The Journal of the Petrological Society of Korea (암석학회지)

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Tectonic evolution of the Central Ogcheon Belt, Korea

중부 옥천대의 지구조 발달과정

  • Kang, Ji-Hoon (Department of Earth and Environmental Sciences, Andong National University) ;
  • Hayasaka, Yasutaka (Department of Earth and Planetary Systems Science, Hiroshima University) ;
  • Ryoo, Chung-Ryul (Mineral Resources Research Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources)
  • 강지훈 (안동대학교 지구환경과학과) ;
  • ;
  • 류충렬 (한국지질자원연구원 광물자원연구본부)
  • Received : 2012.04.02
  • Accepted : 2012.05.04
  • Published : 2012.06.30
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Abstract

The tectonic evolution of the Central Ogcheon Belt has been newly analyzed in this paper from the detailed geological maps by lithofacies classification, the development processes of geological structures, microstructures, and the time-relationship between deformation and metamorphism in the Ogcheon, Cheongsan, Mungyeong Buunnyeong, Busan areas, Korea and the fossil and radiometric age data of the Ogcheon Supergroup(OSG). The 1st tectonic phase($D^*$) is marked by the rifting of the original Gyeonggi Massif into North Gyeonggi Massif(present Gyeonggi Massif) and South Gyeonggi Massif (Bakdallyeong and Busan gneiss complexes). The Joseon Supergroup(JSG) and the lower unit(quartzose psammitic, pelitic, calcareous and basic rocks) of OSG were deposited in the Ogcheon rift basin during Early Paleozoic time, and the Pyeongan Supergroup(PSG) and its upper unit(conglomerate and pelitic rocks and acidic rocks) appeared in Late Paleozoic time. The 2nd tectonic phase(Ogcheon-Cheongsan phase/Songnim orogeny: D1), which occurred during Late Permian-Middle Triassic age, is characterized by the closing of Ogcheon rift basin(= the coupling of the North and South Gyeonggi Massifs) in the earlier phase(Ogcheon subphase: D1a), and by the coupling of South China block(Gyeonggi Massif and Ogcheon Zone) and North China block(Yeongnam Massif and Taebaksan Zone) in the later phase(Cheongsan subphase: D1b). At the earlier stage of D1a occurred the M1 medium-pressure type metamorphism of OSG related to the growth of coarse biotites, garnets, staurolites. At its later stage, the medium-pressure type metamorphic rocks were exhumed as some nappes with SE-vergence, and the giant-scale sheath fold, regional foliation, stretching lineation were formed in the OSG. At the D1b subphase which occurs under (N)NE-(S)SW compression, the thrusts with NNE- or/and SSW-vergence were formed in the front and rear parts of couple, and the NNE-trending Cheongsan shear zone of dextral strike-slip and the NNE-trending upright folds of the JSG and PSG were also formed in its flank part, and Daedong basin was built in Korean Peninsula. After that, Daedong Group(DG) of the Late Triassic-Early Jurassic was deposited. The 3rd tectonic phase(Honam phase/Daebo orogeny: D2) occurred by the transpression tectonics of NNE-trending Honam dextral strike-slip shearing in Early~Late Jurassic time, and formed the asymmetric crenulated fold in the OSG and the NNE-trending recumbent folds in the JSG and PSG and the thrust faults with ESE-vergence in which pre-Late Triassic Supergroups override DG. The M2 contact metamorphism of andalusite-sillimanite type by the intrusion of Daebo granitoids occurred at the D2 intertectonic phase of Middle Jurassic age. The 4th tectonic phase(Cheongmari phase: D3) occurred under the N-S compression at Early Cretaceous time, and formed the pull-apart Cretaceous sedimentary basins accompanying the NNE-trending sinistral strike-slip shearing. The M3 retrograde metamorphism of OSG associated with the crystallization of chlorite porphyroblasts mainly occurred after the D2. After the D3, the sinistral displacement(Geumgang phase: D4) occurred along the Geumgang fault accompanied with the giant-scale Geumgang drag fold with its parasitic kink folds in the Ogcheon area. These folds are intruded by acidic dykes of Late Cretaceous age.

