• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.141-142
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• 2001

남서부 경기육괴의 편마암류로부터 분리된 저어콘(zircon) 입자를 대상으로, 이온현미분석기(ion microprobe)를 사용한 U-Pb 연대를 구하였다. 그 결과는 후기 원생대(약 820 Ma) 뿐만 아니라 오르도비스기에 상당한 화성활동이 한반도에 있었음을 지시한다. 우리 나라 후기 원생대의 화성-변성 활동에 대해 알려져 있는 바는 극히 제한적이어서 후속연구가 필수적이며, 이러한 연구는 한반도의 지체구조적 변천사를 로디니아 초대륙(Rodinia supercontinent)의 생성-분리와 관련해 재조명할 수 있는 기회를 제공할 것이다. 또한 오르도비스기의 화성작용은 그동안 논란이 되어 왔던 소위 “칼레도니아(Caledonian)” 변동 (cf. 조문섭, 2000)에 대한 또 다른 증거를 제공해준다. 저어콘의 연대측정은 서호주의 커튼공업대학교에 설치되어 있는 SHRIMP-II(Sensitive High-Resolution Ion Microprobe-II; 고감도-고분해능 이온현미분석기)를 사용하였으며, 시료 준비 및 분석방법은 기존에 보고된 바와 같다 (e.g., Kinny et al., 1999). 분석된 3개의 암석 시료(1006-5, 8, 9)는 경기육괴의 남서부에 위치한 홍성 지역의 정편마암들이다. 1006-8 시료는 Turek and Kim (1996)이 전통적인 방법을 사용해 687$\pm$5 Ma의 U-Pb 저어콘 연대를 보고한 바 있는 화강암질 편마암 (시료번호, KJ43)에 해당된다. 두 개의 다른 시료는 1006-8 주변에서 산출하는 전형적인 경기육괴의 편마암류로서 화강암질 정편마암이다. 이들 시료로부터 분리된 저어콘 입자들은 대부분 화성기원의 누대구조와 자형의 결정형태를 보여준다. 과성장띠(overgrouth rims)는 1006-5 시료에서 흔하게, 그리고 1006-9 시료에서 매우 드물게 관찰된다. 음극선발광(cathodoluminescence) 영상의 해석을 통해 저어콘 결정의 성장사를 유추하였으며, 이를 바탕으로 이온현미분석 점(spot)을 정하였다. U-Pb-Th 자료는 퍼스(Perth) 저어콘 스탠다드 (CZ3, 564 Ma, $^{206}$Pb/$^{238}$U=0.0914)를 사용하였다. 아래에 기술하는 연대는 모두 $^{206}$Pb/$^{238}$U 연대에 해당된다. 두 개의 화강암질 편마암 시료로부터 구한 U-Pb 저어콘 연대는 각각 812 $\pm$ 14 Ma(1006-8)와 822 $\pm$ 17 Ma(1006-9)로 분석오차 내에서 서로 일치한다. 이 결과는 춘천 및 전곡 지역의 석류석 각섬암에서 보고된 Sm-Nd 전암연대(852 $\pm$ 24 Ma 및 824 $\pm$ 143 Ma; Lee and Cho, 1995; Ree et al., 1996)와 잘 부합한다. 따라서 후기 원생대 기간 중 화성활동이 한반도에서 광범위하게 일어났음을 시사한다. 한편, 1006-9 시료에서는 예외적으로 한 개의 저어콘 입자 주변부(rim)에서 매우 얇은 과성장띠가 관찰되었으며, 두 개의 점 분석으로부터 구한 U-Pb 저어콘 연대는 약 235 Ma이다. 이 띠는 또한 변성기원의 저어콘에서 흔히 관찰되는 작은 W (<0.05) 비를 보인다. 1006-5 시료는 위 두 시료로부터 수 km 떨어진 지점에서 채집하였으나, 저어콘 연대는 상이한 기록을 보여준다. 즉 매우 작은 Th/U (<0.01) 값을 갖는 저어콘의 주변부에서 223 $\pm$ 5 Ma의 연대가 잘 정의되며, 이는 1006-9 시료에서 관찰된 결과와 함께 트라이아스기의 고온변성작용이 백립암상에 가까운, 매우 높은 온도에 달하였음을 지시한다. 한편 저어콘의 중심부는 335-473 Ma의 비교적 넓은 연대 분포를 보인다. 이는 저어콘이 실제 성장한 연대를 지시하기보다는 트라이아스기의 변성작용에 따른 납손실(Pb loss) 그리고 누대 규모보다 더 큰 빔 크기(beam size, 약 30 $\mu\textrm{m}$)의 영향일 것으로 해석된다. 또한 저어콘이 다양한 외래물질로부터 기원했다는 증거가 관찰되지 않으므로, 이 정편마암의 모암은 오르도비스기(약 430-470 Ma)에 관입하였을 것으로 생각된다. 따라서 그동안 논란이 되어 왔던 소위 “칼레도니아” 변동이 한반도 내에 실존하였을 가능성을 시사한다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 경기육괴의 변성암류는 후기 원생대 이후 다양한 저어콘의 성장사를 기록하고 있음을 알 수 있다: 즉 (1) 후기원생대(약 820 Ma)의 화성작용; (2) 오르도비스기(약 450 Ma)의 화성작용: 그리고 (3) 트라이아스기 (약 223 Ma)의 부분용융을 수반한 고온 변성작용으로 대표된다. 이러한 지질연대는, 옥천변성대에서 얻어진 756 Ma의 저어콘 연대(Lee et al., 1998)와 더불어, 친링-다비-수루(Qinling-Dabie-Sulu) 대륙 충돌대와 양쯔 지괴에서 보고된 지질연대 결과와 잘 부합한다. 따라서 지구연대학적으로 경기육괴가 북중국보다는 대륙충돌대를 포함하는 남중국지괴에 속할 것으로 결론지을 수 있다.

