우리나라 중생대 쥬라기(${\sim}$트라이아스기) 화강암의 관입 연대는 화강암이 분포하는 지체구조에 따라 $210{\sim}170\;Ma$와 $180{\sim}160\;Ma$의 두 시기로 재설정 될 수 있다. 경기육괴의 쥬라기 화강암의 관입 시기는 주로 $180{\sim}160\;Ma$에 속하여 쥬라기 중기의 화성활동으로 규정된다. 한편, 영남육괴의 쥬라기 화강암의 경우 $210{\sim}170\;Ma$의 관입 연대를 보여 트라이아스기 말기에서 쥬라기 중기에 걸친 화성활동으로 정의될 수 있다. 우리나라 중생대 쥬라기 화강암에 대한 스위트/슈퍼스위트 구분에서 경기육괴의 북동-남서방향의 커다란 쥬라기 저반은 '경기 슈퍼스위트'로 설정될 수 있다. 이 슈퍼스위트는 화성기원의 지각성분에 좀 더 부화된 지각 성분이 포함된 근원물질에서 유래하며, 충돌환경으로부터 약 50Ma후에 일어난 후조산환경(post-orogenic)에서 형성되었을 것으로 판단된다. 영남육괴의 쥬라기 화강암은 하나의 슈퍼스위트와 두 개의 스위트로 구분된다. 북동-남서 방향의 저반형 화강암체들로부터 '영남 슈퍼스위트'가 설정될 수 있다. 이 슈퍼스위트는 화성기원의 지각성분에 좀 더 부화된 지각성분이 포함된 근원물질에서 유래한다. 영남육괴의 안동김천 사이의 화강암체들은 '안동 스위트'로 설정될 수 있는데, 이 스위트는 결핍된 맨틀 성분에 화성기원 지각성분이 혼합된 근원물질에서 유래하며, 화산전면대에 비교적 가까운 지역에서 형성되었을 것으로 생각된다. 영남육괴의 대강화강암과 함창 화강암은 '대강 스위트'로 설정될 수 있다. 대강 스위트는 영남육괴에서 일어난 대부분의 쥬라기 화성활동과는 지체구조적 환경이 다른, 즉 인장력이 우세하던 환경에서 마그마가 형성된 비조산성 화성활동으로 특징지어진다.
한반도에 대한 고지자기 연구는 유라시아 대륙의 지구조운동이 진행되었던 중생대 및 고생대암석에 대해 여러 사람들에 의해 활발히 수행되어왔다. 특히 1980년대 후반부터는 북중국지괴와 남중국지괴 사이의 충돌대인 친링-다비-수루 (Qinling-Dabie-Sulu) 조산대가 서해를 지나 한반도로 연장될 가능성에 대한 관심이 높아지고 있다. 한반도의 중부를 가로지르는 옥천대는 경기육괴와 영남육괴의 경제부로서 변성시기가 초기 Triassic으로 보고되고 있으며, 경기육괴 북부 휴전선 인접지역의 동서방향의 주향을 갖는 습곡-단층대인 임진강대는 남북 경계에 대한 정확한 정의는 성립되어있지는 않지만 Triassic에 광역변성작용을 받았다는 보고가 있으나, 이들 임진강대와 옥천대의 성인에 대한 논란은 현재에 이르기까지 계속되고 있다. (중략)
영남육괴의 지리산 지역에 분포하는 변성암류의 번성연대를 알아내기 위하여 전암 및 분리한 석류석에 대해 Sm-Nd 연대측정을 실시하였다. 그 결과 반상변정질 편마암은 $1819\pm$53 Ma, 이질 편마암은 $1780\pm$26 Ma, 반상변정질 편마암내 포획암인 우흑질 백립암은 $1717\pm$17Ma, 그리고 석영장 석질 편마암 내에 포획암으로 들어있는 이질 편마암은 $1763\pm$14Ma의 연대를 나타낸다. 이와 같은 지리산 지역 기저 암석의 변성연대와 유사한 연대가 영남육괴의 여러 다른 지역에서도 보고되고 있다. 이는 17~18억년의 시기에 영남육괴 전반에 걸쳐 광범위하면서도 강력한 변성작용이 일어났음을 나타낸다. 이 시기는 경기육괴의 백립암상 변성작용에 대한 기존 변성연대 측정결과와도 오차범위 내에서 일치한다. 이는 두 육괴가 선캠브리아의 비슷한 시기에 유사한 지구조적 사건을 겪었음을 의미하며, 북중국과 남중국 사이의 충돌대가 경기육괴와 영남육괴의 사이를 가로 질러가지는 않을 가능성을 시사한다. 한편 반상변정질 편마암 내에 포획되어 있는 규장질 편마암은 이러한 변성시기보다는 오래된 $1982\pm$42Ma의 연대를 갖는다. 이 연대는 방상변정질 편마암의 원암 생성시기를 나타내는 저어콘 U-Pb 연대와 동일한다.
