단양 지질공원 지질명소 구담봉과 사인암을 구성하고 있는 화강암에 대한 저어콘 U-Pb 연령측정과 전암 지구화학 성분 분석을 수행하였다. 이들 화강암은 단양군의 서부와 남부지역에서 산출하며, 영월층군과 태백층군의 퇴적암을 각각 관입하고 있다. 고분해능 이차이온질량분석기를 사용하여 측정한 구담봉과 사인암화강암의 저어콘 U-Pb 동위원소 성분은 각각 $90.4{\pm}0.5Ma(t{\sigma})$와 $90.0{\pm}1.5Ma(t{\sigma})$ 백악기 관입 연령을 정의한다. 두 화강암 시료의 지구화학 성분 분석 결과는 전형적인 A-타입 화강암의 특성을 나타내며, 불국사 조산운동 후기 또는 비조산대에서 형성된 것으로 해석된다. 구담봉과 사임암 화강암 시료의 저어콘 연령과 지구화학적 특성은 기존 보고된 백악기 무암사 및 월악산 화강암체의 결과와 일치한다.
옥천변성대 계명산층 변성화산암에서 분리한 저어콘의 일부 입자들 연변부에는 덧성장 누대가 잘 발달되어 있음이 발견되었다. 이러한 덧성장 누대들은 대체로 낮은 Th/U 비율을 갖는 것으로 확인되었으며, 계명산층 변성화산암이 변성작용을 받는 동안에 생성된 것으로 판단된다. 이 중에서 비교적 넓은 폭을 가진 구역들에 대하여 SHRIMP U-Pb 분석을 할 수 있었다. 분석결과 $259.7{\pm}3.3Ma$ (n=8, $2{\sigma}$)의 일치곡선 연령을 구할 수 있었으며, 이 연령은 계명산층 변성화산암의 변성시기를 나타낸다.
영남육괴 북동부 지역에서 선캠브리아 변성암 복합체와 고생대 퇴적암층을 관입한 영주화강암과 안동화강암의 저반에 대한 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정을 실시하였다. 영주화강암 저반의 대부분을 차지하는 각섬석-흑운모 토날라이트와 등립질 흑운모 화강섬록암은 각각 약 187Ma와 186Ma이다. 안동화강암 저반에서는 주 구성암체인 안동심성암체의 흑운모 화강섬록암과 극조립질 흑운모 화강암이 각각 182Ma와 186Ma를 나타낸다. 따라서 영주화강암과 안동화강암 저반의 연대는 오차범위 내에서 거의 일치한다. 한편 안동화강암 저반의 각섬석 반려암은 시료 중 가장 고기인 약 194 Ma이고, 영주화강암 저반 중 세립질 복운모 화강암으로 주로 구성된 춘양화강암은 가장 젊은 약 175 Ma이다. 이러한 연대측정 자료는 영남육괴 북동부인 영주-안동 지역에서의 쥬라기 대보 화성활동은 쥬라기 초에 고철질 마그마의 관입으로 시작되었고, 전기 쥬라기 중엽에 정점에 이르러 다량의 화강암질 마그마가 관입하였으며, 최종적으로 전기 쥬라기의 끝 무렵에 소량의 보다 분화된 화강암질 마그마가 관입하였음을 지시한다.
백악기 유천층군은 후기 백악기 화산암 및 퇴적암으로 구성되며, 경상화산호의 화산활동에 의해 형성되었다. 유천층군 전반에 대한 정밀한 야외조사의 부재는 유천층군의 형성시기와 화산호의 시·공간적 발달양상에 대한 이해의 부재로 귀결되었다. 이번 연구에서는 현풍-부곡 지역에 나타나는 하양층군 최상부인 진동층과 유천층군 최하부의 경계에 대한 지질도를 작성하고 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대를 통해 유천층군 형성시기를 규명하였다. 연구지역의 유천층군은 진동층을 정합으로 피복하고 있는 응회암 및 화산력응회암으로 구성되며, 폭발적인 화산분출에 의한 화쇄밀도류에 의해 퇴적되었다. 이들 응회암의 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대는 약 96-97 Ma를 보여주며 이는 연구지역 진동층의 퇴적이 약 96-97 Ma에 경상화산호의 폭발적인 화산활동에 의해 종료되었음을 지시한다. 이 연대 범위는 경주지역 의성소분지 남부의 유천층군 최하부 퇴적연대(88-85 Ma)와 차이를 보이는데 이는 유천층군을 형성한 화산활동 및 그 영향 범위가 화산호로부터의 거리 혹은 경상화산호로부터 퇴적물을 공급하는 고수계 발달양상의 차이에 의한 것으로 추정된다.