• 암석학회지
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• 제21권2호
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• pp.173-192
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• 2012

남한 지역에 분포하는 현생 화강암류의 연대측정 결과를 정리하였다. 경기육괴 29개, 옥천대 36개, 영남육괴 13개, 경상분지 20개 등 총 98개 지점의 연대에 대하여 보고된 자료를 검토하여 신뢰도를 평가하고 가장 대표성 있는 자료를 선별하였다. 고생대 화강암으로는 경상분지 북부에 장사리와 영덕 암체가 분포하고 있으며 영덕 암체 내에 포획암으로 잡혀 있는 섬록암의 최고연대가 265 Ma까지 보고되므로 시추코어 자료와 함께 고려할 때 페름기 초부터 한반도 남동부에서 섭입환경과 연관되어 활발한 화성활동이 있었음을 알 수 있다. 트라이아스기 초기에는 영남육괴 상주-김천-안동-청송 지역에서 역시 섭입 환경과 관련된 토날라이트-트론제마이트-화강섬록암-몬조나이트질의 화성활동이 일어났다. 트라이아스기 후기에는 경기육괴 남서부와 옥천대 중부를 중심으로 후충돌형 쇼쇼나이트 내지 high-K 계열 화강암과 A-형 알칼리 화강암의 관입이 있었다. 쥬라기 초기 화강암류는 영남육괴 중부와 경기육괴 북동부 설악산 지역, 경상분지 북부에 분포하며 경기육괴 나머지 지역과 옥천대 지역에는 쥬라기 중기 화강암류가 주를 이룬다. 이러한 차이는 쥬라기 초기와 중기에 해구의 위치, 해양판의 침강각 또는 섭입각도가 달랐기 때문으로 생각된다. 쥬라기 후기부터 백악기 초까지의 화성활동 휴지기를 거쳐 백악기 후기부터 경상분지 내에서 집중적인 화강암의 관입이 있었다. 경상분지 밖에서는 110 Ma 내외에 경기육괴 남서부와 중부에서, 또 90 Ma 내외에 설악산, 무암사, 월악산, 속리산 지역 등 경기육괴 북동부와 옥천대 중부에서 화강암의 관입이 일어났는데, 선백악기 화강암류에 비해 지하 천부에 정치하였다. 고제3기 화강암은 경주 지역을 중심으로 동해안 지역에 제한적으로 분포한다.

