연천층군을 포함하며 동-서 방향으로 발달하는 임진강대의 실체를 밝히기 위해, 우리는 연천층군의 표식지인 연천-전곡 지역에 분포하는 변성암류에 대해 연구하였다. 연천층군의 삼곶층은 흔히 조화적으로 산출되는 석회질 규산염암, 변성사질암, 각섬암, 각섬석 편마암 등으로 구성된다. 이들 변성암류는 동-서 주향방향으로 15km 폭 이상에 걸쳐 광역적으로 분포한다. 각섬상의 주된 광물 조합은 각섬석${\pm}$사장석${\pm}$석류석${\pm}$투휘석${\pm}$흑운모${\pm}$석영이며, 부구성 광물로는 금홍석과 티탄철석이 티타나이트에 의해 치환됨이 특징적이다. 각섬암 내의 석류석-각섬석-사장석-석영 광물 조합으로부터 구한 변성 온도와 압력은 각각 632~$736^{\circ}C$와 7.9~11.1 kbar 이다. 따라서 감곶층은 고압의 상부 각섬암상에 해당되는 광역 변성작용을 받았다. 한편 각섬암의 석류석-사장석-전암에 대한 Sm-Nd과 Rb-Sr광물 등시선연령은 각각 $231{\pm}30$ Ma와 $222{\pm}24$ Ma로서 트라이아스가의 광역 변성작용을 지시한다. 이상의 연구결과는 산동 반도에서 보고된 변성 조건 및 시기와 일치하며, 중국의 대륙충돌대가 임진강대로 연장될 가능성을 지지한다.

이 연구는 경기육괴에 속하는 춘천 동부 지역의 구봉산층군내 각섬암(구본산 각섬암) 및 그 남동부의 상걸리 지역 용두리 편마암 복함체내에 산출되는 각섬암(상걸리 각섬암)에 대한 야외관계 및 주성분 원소의 특징을 보고하며, 그 기원을 토의 한다. 많은 경우에 주변 변성퇴적암과 조화적인 산출상태를 보이는 춘천 각섬암의 화학적 특징을 화성기원임을 나타낸다. $SiO_2$ 함량이 45~53 wt%인 이들 각섬암의 원암은 현무암질로 대부분 비알칼리 계열이 솔리아이트에 속한다. MgO 변화그림에서 $Na_2O$, $Fe_2O_3$, $Al_2O_3$ 는 전반적으로 분산되는 반면, CaO는 MgO와 정비례하고 $SiO_2$, $TiO_2$, $P-2O_5$, $K_2O$는 MgO와 반비례하는 경향을 보인다. 이들 주성분 원소의 변화는 현무암질 마그마의 감람석, 단사휘석, 사장석의 정출과 관련된 분화 결과로 GUTJR될 수 있다. 강걸리 각섬암은 구봉산 각섬암에 비해 낮은 MgO를 가져보다 분화된 암석임을 보이는데, 두 각섬암의 불호정원소의 비 $TiO_2/P_2O_5$의 차이는 모 마그마의 성인이 다름을 시사한다. 주성분 원소를 이용한 지구조 판별 그림에서 추천 각섬암을 그원암이 판내부환경에서 정치한 현무암질암임을 시사하여, 옥천대 각섬암의 그것과 유사하다.

관악산 암주는 지금까지 단순히 흑운모 화강암으로만 구성된 것으로 알려져 왔으나 실제로는 석영+K-장석+사장석+흑운모$\pm$석류석의 광물군으로 보인다. 모드자료와 $An_5$ 미만의 사장석 성분을 고려하면 이 암주는 알칼리 장석화강암으로 명명된다. 서브솔버스 장석, 비교적 초기의 흑운모 정출, Q-Ab-Or 그림에서 유출된 은 관입깊이 등은 관악산 암주를 만든 마그마가 물을 함유하고 있었음을 지시하는데, 이는 아래에 설명하는 무수의 A-형 화강암과 유사한 지화학 성분을 가지는 것과는 대조된다. 관악산 암주의 주성분과 미량성분원소는 서울 화강암질 저반의 것과 뚜렷이 구분되며 이는 두 암체간의 성인적 차이를 시사한다. 관악산 암주의 주성분 및 미량원소 함량은 우리나라의 대부분 중생대 화강암과는 달리 A-형 화강암 특징을 보인다. 즉, $SiO_2$(73~78 wt%), $Na_2O+K_2O$,Ga(27~47 ppm), Nb(22~40 ppm), Y(48~95 ppm) 함량과, Fe/Mg and Ga/Al 비는 높은 반면, CaO(<0.51 wt%), Ba(9~75 ppm)과 Sr(2~23 ppm) 함량은 낮다. 그러나 전형적인 A-형 화강암과 비교했을때, Zr과 LREE는 낮은 함양을 Rb(386~796 ppm)은 높은 함량을 갖는 차이점을 보인다. 이 연구에서는 기존의 연구에서 보고되었던 LREE가 결핍되고 큰 부의 Eu이상을 가지는 회토류 원소 패턴이 근원 마그마의 특성을 가지는 것으로 재해석하였다. 즉 부분용융동안의 잔류물질로 다량의 사장석이 남아야 하는 반면, 휘석, 각섬석, 석류석은 남을 수 없다. 관악산 암주와 A-형 화강암의 지구화학적 유사성은 이 암주의 기원이 A-형 화강암의 기원과 밀접한 관련이 있음을 시사한다.

