라 화강암질 화성활동뿐만 아니라 고온의 광역변성작용도 함께 나타나는 것으로 해석되고 있다. 인접한 중국의 북중국과 남중국지괴들 역시 유사한 시기의 화성 및 변성활동들이 보고되고 있으며 한반도의 선캠브리아 육괴들이 북중국과 남중국 어느 지괴와 대비되는지는 더 많은 자료와 연구가 필요하다.
연화, 장군 및 울진 Pb-Zn 광상에서 산출되는 납의 근원을 규명하기 위하여 방연석과 황철석 등의 황화광물과 주변의 석회암, 관입암 및 기반암 등에 대해 납 동위원소 분석을 실시하였다. $^{206}Pb/^{204}Pb-^{207}Pb/^{204}Pb$ 그림에서 연화광산의 방연석들은 비교적 잘 정의되는 정(+)의 기울기를 갖는 직선 배열을 보이며, 한반도 선캠브리아 기저지각과 유사한 변화를 보인다. 울진광산의 방연석, 장군석회암 및 주변의 기저암체 역시 연화광산의 변화경향을 따른다. 그러나 연화광산에 비해 $^{206}Pb/^{204}Pb$값이 낮은 장군광산의 광석광물들은 연화광산의 변화경향으로부터 $^{207}Pb/^{204}Pb$ 값이 낮은 쪽으로 벗어난다. 경상분지 내에서 산출되는 중생대 화성암 및 광상들이 한반도의 기저암체들에 비해 훨씬 낮은 $^{207}Pb/^{204}Pb$ 값을 가지는 것을 참조할 때, 장군광산의 광석광물들이 보이는 변화는 기저암체의 오래된 지각물질로부터 용출된 납과 중생대 화성암들이 갖고 있던 보다 맨틀성분이 많이 포함된 납의 혼합을 반영하는 것으로 해석된다. 선캠브리아 기저지각의 변화경향을 비교적 잘 따르는 연화광산과 울진광산의 광석들에 포함된 납은 대부분 오래된 기저암체들로부터 유래한 것으로 보이나, 기저암체의 변화구역의 하단부에 위치하는 것을 고려할 때 중성대 화성암 기원의 납이 일정비율로 포함되었을 가능성을 배제할 수 없다.
The basal metamorphic complex of the central Sobaegsan Massif consists of pelitic & psammitic paragneisses, various kinds of granitic gneisses and lesser amounts of amphibolite. The granitic gneisses could be clearly distinguished from the pelitic and psammitic paragneisses on the basis of major-element geochemistry. A number of geochemical plots reveals that granitic gneisses were derived from calc - alkaline igneous rocks.
연구지역인 장군봉-삼근리 일대 선캠브리아대의 암석들에는 고생대 이전에 적어도 세 차례의 광역 변성 작용이 있었다. 연구 지역이 고생대 변성 퇴적암류는 고생대 이후 세 차례의 변성 작용을 받았으며 그 첫 번째는 저압형의 광역 변성 작용이고 두 번째는 춘양 화강암이 관입에의해 형성된 접촉 변성 작용이며 세 번째는 장군봉 남쪽의 드러스트에 의해 중압형 변성 작용이다. 그 첫 번째의 변성 작용은 본 지역을 우세하게 지배하는 변성 분대를 형성시켰으며 변성 정도가 남쪽에서부터 북쪽으로 클로리토이드대, 십자석대, 석류석대, 십자석+흑운모대, 홍주석+흑운모대의 순서로 증가한다. 고생대 이후 두 번째의 접촉 변성 작용은 춘양 화강암 주변의 선캠브리아대의 태백산 편암 복합체와 고생대 변성 퇴적암류에 동시에 영향을 주었으며 접촉부 주위에 매우 좁게 한정되어 인지된다. 세 번째 있었던 변성 작용은 남정석을 형성시켰으며 장군봉 남쪽에 동서 방향으로 발달한 드러스트 주변 지역에 한정되어 영향을 미쳤다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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