• 암석학회지
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• 제27권2호
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• pp.97-104
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• 2018

한반도 중서부 서해 연안 대이작도에 산출하는 토날라이트질 편마암 시료(DE43)의 저어콘 결정에서 U-Pb 동위원소 및 희토류 원소 성분을 이차이온질량분석기를 이용하여 측정하였다. 최대 ${\sim}300{\mu}m$ 크기의 저어콘 결정들은 드물게 과성장 띠를 가진다. 고원생대 연령을 가지는 중심부와 달리 저어콘의 과성장 띠로부터 분석한 두 개의 점 분석에서 $256{\pm}23Ma(1{\sigma})$, and $221{\pm}7Ma(1{\sigma})$의 $^{206}Pb/^{238}U$ 연령을 구하였다. 이 과성장 띠들은 낮은 Th/U 비(<0.01)와 경희토류 원소가 강하게 결핍된 지화학적 특징을 보인다. 이 저어콘의 페름기-트라이아스기 겉보기 연령은 동일한 시료에서 분석한 갈렴석 $^{208}Pb/^{232}Th$ 연령($227{\pm}7Ma(t{\sigma})$)과 오차범위 내에서 일치하며, 갈렴석과 저어콘이 ~227 Ma때 평형 성장하였음을 지시한다. 한편, 동일한 시료에서 측정된 보다 더 젊은 갈렴석 $^{208}Pb/^{232}Th$ 연령과 $^{206}Pb/^{238}U$ 연령(각각 $213{\pm}4Ma(t{\sigma})$와 $186{\pm}9Ma(t{\sigma})$)은 주변에 산출하는 후기 트라이아스기 및 쥐라기 화강암의 관입에 수반된 알칼리성 유체 유입에 의한 Pb 손실에 기인한 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.525-535
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• 2017

조산대에 분포하는 혼성암의 노출기작은 조산운동과 관련된 암석권의 열-역학적 진화에 대한 정보를 제공한다. 본 연구는 경기육괴 남서 연변부 홍성지역에 발달하는 돔 구조(viz., 오서산 돔)의 주 구성요소인 고생대 광천편마암의 노출기작에 대한 예비 연구로서, 광천편마암의 내부 그리고 주변에서 획득한 지질구조 요소의 운동학적 특성을 다룬다. 오서산 돔의 남측과 북서측 날개부를 이루는 광천편마암의 내부 지질구조는 상부가 바깥 방향으로 내려가는 정 이동감각의 전단운동 요소를 가진다. 이는 광천편마암 및 이를 포함하는 오서산 돔이 다이아퍼 형태로 상승하였음을 지시할 수 있다. 또한 광천편마암이 속한 지구조영역을 서쪽으로 구획하는 고변형대에서 역시 상부가 아래로 내려가는 정 이동감각의 전단운동 요소가 뚜렷하게 인지된다. 기존에 보고된 (열)연대학적 자료를 고려하면 광천편마암을 포함하는 오서산 돔의 노출시기와 고변형대의 운동 시기는 경기육괴가 후 충돌 작용들에 의해 영향을 받았던 후기 트라이아스기로 해석된다. 이는 광천편마암이 트라이아스기의 후 충돌 과정으로서 확장성 요소를 가지는 고변형대의 하반에서 다이어퍼 형태로 상승 및 노출되었음을 의미한다.

• 암석학회지
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• 제17권4호
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• pp.222-230
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• 2008

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.

• 암석학회지
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• 제26권2호
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• pp.113-125
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• 2017

이 연구는 임진강대 남변부에서 산출되는 보장산조면암에 대한 새로운 지구화학적 특징과 조구조 배경에 대해 논한다. 보장산조면암은 희토류 및 고장력 원소의 함량이 매우 풍부하며 거미도형에서 Nb의 이상치가 나타나지 않는 것이 특징인데, 이는 지각물질이 개입하는 호환경의 마그마 과정을 겪지 않았음을 암시한다. 이 조면암은 비유동적인 고장력 원소인 Nb-Y와 (Y+Nb)-Rb 상관도에 의하면 판내부 환경에서 생성된 것으로 판단된다. 또한 높은 Ga 함량은 전형적인 A-형 마그마의 특성을 잘 보여주고, Nb-Y-Ce과 Nb-Y-3Ga 삼각도에서 A1-형 영역에 속하며, Y-La-Nb 삼각도에서 판내부 대륙열곡에서 산출되는 알칼리암을 나타낸다. 이는 이들이 비조산성 대륙열곡 환경에서 맨틀근원물질로부터 나온 마그마의 분화작용으로 생성되었음을 의미한다. 이의 지화학적 특징은 임진강대에서 보장산조면암이 페름-트라이아스기 송림조산운동동안 주 충돌작용 다음에 확장성 환경에서 발달하는 대륙열곡에서 맨틀유래 마그마작용에 의해 생성된 사건을 가리킨다. 이러한 자료는 임진강대를 북중국 및 남중국 지괴 사이의 칠링-다비-술루대의 연장부로 생각할 수 있게 한다.

