경기육괴의 경기편마암복합체와 서산층군 변성암의 CHIME(chemical Th-U-total Pb isochron method) 연대측정

Abstract

본 연구에서는 한반도 최고기 기반암의 지질시대, 변성작용의 시기 그리고 변성사(metamorphic history)를 이해하기 위하여 한반도 지질층서에서 최고기의 지층으로 알려진 서산층군과 시흥층군의 대표적인 변성암 시료에 대하여 CHIME 절대연령 측정을 실시하였다. CHIME 연령을 측정한 시료는 서울과 경기도 시흥, 충남 당진지역에 분포하고 있는 한반도 선캠브리아 시대 기반암체로 알려진 경기육괴의 시흥층군과 서산층군의 변성암 시료이다. 흑운모 편마암, 흑운모 편암, 호상 편마암등 대표적인 5개 시료에서 모나자이트를 분리하여 전자현미분석기(EPMA)를 이용하여 CHIME 연대 측정을 실시하였다. 모나자이트(monazite) CHIME 연령 측정을 통해 흑운모 편마암(D-3)은 245±10 Ma, 호상 편마암(D-2)은 257±19 Ma의 아이소크론(isochron) 연령이 얻었고, 흑운모 편마암(Ms-1)은 249±6 Ma, 흑운모 편마암(S-1)은 234±9 Ma 그리고 흑운모 편암(S-3)은 243±7 Ma의 각각의 아이소크론 연령을 구했다. 모나자이트의 CHIME 연대는 약 234±9 ~ 257±19 Ma 범위로 고생대 페름기 후기-중생대 트라이아스기 중기에 속한다. 이 시기는 한반도에서 일어난 대표적인 지각변동인 송림변동의 시기에 해당되며 송림 변동으로 일어난 변성작용의 시대로 해석된다. 또한 이 CHIME 절대연령 (234±9 ~ 257±19 Ma)은 경기육괴 백동-홍성지역의 변성시기 (235~ 297 Ma, 오창환, 2002)와도 조화적이다. 또한 남중국과 북중국 충돌대의 동측 연장에 해당하는 한반도의 경기육괴 서산층군과 시흥층군의 변성연대는 중국지역의 다비-수루 충돌대의 변성 연대 (208-215 Ma, Li et al., 1993; Ye et al., 2000) 보다 오래되어 한반도 지역의 지괴의 충돌이 중국대륙 지괴에서 보다 선행되었을 가능성을 지시한다.;CHIME ages were obtained from monazite in metamorphic rocks from the Precambrian Gyeonggi Gneiss Complex and Seosan Group in the Gyeonggi massif, Korea, which are known as the oldest basement of the Korean peninsula to determine the geologic and/or metamorphic ages in the Precambrian basement of the peninsula. The metamorphic rock samples for the CHIME age determination include biotite gneiss, biotite schist and banded gneiss. Analytical results of monazite isochron age are as follows: 245±10 Ma for biotite gneiss (D-3), 257±19 Ma for banded gneiss (D-2), 249±6 Ma for biotite gneiss (Ms-1), 234±9 Ma biotite schist (S-3) and 243±7 Ma for biotite schist (S-3). Monazite CHIME ages of the metamorphic rocks in the Gyeonggi massif range from 234±9 to 257±19 Ma, corresponding to late Permian to middle Triassic age, which is the age of the Songrim disturbance associated with the intensive regional metamorphism in the Korean peninsula. CHIME age data (234±9 ~ 257±19 Ma) indicate the metamorphic ages which are correlated to the metamorphic ages (235~297 Ma, Oh, 2002) in the Backdong-Hongseong area in the Korean peninsula. These metamorphic ages seem to be related to a regional metamorphism due to the collision event in the Gyeonggi massif in the Korean peninsula, which is the northeastern extension zone of the Dabie-Sulu collision belt of the China block. However, the metamorphic ages of the study area are obviously older than those of the Dabie-Sulu collision belt (208~215 Ma, Li et al., 1993; Ye et al., 2000), suggesting that the collision in the Gyeonggi massif has been occurred prior to the Dabie-Sulu collision event.