본 논문에서는 옥천, 청산, 문경 부운령, 부산 지역에서 작성된 암상구분에 의한 상세한 지질도, 변형단계별 지질구조와 미구조, 변형작용과 변성작용 사이의 상대적 시간관계 등에 대한 종합적인 연구결과와 옥천누층군에서 최근까지 보고된 절대 및 화석 연대자료로부터 중부 옥천대의 지구조 발달과정을 새롭게 고찰해 보았다. 첫 번째 지구조운동($D^*$)은 원경기육괴를 북부 경기육괴(현재의 경기육괴)와 남부 경기육괴(부산 및 박달령 편마암복합체)로 분리시키는 열곡작용에 의해 특징 지워진다. 전기 고생대 동안에는 조선누층군과 이에 상응하는 옥천누층군의 하위층군(석영사질암, 이질암, 탄산염질암, 염기성질암)이 옥천열곡분지에 퇴적 및 분출 관입되었고, 후기 고생대 동안에는 평안누층군과 이에 상응하는 옥천누층군의 상위층군(역질암, 이질암, 산성질암)이 퇴적 및 분출 관입되었다. 두 번째 지구조운동(옥천-청산 지구조운동/송림조산운동: D1)은 후기 페름기~중기 트라이아스기 동안에 발생하였고, D1은 전기단계의 옥천 아지구조운동(D1a)과 후기단계의 청산 아지구조운동(D1b)으로 구분된다. D1a는 북부 경기육괴와 남부 경기육괴의 결합 즉 옥천열곡분지의 닫힘운동과 관련하여 발생하였으며, 그 초기단계에는 옥천누층군에 조립흑운모, 석류석, 십자석 등 중압형 변성광물의 성장과 관련된 M1 중압형 변성작용을 발생시켰고 그 후기단계에는 옥천 중압형 변성암류를 남동-버젼스의 몇몇 나쁘로서 발굴시켰다. 그 결과 옥천변성대에서는 남동-버젼스의 지구조단위들이 형성되고 옥천누층군에는 이에 수반되어 대규모 칼집습곡, 광역엽리, 신장선구조가 형성되었다. D1b는 (북)북동-(남)남서의 압축지구조 환경하에서 발생하여 남중국판(경기육괴와 옥천변성대)과 북중국판(영남육괴와 태백산대)을 결합시켰다. 주요 지질구조로는 결합부의 선단부와 후미부에 (북)북동-버젼스 내지 (남)남서-버젼스를 갖는 (서)북서 방향의 충상단층이 형성되고, 결합부의 측면부에는 북북동 방향의 우수 주향-이동성 청산전단대와 조선 및 평안누층군에 북북동 방향의 직립습곡이 형성되었으며, 한반도에는 대동분지가 형성되었다. 그 이후, 후기 트라이아스기~전기 쥬라기의 대동층군이 퇴적되고, 세 번째 지구조운동(호남 지구조운동/대보조산운동: D2)은 전기~후기 쥬라기 동안에 북북동 방향의 우수 주향-이동성 호남전단운동의 횡압축응력 지구조환경하에서 발생하여 옥천누층군에 비대칭 파랑습곡과 조선 및 평안누층군에 북북동 방향의 횡와습곡과 후기 트라이아기 이전의 지층군이 대동층군의 상부로 충상하는 동남동-버젼스의 충상단층을 형성시켰다. M2 홍주석-규선석형 접촉변성작용은 D2의 휴식기에 해당하는 중기 쥬라기에 대보 화강암류의 관입에 의해 발생하였다. 네 번째 지구조운동(청마리 지구조운동: D3)은 전기 백악기에 남-북 방향의 압축지구조 환경하에서 발생하여 북북동 방향의 좌수 주향-이동성 전단운동에 수반된 당겨-열림형 백악기 퇴적분지를 형성시켰다. M3 후퇴변성작용은 주로 D2 이후에 발생하여 옥천누층군에 녹니석 반상변정을 결정시켰다. D3 이후 옥천지역에서는 기생 킹크습곡과 함께 대규모 금강 끌림습곡을 수반하는 좌수향 금강단층운동(금강 지구조운동: D4)이 발생하였고 이들 킹크습곡은 후기 백악기의 산성 암맥에 의해 관입된다.

Keywords

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