• 자원환경지질
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• 제25권2호
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• pp.179-190
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• 1992

연구지역은 충청북도 단양군 영춘면을 중심으로 하는 단양탄전 중부지역으로 단양읍의 북동부에 위치하고 있다. 연구지역내에는 선캠브라아기의 화강암질암을 기저로 하여 캠브로 오도비스기의 조선누층군, 석탄기 - 트라이아스기의 평안누층군, 트라이아스기 - 쥬라기의 반송층군이 각각 부정합을 이루며 분포하고, 대부분의 지층들은 북동 - 남서방향의 주향과 북서 방향의 경사를 가지고 대상으로 분포한다. 전반적인 지질구조의 특성으로 미루어 보아 연구지역내의 지층들은 4번에 걸쳐서 변형작용을 받았다. 첫번째 변형시기$(D_1)$에 옥동단층이 형성되었으며 이를 따라 압쇄암이 분포하고 있다. 이후에 평안누층군이 퇴적되었다. 두번째의 변형시기$(D_2)$에는 북서 - 남동 방향의 축을 갖는 습곡구조와 이와 관련된 신장선구조가 발달하였다. 이후에 화산분출작용으로 인하여 응회암이 퇴적되었으며, 이 상위로 반송층군이 퇴적되었다. 반송층군의 퇴적 이후에 두번째의 화산작용이 있었다. 대보조산운동$(D_3)$ 에 의해 발달된 각동드러스트단층에 의해 북북동 - 남남서 방향의 축을 갖는 gentle to open type의 습곡구조와 파랑선구조가 형성되었으며 flexural slip 변형작용이 드러스트 운동과 함께 우세하게 작용하였다. 마지막의 변형작원$(D_4)$에 의해 동서방향의 축을 갖는 gentle type의 습곡구조와 주향이동성 단층이 발달하였다. 변형량 분석결과, 전반적으로 암석내의 변형정도가 낮으며, 드러스트를 기준으로 상반은 prolate type, 하반은 plane strain - weak oblate type, 그리고 하반에서 비교적 먼 지역에서는 oblate type을 보여준다.

• 자원환경지질
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• 제52권5호
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• pp.347-356
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• 2019

경기육괴 서부에 분포하는 태안층의 독특한 쇄설성 저어콘 연대 분포가 알려진 이후 퇴적환경, 퇴적시기, 기원지, 변성사 등에 대한 다양한 연구가 이루어졌다. 이 논평에서는 그 동안 태안층에 대하여 이루어진 기존 연구들을 소개하고 퇴적시기 및 기원지에 대하여 고찰하고자 한다. 태안층은 전통적으로 선캠브리아시대의 지층으로 알려졌으나, 근래 다수의 전기-중기 고생대 저어콘들이 발견된 이후 중부 혹은 상부 고생대 퇴적층으로 해석되고 있다. 태안층은 주로 석영과 운모로 구성된 변성사암, 이질편암, 천매암으로 구성되었으며, 이들의 원암은 심해선상지의 로브 환경에서 쌓인 저탁암으로 해석되었다. 태안층이 퇴적된 시기는 쇄설성 저어콘 연령과 관입암의 연령 차이를 통해 데본기-트라이아스기 사이로 알려져 있는데, 퇴적시기가 데본기에 가깝다는 견해와 페름기에 가깝다는 견해로 나뉜다. 태안층의 기원지는 남중국지괴나 중국의 충돌대, 또는 경기육괴로 추정되고 있다. 태안층과 기타 한반도 (변성)퇴적층의 쇄설성 저어콘 연대를 다룬 기존 연구들의 자료를 비교한 결과, 태안층은 연천층군이나 옥천누층군의 피반령 단위와 주요 기원암을 공유하되 기원지가 완전히 일치하지는 않는 것으로 여겨진다. 이러한 결과를 바탕으로 태안층의 퇴적시기와 기원지에 대한 기존 가설들을 고려하면, 태안층을 페름기-전기 트라이아스기 사이에 퇴적된 것으로 해석한 모델이 비교적 합리적으로 보인다. 향후 태안층의 정의를 명확히 하고 기원지 규명을 위한 층서학 및 퇴적암석학적 추가연구가 필요하다.