지질-지형의 안정성을 논할 때에 가장 기본이 되는 것은 융기율이며, 융기율 산정을 위해서 가장 널리 쓰이는 방법은 해안단구의 높이를 측정하는 것이다. 해안단구는 기본적으로 해수면 높이에서 형성되는데, 현세 동안에는 해수면 높이와 해안단구의 높이 모두 불확실하다. 본 논문에서는 현세 동안의 해수면 높이, 해안단구 높이, 그리고 GPS 상시관측 결과 등을 토대로 한반도의 융기율이 지역에 따라 차이가 있음을 밝히고자 하였다. 강원도와 전라도 해안은 최소한 현세 초기 이후 대체로 안정한 것으로 보이며, 경상도 일대는 현세 중기 이후에 상당량 융기한 것으로 판단할 수 있다. 한반도에서 지역적으로 융기율의 차이가 나타나는 양상은 육괴의 분포와 연관되어 있을 가능성이 높다. 물론 이러한 육괴의 경계는 단층이므로 단층의 역할이 크겠지만, 기본적으로 지역적 융기율의 차이는 육괴 자체의 특성에 따르는 것으로 보는 것이 타당할 것이다. 그 특성은 지구조 규모의 응력에 반응하는 정도 차이, 지각 두께의 차이 등을 포함할 수 있다.
경기육괴의 3개지역에서 변성암 시료를 채취하여 저어콘 U-Pb 법에의한 연대측정을 실시하였다. 각 지역의 암석에서 분리한 저어콘들이 만드는 불일치선과 일치곡선의 위와 아래 교점에서 구한 연대를 살펴보면 용두리 편마암 복합테의 경우 $2168\pm$24 Ma와 $1227\pm$40 Ma, 의암층군의 경우$ 1955\pm$22 Ma와 $493\pm$32 Ma,그리고 용문산 충군의 경우는 $3712\pm$244 Ma와 $1613\pm$51 Ma로 계산된다(오차는 모두 $2\sigma$). 용두리 변성암 복합체와 의암층군의 저어콘 U-Pb 연대는 각각 영남육괴의 화강암질 편마암 및 반성변정질 편마암으로부터 측정된 저어콘 U-Pb 연대와 매우 유사하다. 이러한 유사성은 경기와 영남의 두 육괴가 약 22~19억년의 시기에 비슷한 지구조 및 지리적 환경에 있었을 가능성을 제기한다 용문산충군의 경우 대부분의 저어콘들이 아래교점 가까이 놓이기 때문에 37억년의 상부교점 연대는 큰 오차를 보이며 검증이 필요하다. 그러나 이 연대는 최근 중국 북동부 지역에서 보고된 것과 유사한 동북아시아에서 가장 오래된 지각이 한반도에 존재하였을 가능성을 시사하기 때문에 매우 중요한 의미를 갖는다고 판단된다. 용문산충군 아래교점의 연대는 강한 변성작용의 시기를 나타내는 것으로 해석된다. 이 시기는 영남육괴의 18.5~17억년의 변성작용 및 화성활동 시기보다는 약간 후기이며, 두 육괴에 동시에 일어났던 고원생대말 지구조적 변혁의 말기활동을 기록하는 연대 일 가능성이 있다.
영남육괴는 광역적인 고온-저압의 변성작용과 부분용융을 경험한 한반도 지각을 대표하는 기반암 중 하나이다. 이 논문에서는 지금까지 보고된 영남육괴 고온 변성암류에 기록된 백립암상의 변성작용과 부분용융 과정을 통해 고원생대(1.87-1.84Ga)의 고온조산운동 기록을 살펴본다. 특히 열원으로서의 역할을 담당했던, 산청-하동지역 회장암질 마그마를 비롯한 고철질 화성활동과 고온-저압 변성작용 사이의 시공간적 연계는 영남육괴의 광역변성작용과 지각용융을 이해하는데 필수적인 정보를 제공한다. 지각용융은 주로 함(含)유체 부분용융과 백운모/흑운모의 탈수용융에 의해 발생하였으며, 다양한 형태의 우백대와 우백질 화강암을 형성하였다. 이차이온질량분석기를 활용한 저어콘과 모나자이트의 암석연대학적 결과는 영남육괴의 고온변성작용과 부분용융이 약 1870-1854 Ma의 ~15 Ma 기간 동안 지속되었음을 지시한다. 또한, 초기 차노카이트로 대표되는 유체유입 사건이 약 1840 Ma에 발생하였다. 이와 같이 영남육괴 내에는 고온변성작용과 부분융용, 그리고 유체유입이라는 고온조산대를 대표하는 일련의 지질사건들이 기록되어 있다. 영남육괴에서 확인된 고온조산대는 북중국 지괴에서 흔히 보고되는 고원생대 조산운동과 연계되어 있으며, 고원생대 콜럼비아/누나 초대륙 진화의 최후기 산물이리라 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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