Abstract
Acidic metavolcanic rocks distributed around the Chungju iron deposit show significantly high abundances of rare earth elements and high field strength elements. Relatively high ${\epsilon}_{Nd}$(0) values and lack of negative Nb anomaly suggest that assimilation of crustal material is not involved in their generation. They are plotted within the within-plate environment according the tectonic discrimination diagrams. Such geochemical characteristics are very similar to the acidic metavolcanic rocks of Munjuri Formation. They also show geochemical characteristics of Al-type magma of Eby (1992). All such diagnostic characters indicate differentiation of mantle-derived magma produced from the rift environment, related to the breakup of continent. In contrast to the alkali granites and the rare metal deposit both having age of c. 330 Ma, Sm-Nd isotopic data of the acidic metavolcanic rocks do not form well defined isochron. However, the alkali granites reveal low ${\epsilon}_{Nd}$(0) values, while the acidic metavolcanic rocks and the rare metal deposit both have significantly higher ${\epsilon}_{Nd}$(0) values. Considering such differences, we propose following generation hypothesis: The acidic metavolcanic rocks around Chungju iron deposit was erupted at 750 Ma as rest of the acidic metavolcanic rocks of Gyemyeongsan and Munjuri Formations. About 330 Ma ago, partial melting of existing Al-type igneous materials and some old crustal materials produced alkali granite. The rare metal deposit was also produced by redistribution of related materials within the acidic volcanics due to hydrothermal activities occurred at the same time. Sm-Nd isotopic systematics of the acidic metavolcanic rocks were disturbed during the regional metamorphic event at ca. 280 Ma.
계명산층 내의 충주 철광상 부근에서 산출되는 산성 변성화산암들은 매우 높은 희토류 원소 및 고장력 원소 농도를 갖는다. 비교적 높은 ${\epsilon}_{Nd}$(0) 값과 결여된 Nb(-) 이상치는 이들의 형성에 지각물질에 의한 혼염이 수반되지 않았음을 시사한다. 또한 지구조 판별도에서 판내부 환경에 도시된다. 이러한 지구화학적 특징들은 750Ma의 연대를 보이는 문주리층의 산성변성화산암과 매우 비슷하다. 이들은 Al-형(Eby, 1992)에 분류되는 마그마의 지구화학적 특징을 나타내며, 대륙의 분열과 관련된 열곡환경에서 맨틀기원의 마그마가 분화되어 생성되었음을 지시한다. 약 330Ma의 연대를 보이는 충주 철광상 부근의 알칼리 화강암 및 희유금속광상과는 달리 동일지역에서 산출되는 산성 변성화산암들의 Sm-Nd 동위원소 자료는 명확한 동시선을 형성하지 않는다. 또한 낮은 ${\epsilon}_{Nd}$(0) 값을 갖는 알칼리 화강암과는 달리 산성 변성화산암과 희유금속광상은 비교적 높은 ${\epsilon}_{Nd}$(0) 값을 갖는다. 이러한 차이에 근거하여 다음과 같은 생성가설을 제시한다: 계명산층 내의 충주 철광상 부근에 분포하는 산성 변성화산암은 계명산층의 다른 지역과 문주리층 내의 산성 변성화산암들과 마찬가지로 신원생대인 750Ma에 생성되었다. 약 330Ma 경에 기존 Al-형 화성암과 일부 오래된 지각물질의 용융으로 알칼리 화강암이 생성되었다. 이와 동시에 열수작용으로 인한 산성 화산암 내의 물질 재배치로 희유금속광상이 형성되었으며, 뒤이은 약 280Ma경의 광역변성작용시 산성 변성화산암의 Nd-Sm 동위원소계가 교란되었다.