춘양 화강암체 주변의 두음리층 변성이질암내에서 십자석-흑운모-홍주석-석류석 (SBAG)광물 조합과 부광물 조합(SBA 및 SBG)이 홍주석과 십자석대에 걸쳐 흔히 산출한다. SBAG 광물 조합은 KFMASH($K_2O-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O$) 모델 계에서 자유도가 1이기 때문에 광역적으로 산출하기 힘들다. 이 SBAG (부)광물 조합의 평형 관계를 밝히기 위하여 투영법과 특이치 분해법(Singular Value Decomposition, SVD, method)을 사용하였다. SBAG 광물 조합을 가지는 단일 시료는 SVD 모델 반응식을 보이지 않으면 비-KFMASH성분에 의해 안정되었음을 나타낸다. 한편, SBAG 및 부광물 조합은 AFM-Mn 성분공간 내에서 서로 교차하기 때문에 반응 관계를 시사한다. 그러나 SVD 모델링은 이들 사이에 반응 관계를 지지하지 못한다. 그러므로, SBAG와 부광물 조합은 전암 성분이나 ${\mu}_{H20}$의 차이에 의해 두음리층에서 비교적 넓게 산출함을 알수 있다. 두음리층이 홍주석대 및 규선석대에서 십자석이 안정함을 석류석-사정석-흑운모-백운모 지압계를 사용하여 구한 변성 압력과도 일치한다.

홍제사 화강암질 편마엄체의 암상은 국부적으로 중앙부에거 주변부로 감에 따라 차례로 입상변정질 화강임질 편마암, 반상변정질 화강암질 편마암, 그리고 미그마타이트질 편마암으로 점이적인 변화를 보인다. 암상변화에 따른 광물군의 변화는 뚜렷하게 구분되지 않지만, 미그마타이트질 편마암 인접부에서는 부분적으로, 광물군이 변화를 보여, 이를 Zone I과 II로 구분하였다. Zone I의 특징은 K-장석+백운모+규선석의 공생이고, Zone II의 특징은 (1)백운모의 소멸, (2) 석류석+군청석의 공생, (3) 석류석+근청석+각섬석의 공생이다. 분천 화강암질 편마암체는 주로 안구상편마암으로 구성되어있으며, 홍제사 화강암질 편마암체과 인접부에서는 흑운모+K-장석+규선석+(남장석) 광물군집을 보인다. 두 암체에서 산출되는 남정석은 타형 내지 반자형의 결정으로잔류형태의 광물로 나타나며, 규석석과 공존하며 나타나기도 한다. 미그마이트질 편마암의 ZoneII에서 석류석은 중심부와 주변부에서 높은 F/FM(=Fe/Fe+Mg)값과 $X_{Fe}$ 함량을 보인다. 반면에, $X_{Mg}$와 $X_{Ca}$ 함량은 상대적으로 약간 감소하는 경향을 보인다. 반상변정질 화강암질 편마암의 ZoneI에서 산출되는 석류석은 중심부에서는 성분변화를 보이지 않지만, 주변부에서는 누대구조를 보인다. 흑운모 ZoneI에서 ZoneII로 이동됨에 따라 색은 녹갈색에서 갈색, 적갈색으로 변화하는 양상을 보이며, 그에따라 Ti, Mg 함량이 증가하는 경향을 보인다. ZoneI에서 장정석은 올리고크레스에 해당하는 $Ab_{84}An_{16}$내지 $Ab_{70}An_{30}$ 의 화학조성을 보이며, ZoneII의 사장석은 안데신에 해당하는 $Ab_{70}An_{30}$ 내지 $Ab_{50}An_{50}$ 의화학조성을 나타낸다. 이와같은 변화양상을 연구지역이 규선석+K-장석대 또는 상부 앰피볼라이트상에서 해당되는 규선석+K-장정석대에 해당하는 고온-저혈압형 변성작용 이전에 고온-중압형의 변성작용을 경험했을 가능성을 제기해 주고 있다. 석류석- 흑운모, 근청석-석류석, 사장석-K-장석 지온계, GASP 지압계 및 ZoneI과 II의 광물군으로 측정된 연구지역의 암석에 대한 변성 작용의 온도.압력 조건은 분천 화강암질 편마암의 경우, 698~$729^{\circ}C$/6.3~11.3kbar (Zone I의 중압대)이고, 미그마타이트질 편마암의 경우, 621~$667^{\circ}C$/1.0~5.4kbar (Zone II)이며, 반상변정질 화강암질 편마암이 경우는 602~$624^{\circ}C$/1.9~3.4kbar (Zone I의 저압대) 이다. 이상의 증거로부터 추정된 연구 지역의 전체적인 온도.압력 경로는 "등온성 압력감소 (isothermal-decompression: ITD"를 보이며 시계방향(clockwise path)으로 이동된 것으로 생각된다. 압력감소 비율(dP/dT)은 약 60bar/$^{\circ}C$를 보인다.TEX>를 보인다.