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충주 계명산지역 옥천변성대의 화성활동과 지질구조
Igneous Activity and Geological Structure of the Ogcheon Metamorphic Zone in the Kyemyeongsan area, Chungju, Korea

강지훈    (안동대학교 지구환경과학과   ); 류충렬    (한국자원연구소 환경지질연구부  );
  • 초록

    옥천변성대의 북동부에 위치하고 있는 충주 계명산지역은 옥천누층군(대향산 규암층, 향산리 돌로마이트층, 계명산층)과 이들을 관입하고 있는 중생대 충주화강암으로 주고 구성되어 있다. 계명 산층의 주요 구성암류는 역질암, 염기성질암, 산성질암, 이질암 그리고 사질암 기원의 다양한 변성도를 보이는 변성암류로 되어 있고, 염기성질암과 산성질암을 교호 내지 설상으로 산출한다. 이는 염기성질암과 산성질암이 열곡환경의 바이모달(bimodal)형 화성활동의 산물이었음을 제안한다. 또한, 열린 납작 타원형 분포를 보이는 역질암의 외곽부에는 주로 화산암형 산성질암이 분포하고 그의 중심부에는 화산암형 산성질암과 함께 심성암형 산성질암이 분포한다. 이는 역질암 형성 이전의 산성질암 화성활동은 역질암 형성과 동시기 내지 이후의 산성질암 화성활동과 그의 산상에서 차이점이 있음을 의미한다. 충주 계명산지역 옥천변성대의 지리구조는 적어도 세 번의 변형단계를 거쳐 형성되었다. 첫 번째 변형(D1 변형 )은 북북서 내지 북서 주향에 서남서 내지 남서 방향으로 경사하는 습곡축면(S1)과 서쪽으로 침강하는 습곡축을 보이는 동쪽으로 닫힌 하나의 거대한 칼집형(sheath-type)습곡(F1 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 신장선구조(L1)가 형성되엇다. 두 번째 변형(D2 변형)은 북북동 내지 북동 주향의 습곡축면(S2)과 $20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$ 방향의 습곡축(L2)을 보이는 동남동 내지 남동 버전스(vergence)의 비대칭 습곡(F2 습곡)을 형성시켰다. 그 결과, 서쪽으로 침강하는 원래의 L1방향은 F2 습곡의 하위 날개(역전된 날개)부에서 북서쪽으로 침강하는 L1으로 재배열되었다. 세 번째 변형(D3 변형)은 $45^{\circ}/265^{\circ}$ 방향의 습곡을 갖는 셰브론(chevron)형 습곡(F3 습곡)으로, 남북 방향의 압축작용에 의해 형성된다. 그 결과, 원래의 L2 방향( $20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$ 방향)은 주로 $35~45^{\circ}/260~280^{\circ}$ 방향과 부수적으로 $30~45^{\circ}/135~165^{\circ}$ 방향의 L2로 재배열된다. D3 변형 이후, 동서 방향의 압축작용으로 형성된 남북 주향에 고각 경사의 습곡축면과 준 수평적인 습곡축을 갖는 열린(open)습곡이 관찰된다.


    The Kyemyeongsan area of Chungju in the NE part of the Ogcheon metamorphic zone, Koera, consists mainly of the Ogcheon Supergroup(Taehyangsan Quartzite, Hyangsanri Dolomite and Kyemyeogsan Formation) and the MeSozoic Chungju granite. The Kyemyeongsan Formation is composed mainly of metamorphic rocks of various grades derived from conglomeratic, basic, acidic, pelitic and psammitic rocks. The basic and acidic rocks show alternated or interfingered appearence, indicating that they were derived form bimodal type of magmatism in rift environment. Conglomeratic rocks overlie acidic volcanic rocks in geneal, but are underlain by both acidic plutonic and volcanic rocks. This indicaties that the acidic magmatism before the formation of conglomeratic rocks was different from that during or after the formation of conglomeratic rocks in its occurrence mode. The geological structure of the Ogcheon metamorphic zone in the Kyemyeongsan area, Chungju was formed at least by three phases of deormation. The first phase deformation(D1) formed a regional-scale sheath-type fold(F1) closed into the east. Its axial phane(S1) strikes NNW to NW and dips WSW to SW. The stetching lineation(L1), related to the sheath-type fold, plunges westward. The second phase deformation (D2) formed asymmetric fold(F2) of ESE-to SE-vergence with NNE to NE striking axial plane(S2) and $20~45^{\circ}/210~230^{\circ}$ plunging axis(L2). The F2 fold reoriented the original westward plunging L1 into northwestward plunging L1 in its lower limb(overturned limb). The third phase of deformation(D3) was recognized as chevron-type fold(F3) with $45^{\circ}/265 $^{\circ}$ plunging axis. The F3 fold was formed by the compression of N-S direction, resulting in the reorientation of the original $20-45^{\circ}/210~230^{\circ}$ plunging L2 into mainly $35~45^{\circ}/260~280^{\circ}$ and subsidiarily $30~45^{\circ}/135~165^{\circ}$ plunging L2. After this deformation, open fold with NS striking and steeply E or W dipping axial plane is formed by the compression of E-W direction.


