Proceedings of the Annual Joint Conference, the Mineralogical Society of Korea and the Petrological Society of Korea,
May 23-24, 2013, Daejeon, Korea
(사)한국광물학회․한국암석학회
2013년 공동학술발표회 논문집 - 56 -
남한 지역 현생 화강암류의 저어콘 하프늄 동위원소 조성과 대륙 성장 Zircon Hf isotopes of Phanerozoic granitoids in South Korea reveal
episodic growth and recycling of the continental crust
정창식(Chang-sik Cheong) 한국기초과학지원연구원 환경과학연구부
남한 지역에 분포하는 현생 화강암류는 관입 시기와 지구화학적 특징에 따라 크게 4 그룹으로 나눌 수 있다 (정창식과 김남훈, 2012). 페름기 말과 트라이아스기 초에 경상분 지 북부와 영남육괴 중부에 관입한 섭입 작용 관련 아다카이트(adakite)와 토날라이트질 (tonalitic) 화강암, 경기육괴와 옥천대에 산재하는 후충돌형(post-collisional) high-K series 화강암, 남한 지역에서 가장 넓은 면적을 차지하는 아마도 섭입작용 관련 쥬라기 화 강암, 경상분지에 주로 분포하는 섭입 관련 백악기-고제3기 화강암 등이 그것인데, 최근 각 그룹의 대표적인 노두로부터 저어콘 U-Pb 연대측정과 Hf 동위원소 분석 결과가 보고 되었다 (Cheong et al., 2013). 그 결과를 보면 저어콘 중심부의 Lu/Hf, Th/U 비는 연변 부에 비해 일관되게 높아 분별정출작용 동안 일어난 마그마의 화학조성 변화를 잘 반영하고 있다. 저어콘의 εHf(t) 값은 개방계의 거동을 잘 지시하는데, 중심부에서 주변부로 가면서 낮아지는 일반적인 지각 혼염의 특징을 보이는 경우가 많으나 일부 시료에서는 반대의 변화 를 보여 마그마 진화 과정 동안 일어난 새로운 맨틀물질의 공급을 지시하기도 한다. 옥천대 에 분포하는 트라이아스기의 후충돌형 화강암과 쥬라기 화강암에서 분리한 저어콘은 –16.7 에서 –19.2 범위의 εHf(t) 값을 가져 오래된 대륙지각물질이 주된 기원물질임을 지시하는 데 물려받은 저어콘(inherited zircon)의 Hf 모델연대는 25억년 부근에 집중된다. 그 중 2.46 Ga에 정출된 저어콘의 한 자료는 분명한 맨틀기원의 εHf(t) 값(+10.7)을 가진다. 영 덕 지역 페름기 말 화강암의 저어콘은 거의 맨틀 값에 가까운 εHf(t)와 607 ∼ 327 Ma 범위의 Hf 모델연대를 가진다. 경상분지 백악기-고제3기 화강암류의 저어콘 자료를 페름기 말 화강암류의 저어콘 자료와 함께 εHf(t)-정출연대 그림에 점시할 때 보이는 직선의 각도 는 평균 지각이 가지는 Lu/Hf 비가 만드는 진화선의 각도와 잘 일치하므로 백악기-고제3 기 화강암류는 기본적으로 맨틀물질의 새로운 투입보다는 기존 지각이 녹아 만들어진 마그 마에서 유래된 것으로 보인다. 이로보아 남한 지역에서는 주로 시생대-원생대 경계시기와 선캠브리아기말-고생대 초에 새로운 지각의 성장이 일어났다고 판단된다.
참고문헌
정창식, 김남훈, 2012. 남한 지역 현생 화강암류의 연대측정 결과 정리. 암석학회지, 21, 173-192.
Cheong, C.-s., Yi, K., Kim, N., Lee, T.-H., Lee, S.R., Geng, J.-z., and Li, H.-k., 2013. Tracking source materials of Phanerozoic granitoids in South Korea by zircon Hf isotopes. Terra Nova (in print).