• 암석학회지
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• 제23권3호
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• pp.279-292
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• 2014

한국의 현생 화강암류에서 분석된 Nd 동위원소 자료를 종합하여 고찰해보았다. Nd 동위원소의 변화는 추세적인 변화 또는 지역적인 변화로 설명될 수 있다. 세 차례로 나타나는 화성활동기 중에서 페름기-트라이아스기 그리고 쥬라기에 있었던 두 차례의 화성활동기에서는 초기에는 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 마그마가 만들어진 이후에 점차 낮은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 방향으로 변화한 것으로 볼 수 있다. 섭입작용의 시작과 더불어 초기에 생성된 마그마의 경우 섭입된 해양지각의 용융과 같은 결핍맨틀의 함량이 높은 마그마가 생성되고, 섭입작용의 진행과 더불어 마그마의 생성에 오래된 지각물질의 영향이 더욱 커져서 이러한 변화경향을 만들어낸 것이라고 해석할 수 있다. 그러나 백악기-고제3기의 화성활동기에서는 후기의 화성암체들이 오히려 더 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는, 이전의 화성활동기와는 반대되는 변화경향이 나타난다. 다른 해석으로는 페름기-트라이아스기 활동기 초기의 영덕화강암과 쥬라기 활동기 초기의 청송화강암 등 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값의 암체들이 대부분이 경상북도 북부지역에 밀집되어 있기 때문에 이러한 변화가 단순히 지역적인 차이를 반영하는 것이라는 해석도 전적으로 배제할 수는 없다. 이 외에도 백악기-고제3기 활동기에서 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 암체인 온정리 화강암 역시 영덕화강암과 인접하여 산출하며, 그 밖의 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 화성암들은 주로 경상분지내에서만 산출되는 것 역시 지역적 차이라는 가설을 지지한다고 볼 수 있다. 이 경우 높은 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$ 값을 갖는 지역은 다른 지역에 비해 상대적으로 젊은 평균지각 연령을 갖는 등 구분되는 지각진화사를 가질 것으로 판단된다. 이상에서 제기한 두 가설들 사이의 선택은 추가적인 연구를 통해 판단해야 할 것으로 생각된다.

• 암석학회지
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• 제28권2호
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• pp.85-109
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• 2019

경기육괴 서부 당진지역에서는 흑운모 화강암, 우백질 화강암류, 화강섬록암, 각섬석 반려암, 석영 반려암, 토날라이트 등의 중생대 화성암이 확인된다. 당진지역의 중생대 주요 화성활동 시기는 ~227 Ma, ~190 Ma, ~185 Ma, ~175 Ma로 나타난다. 반려암류는 함수광물인 각섬석의 함량이 높게 나타나는 각섬석 반려암과 석영 반려암으로 주로 구성된다. 이들은 소규모 암주 상으로 연구지역 전역에서 관찰되고, 관입 시기는 185~175 Ma로 확인된다. 트라이아스기 흑운모 화강암($225{\pm}2.3Ma$)은 남부의 해미화강암($233{\pm}2Ma$, Choi et al., 2009)과 지화학적 성격이 유사한 충돌 후 화성암으로 판단된다. 흑운모 화강암의 주요 마그마 근원물질은 화강암질 대륙지각이지만, 이 암체가 소량의 고철질암을 마그마 근원물질로 갖거나 원시 마그마 형성 시소량의 맨틀 용융물(고철질 맬트)이 성분으로 기여했을 가능성이 있다. 쥐라기 화강암류와 반려암류는 고태평양판의 섭입과 관련되어 형성된 대륙호 화성암으로 판단된다. 우백질 화강암류는 화강암질 대륙지각의 용융에 의해, 반려암류는 부화된 맨틀의 부분용융에 의해 형성된 것으로 추론된다.