  • 주제어

    충주 계명산지역 .   화성활동 .   구조해석 .   칼집형 습곡 .   비대칭 습곡 .   셰브론형 습곡 .   kyemyeongsan area of Chungju .   igneous Activity .   structural analysis .   sheath-type fold .   asymmetric fold .   chevron-type fold.  

  • 참고문헌 (28)

    1. 충주 지역에 분포하는 변성암류의 K-Ar 연대 :원생대 말기(675 Ma)의 옥천대 변성작용 , 민경원;조문섭;권성택;김인준;K. Nagao;E. Nakamura , 지질학회지 / v.31,pp.315-327,
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    4. 옥천변성대 남서부 지역에서의 변성진화과정 , 오창환;김선태;이정후 , 지질학회지 / v.31,pp.21-31,
    5. 충추층군의 시대에 관한 연구 , 나기창 , 충북대학교논문집 / v.21,pp.49-56,
    6. 남한 중부지역의 지질과 지구조 , 김옥준 , 광산지질 / v.2,pp.73-90,
    7. 증평-덕평 지역에 분포하는 중부 옥천 변성대의 변성 지구조적 진화 , 김현철;조문섭;고희재 , 지질학회지 / v.31,pp.299-314,
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    20. Geological structure and Tectonics of the Ogcheon zone in the Chungju-Jangseonri area , Kang, J.H. , South Korea. Jour. Sci. Hiroshima Univ. Series C / v.10,pp.11-23,
    21. 옥천대 남부지역 옥천층군의 지질구조 및 층서 , 장태우;이재영;윤선 , 지질학회지 / v.24,pp.340-355,
    22. 박봉순;여상철 , 한국지질도(1:50,000) 목계도폭 및 설명서 / v.,pp.24,
    23. Deformation sequence and characteristics of the Ogcheon Supergroup in the Goesan area, central Ogcheon belt , Koh, H.J.;Kim, J.H. , Korea. Jour. Geol. Soc. Korea. / v.31,pp.271-298,
    24. 충주지역 대향산 규암층 주변일대의 변형량 분석 및 변형작용사 , 임명혁;김영엄;장태우 , 지질학회지 / v.27,pp.191-199,
    25. 옥천지향사대 종합연구(Ⅰ) (옥천 Belt 동북부를 중심으로 하여) , 최위찬;김동학 , 한국동력자원연구소 조사연구보고 / v.11,pp.19-43,
    26. Geodynamics of Ogcheon belt(South Korea) , Cluzel, D.;Cadet, J.P.;Lapierre, H. , Tectonophysics / v.183,pp.41-56,
    27. 옥천대내 향산리돌로마이트층에서의 Archaeocyatha의 발견과 그 의의 , 이대성;장기홍;이하영 , 지질학회지 / v.8,pp.191-197,
    28. 옥천층군의 지질시대에 대하여 , 손치무 , 광산지질 / v.3,pp.9-15,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. 2001. "The Study of Age Determination Using Stepwise Dissolution Technique" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea, 10(3): 133~147     
    2. 2003. "Geochemical and Geochronological Studies on Metaigneous Rocks in the Gyemyeongsan Formation, Northwestern Okcheon Metamorphic Belt and their Tectonic Implication" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea, 12(4): 155~169     
    3. Kang, Ji-Hoon ; Hayasaka, Yasutaka ; Ryoo, Chung-Ryul 2012. "Tectonic evolution of the Central Ogcheon Belt, Korea" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea, 21(2): 129~150     

 저자의 다른 논문

  • 강지훈 (36)

    1. 1996 "장군봉 일대 선캠브라아대.고생대 변성퇴적암류의 다변성작용-북부 소백산육괴의 중앙부 지역의 지각진화와 환경지질-" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 5 (2): 168~187    
    2. 1997 "장군봉지역 선캠브리아대-고생대 변성퇴적암류의 지질구조-북부 소백산육괴의 중앙부지역의 지각진화와 환경지질" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 6 (3): 224~259    
    3. 1998 "변형된 청산 화강암의 압쇄암화작용시의 변형온도 - 변형된 청산 화강암의 구조 해석 -" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 7 (1): 53~68    
    4. 1998 "장군봉지역 북부 소백산육괴의 고생대 변성퇴적암류에 대한 변형작용과 변성작용 사이의 상대적인 시간관계" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 7 (3): 190~206    
    5. 1999 "풍기지역 소백산편마암복합체의 백립암상 변성작용 -북부 소백산육괴의 지각진화와 환경지질-" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 8 (3): 183~202    
    6. 2000 "봉화군 상운면지역에서 북부 소백산육괴의 지질구조 해석" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 9 (4): 254~270    
    7. 2001 "문경 부운령지역에서 옥천대의 지질구조" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 10 (2): 82~94    
    8. 2001 "부산지역에서 옥천변성대의 지질구조: 하트상 부산 편마암복합체에 대한 새로운 지구조모델" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 10 (2): 106~120    
    9. 2002 "미원-보은지역에서 옥천변성대의 지질구조" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 11 (3): 234~249    
    10. 2002 "평해-울진 지역 선캠브리아기 기성통의 부재 및 평해통과 원남통의 관계에 대한 소고" 암석학회지 = The Journal of the Petrological Society of Korea 11 (3): 271~277    

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