전라북도 무주군에 분포하는 백악기 무주분지의 퇴적시기 및 퇴적물의 기원지를 파악하기 위해 쇄설성 저어콘 U-Pb 연대측정을 수행하였다. 시료는 설천응회암(SCT), 방이리층(BYR), 길왕리층의 고방층원(GWR-G), 서창층원(GWR-S), 북창층원(GWR-B), 적상산층(JSS)으로 총 6개가 채취되었다. 연대측정 결과 무주분지의 퇴적층은 약 105.6-90.4 Ma에 걸쳐 퇴적되었고, 지질시대로는 알바절에서 투로니아절에 해당한다. 무주분지 서쪽에 분포하는 방이리층과 길왕리층 고방층원 시료에서 각각 약 94.4 Ma와 89.6 Ma의 단일 저어콘 최소연령이 확인되어, 기존에 길왕리층 역암을 기준(암층서)으로 설정된 상대연령에 대해 추가연구를 통한 재확인이 필요하다. 그리고 무주분지를 채우고 있는 대부분의 퇴적물들이 무주분지와 인접한 제한된 지역에서 공급되었을 것으로 판단된다.
자양 칼데라 주변의 화산암류는 죽장화산암층, 도일유문암, 운주산응회암, 유문암관입체 순으로 분류된다. 저어콘의 SHRIMP U-Pb 연대측정 결과에 의하면 운주산응회암은 칼데라 내부에서 66.65±0.96 Ma, 칼데라 외부에서 66.08±0.62 Ma의 분출연대를 나타내고, 환상암맥은 60.74±0.66 Ma의 관입연대를 나타낸다. 연대측정 결과에 의하면 자양 칼데라는 운주산응회암의 폭발성 분출과 환상암맥 관입 사이인 66.08~60.74 Ma 사이에 함몰되었음을 지시해준다. 자양 칼데라는 이 지역에서 회류응회암-칼데라함몰-환상암맥으로 연결되는 완벽한 화산윤회를 거치는 복잡한 화산과정을 나타낸다.
Chae, Yong-Un;Lim, Jong Deock;Kim, Cheong-Bin;Kim, Kyung Soo;Ha, Sujin;Lim, Hyoun Soo
한국지구과학회지
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제41권4호
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pp.367-380
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2020
LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating was conducted to constrain the timing of fossil formation and the depositional age of the uppermost Jinju Formation located in Natural Monument No. 534 (Tracksite of Pterosaurs, Birds, and Dinosaurs in Hotandong, Jinju), and 87 Cretaceous, 1 Precambrian, and 2 Jurassic zircons were obtained from 90 valid analytical points. Most Cretaceous zircons were found to have a youngest graphical peak age of ca. 106.5 Ma, suggesting the depositional age of the uppermost Jinju Formation. Based on this study and previous works, the average sedimentation rate of the Jinju Formation was calculated to be approximately 0.17-0.31 mm/year in the Milyang Subbasin, and the Cretaceous zircons of the uppermost Jinju Formation seem to have originated mainly from the western or northwestern parts of the Gyeonggi Massif. Unlike the Nakdong and Hasandong formations of the Sindong Group, most zircons analyzed in the uppermost Jinju Formation were Cretaceous. This suggests that volcanic activity occurred in the area closer to the Gyeongsang Basin due to the roll-back of subducting paleo-Pacific Plates during the Jinju period.
