한반도 경기편마암 육괴내 서산층군과 시흥층군의 대표적인 변성암 시료에 대하여 CHIME 절대연령 측정을 실시하였다. 경기편마암복합체 변성암중의 모나자이트 CHIME연령은 234${\sim}$257 Ma로 페름기-트라이아스기 중기에 속하고 있다. 이 연령은 경기육괴내 흥성지역의 변성시기(231 Ma, Kim et al., 2006)와 오대산 지역의 변성시기(245${\sim}$248 Ma, Oh et al., 2006b)와도 조화적이며 남중국지괴와 북중국 지괴의 충돌에 의한 송림 변동으로 일어난 지각변동과 수반된 변성작용의 시대로 해석된다. 한반도의 경기육괴 서산층군과 시흥층군의 변성암의 변성연대는 다비-수루 충돌대의 변성 연대(220${\sim}$242 Ma, Yang et al., 2003; Liu et al., 2003, 2004) 보다 오래되며 이는 남중국과 북중국 지괴의 충돌이 중국대륙에서 보다 한반도 지역에서 선행되었을 가능성을 시사하고 있다.
순창전단대의 남쪽 연장이라 여겨지는 강진 인근에 분포하는 우수향 연성전단대의 엽리상 화강암류 2시료에 대한 CHIME 모나자이트 연대측정을 실시하여 중립질 흑운모 화강암과 조립질 흑운모 화강암의 관입시기에 해당하는 $183.6{\pm}2.2Ma$(MSWD=0.21)와 $171.7{\pm}4.0Ma$(MSWD=0.57)를 각각 얻었다. 이 연구의 엽리상 화강암에서 관찰되는 석영과 장석의 미구조적 특징은 순창전단대의 임실-남원 지역 쥬라기(약 180 Ma) 엽리상 화강암류에서 보고된 것과 대단히 흡사하며, 우수향의 연성전단작용이 $300{\sim}550^{\circ}C$의 온도조건에서 일어났음을 제한한다. 이 연구의 엽리상 화강암이 임실-남원 지역의 쥬라기 엽리상 화강암류와 유사한 냉각과정을 거쳤다고 가정하면 강진 지역의 우수향 전단작용의 시기는 172 Ma와 150 Ma사이에 일어났을 것이고, 이는 기존의 CHIME 모나자이트 연령에 근거한 추정보다 약 10 Ma 후기이다.
경기육괴 북동부 고성-간성 지역에 분포하는 선캠브리아 암석의 CHIME 연대를 측정하였다. 정편마암류의 모나자이트 및 저어콘은 $1672{\pm}69Ma$내지 $1414{\pm}36Ma$이고, 준편마암류의 모나자이트는 $1703{\pm}70Ma$내지 $1395{\pm}97Ma$로서 약 $1.7{\pm}1.4Ga$사이의 화성활동과 수반한 변성작용을 나타낸다. 이를 전 지구적인 지체구조운동에 대비하면 경기육괴에서 광범위하게 보고되는 $1.9{\sim}1.8Ga$의 열적사건은 콜롬비아 초대륙의 형성과 관련된 조산운동으로, 이 연구의 $1.7{\sim}1.4Ga$ 심성암의 관입과 변성작용은 콜롬비아 초대륙 형성 후의 대륙연변부의 성장과 관련된 결과로 해석할 수 있다. 그러나 이는 주로 연대측정 자료에 의존한 것으로서 추후 자세한 암석학 및 지화학적 연구를 통한 검정이 필요하다.
경기육괴 북서 연변부에 분포하는 감악산 알칼리 변성화강암질암(GAM)에 대한 CHIME 저어콘 연대 측정을 실시하여 $247{\pm}14Ma$(n=103, MSWD=0.92)의 광역변성작용 연대를 구하였다. 이 연대는 임진강대에서 보고된 광역변성작용의 시기와 일치하며, 또한 중국의 페름기-트라이아스기 대륙충돌관련 고압 내지 초고압 광역변성작용 시기와도 일치한다. GAM을 변형시킨 경기전단대의 연성전단작용이 226 Ma에 $500^{\circ}C$의 조건에 형성되었고(Kim et al., 2000) 이를 부정합으로 피복하는 대동층군의 퇴적시기가 트라이아스기 후기 내지 쥬라기 초기인 점을 감안하면 이 기간 동안 GMA의 냉각속도는 $18{\sim}10^{\circ}C/Ma$이다. 또한 저어콘이 상부 각 섬암상의 온도조건인 $700^{\circ}C$ 이상에서 재성장하기 시작하는 것을 고려하면 GAM의 최고 변성시기인 247 Ma부터 쥬라기 초기까지 GAM의 냉각속도는 최소 $10^{\circ}C/Ma$가 된다. 이러한 빠른 냉각속도는 중국 다비-술루 대륙충돌대에서 관찰되는 섭입지각의 융기에 따른 냉각속도와 유사하다. 따라서 적어도 경기육괴 북서부 지역은 중국 대륙충돌대와 유사한 동시기 변성조산대에 대비될 수 있음을 지시한다.
옥천변성대 암석의 생성시기는 화석의 발견과 동위원소 연대측정으로 대부분 고생대 및 신원생대인 것으로 밝혀지고 있다. 한편 동위원소 연대자료가 축적됨과 더불어 옥천변성대의 변성시기가 페름기 초기인가 혹은 페름기 말기-트라이아스기 초기인가 하는 문제가 대두되었다. 이 문제는 달리 표현하면 위의 두 시기에 해당하는 2번의 중요한 변성작용이 있었는가 혹은 후자 시기에 해당하는 한번의 변성작용인가 하는 것이다. 변성시기를 직접 지시할 수 있는 자료를 비교할 때 페름기 초기의 변성시기에 대한 자료(석류석 내 U-Pb 갈렴석 연대)는 전체적으로 오차가 클 뿐만 아니라 페름기 말기-트라이아스기 초기를 지시하는 자료(CHIME 갈렴석 연대 및 변성 저콘의 U-Pb 연대)와 어느 정도 중첩된다. 따라서 독립적인 두 종류의 자료에 의해 지지되는 후자가 보다 신빙성이 있는 것으로 생각되며, 이 시기는 임진강대와 경기육괴에서 대륙충돌과 관련되어 나타나는 중요한 변성시기와 유사하기 때문께 대륙충돌의 영향이 한반도 넓은 지역에 퍼져 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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