서부 경기육괴 용유도에 넓게 분포하는 조립질 흑운모 화강암에 대한 저어콘 U-Pb 연령측정을 실시하였다. 그 결과 기존에 알려진 쥬라기 연대보다 오래된 약 227~230 Ma의 트라이아스기 연령이 확인되었다. 따라서, 이 연령은 서부 경기육괴에 넓게 분포하는 화강암류의 시기와 성인에 대한 보다 정밀한 연구의 필요성을 제시한다.
백악기 경상분지 남부의 마산 각섬석-흑운모 화강암의 정치연령을 규명하기 위하여 K-Ar, Ar-Ar 및 U-Pb 연대측정을 수행하였다. 각섬석 K-Ar 연대측정으로 구한 약 108 Ma의 연령은 이전에 보고된 Rb-Sr 연령과 비슷하다. 그러나 단입자 전용융으로 구한 각섬석 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 연대측정 결과는 분산이 심하여 의미있는 연령을 구할 수 없었으며 이는 각섬석의 변질에 의한 동위원소계의 교란영향으로 평가된다. 따라서 동일 암석에서 분리한 각섬석에 대한 K-Ar 연대측정 결과 역시 신뢰하기 어렵다. 흑운모에 대한 단입자 전용융 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 연대측정 결과는 평균 $75.8{\pm}3.0Ma$의 결과가 구해졌으며, 젊은 쪽으로 분산되는 45-75 Ma 범위의 값을 제거하면 약 80 Ma의 연령이 산출된다. 한편 SHRIMP와 LA-MC-ICPMS로 저어콘에 대한 U-Pb 연대측정을 수행하여 구한 마산 각섬석-흑운모 화강암의 정치연령은 각각 $87.6{\pm}2.7Ma$와 $86.8{\pm}0.4Ma$이다. 약 80 Ma의 흑운모 $^{40}Ar/^{39}Ar$ 연령은 마산 각섬석-흑운모 화강암의 냉각연령을 반영하는 것이거나 또는 주변에서 일어난 경상분지 내의 강한 화성활동에 의한 열적 교란의 영향일 수 있다.
경기육괴 북서부에 위치하는 철원분지 철원층군은 경상분지 유천층군에 대비되어 왔지만 이의 연령은 이보다 상당히 오래되었다는 것이 밝혀졌다. 이 연구에서는 철원분지 화성암류에 대해 SHRIMP U-Pb 저어콘 연령을 측정하였다. 저어콘에서 구한 평균연령은 유문암이 $115.0{\pm}1.1Ma$, 화강반암이 $111.24{\pm}0.85Ma$와 $109.1{\pm}1.1Ma$를 보여준다. 그리고 지장봉응회암의 최소연령은 113 Ma를 보여준다. 유문암의 연령은 동막골응회암의 분출 직후에 칼데라 함몰을 지시하는 환상암맥의 관입시기를 한정하고, 지장봉응회암의 최소연령은 아마도 철원분지에서 마지막 화산작용을 의미한다. 따라서 철원분지의 화산암류는 압티안 후기에 분출되었으며 철원층군은 경상분지 신동층군에 대비된다. 그리고 철원분지에서 심성작용은 화산작용이 끝나면서 111.2~109.1 Ma 시기에 일어났다. 지장봉응회암의 저어콘들로부터 측정한 연령분포는 철원분지 주변의 백악기, 쥬라기, 트라이아스기, 신원생대, 고원생대와 시생대 근원암에서 유래된 외래 저어콘의 존재를 지시한다. 그러나 시생대 연령은, 지표에 노출되지 않지만, 아마도 지하에 시생대 암층이 존재함을 암시해준다. 이와 같은 다양한 연령분포에 의하면 지장봉응회암이 분출시킨 화구는 연대가 다른 여러 암층이 층서적으로 겹치고 관입암이 교차하는 지역에 위치한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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