Deformation Sequence and Characteristics of the Ogcheon Supergroup in the Goesan Area, Central Ogcheon Belt, Korea

Hee Jae Koh(고희재),Jeong Hwan Kim(김정환) 대한지질학회 1995 지질학회지 Vol.31 No.4

파주지역 규암의 층서관계 규명을 위한 지구화학적-구조지질학적 연구

고희재(Hee Jae Koh),이승구(Seung-Gu Lee),이병주(Byung-Joo Lee) 한국암석학회 2005 암석학회지 Vol.14 No.2

경기도 파주시 월롱면, 광탄면, 조리면 지역에는 다중 습곡 작용을 받은 선캠브리아기 암석이 N10°E 방향의 습곡축을 갖는 2 조의 U형 습곡구조(습곡 Ⅰ과 Ⅱ)를 따라서 분포한다. 습곡구조를 따라 분포하는 10여 매의 규암과 4 매의 석회질 편암은 기원 퇴적암이 순차적으로 반복 퇴적된 것인지, 혹은 1-2 매의 동일한 규암과 석회질 편암이 등사습곡작용에 의하여 반복 분포되는 것인지에 관한 직접적인 증거(퇴적구조)는 발견되지 않는다. 이 논문에서는 U형 습곡이 습곡축을 중심으로 동측과 서측의 양 방향에 분포하는 규암의 상호 연결성을 희토류원소 분포도와 Nd 동위원소비와 같은 지구화학적 방법으로 대비하였다. 습곡구조를 형성하는 규암의 희토류원소 분포도 특성은 경희토류는 편평하고 중희토류가 약간 결핍되어 있다. 또한 Ce의 부(-)의 이상을 보여주는 반면에 Eu의 이상은 거의 존재하지 않는다. 희토류원소 분포도 양상은 습곡축을 중심으로 동-서 양 방향의 규암에 있어서 매우 유사하게 나타났다. 이들 규암의 Nd 모델연대도 습곡축의 양쪽 외곽부에서 내부로 들어오면서 젊어지는 경향을 보여준다. 이와 같이 유사한 희토류원소 분포특성과 Nd 모델연대는 연구지역내에서 습곡축을 중심으로 동측과 서측에 분포하는 규암이 동일한 기원물질로부터 유래되었음을 시사해주는 것으로서 , 충서적 및 구조지질학적 연결과 대비되는 것으로 볼 수 있다. 규암과 호층을 형성하는 운모편암의 희토류원소 분포도 및 Sr, Ba, Eu, Rb과 같은 미량원소의 상관관계도는 운모편암이 규암의 근원 물질과는 다를 가능성을 지시한다. 이는 변성작용, 풍화작용과 같은 지질현상에 의해서도 전체적인 분포 특성이 거의 영향을 받지 않는 희토류원소 지구화학과, 지각내 체류시간을 지시해주는 Nd 동위원소 지구화학이 서로 떨어져 분포하는 퇴적층의 연결성을 추적하는데 유용하게 활용될 수 있음을 지시해준다. The Precambrian quartzite and calc-schist layers experienced multi-folding events are distributed along the two kinds of V-shaped fold (Fold Ⅰ and Ⅱ) with N10°E-directed fold axis in Wollong-myeon, Gwangtan-myeon, Jori-myeon of Paju city, the northeastern part of Gyeonggido. Occurrence of 10 layers of quartzite and 4 layers of calc-schist is not clear whether quartzite and schist layers were deposited sequentially each other or one to two layers of quartzite and schist were distributed repeatedly by isoclinal folding and thrusting, because of lack of sedimentary structures. In this paper, we tried to clarify the correlative relationship among the quartzite beds which are distributed along the U-shaped folds using geochemical tools such as rare earth element (REE) patterns and Nd isotope ratio. Quartzites have characteristics of LREE-flattened, HREE- slightly depleted patterns. They also show Ce negative anomaly whereas there are no Eu anomalies. As a result, quartzite beds occurred along the bilateral sides of fold axis show very similar REE patterns from outer side to inner side of fold. The Nd model age of quartzite layers shows a trend that the inner part of fold is younger than the outer part of it. Such geochemical characteristics suggest that bilateral quartzite beds occurred along the fold axis were derived from the cogenetic source materials. The REE patterns and trace element geochemistry of mica schist intercalated within quartzite indicate that the quartzite and mica schist may be derived from different source materials. Our results suggest that REE and Nd isotope geochernistries may be very useful in clarifying the relationship of sedimentary deposits which do not show stratigraphical and structural connections in the field.

티모르섬 충돌 동시성 멜란지의 산상 및 기원

박승익,고희재,김성원,김유홍,Park, Seung-Ik,Koh, Hee Jae,Kim, Sung Won,Kihm, You Hong 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.1

보보나로 멜란지는 인도-호주판과 유라시아판의 경계부에 위치한 세계적으로 가장 젊은 충돌 동시성 멜란지 중 하나이다. 이 멜란지는 신제3기에 시작된 호주 대륙의 연변부와 반다 호와의 충돌로 인해 형성되었으며, 티모르섬의 전역에 걸쳐 분포한다. 티모르섬 남부 수아이 지역은 호주 대륙 기원 암체, 반다 호 기원 암체, 충돌 동시성 보보나로 멜란지, 그리고 충돌 동시성 퇴적층까지 다양한 지층들이 분포하고 있어, 멜란지와 다른 지구조 단위의 기원적 상관관계를 파악하는데 적합한 지역이다. 본 연구에서는 수아이 지역에서 수행한 1:25,000 규모의 정밀 지질조사 결과를 토대로 보보나로 멜란지의 내부 구조적 특성 및 공간적 분포 양상을 제시하고 그 기원에 대해 토의한다. 수아이 지역에 분포하는 보보나로 멜란지는 주로 적갈색 및 녹회색을 띠며 변성작용을 받지 않은 비늘모양 점토 기질과 대부분 인접한 지역의 지층들에서 유래한 다양한 종류의 암편들로 구성된다. 주변암과의 관계가 비교적 명확한 멜란지 노두에서 인지되는 내부 구조적 특징은 보보나로 멜란지가 '다이아피릭 멜란지', '지구조 멜란지' 그리고 혼합 과정 없이 지층교란에 의해 형성된 '깨진 지층'으로 구성됨을 지시한다. 또한 공간적 분포 특성은 보보나로 멜란지가 호주 대륙기원 암체 하부의 곤드와나 대지층군과 더불어 이를 충상하는 반다 호 기원 지층들까지 모두 절단하며 관입하고 있음을 나타낸다. 연구지역에서 파악되는 노두 규모의 내부 구조적 특징 및 광역적 분포 특성을 기존에 제시된 멜란지 형성 모델들과 결부하여 고려하였을 때, 보보나로 멜란지는 대부분 곤드와나 대지층군으로부터 점토물질이 유래한 다이아피릭 멜란지로 형성되었으며 멜란지의 형성 및 진화에 단층활동이 지속적으로 영향을 미친 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 현생 부가체-충돌대에서 다이아피릭 멜란지가 주요한 구성 요소임을 잘 보여준다. 이는 오래된 부가체-충돌대에 발달하는 멜란지의 기원을 해석함에 있어서도 다이아피릭 프로세스를 주요한 인자로 고려해야함을 지시한다. The Bobonaro m$\acute{e}$lange is one of the youngest syn-collisional m$\acute{e}$langes, located between the Indo-Australian and Eurasian plates. The m$\acute{e}$lange has formed in association with a collision between the Australian continental margin and the Banda arc initiated in Neogene. The Suai area at the southern part of Timor is a good place to examine the genetic relationship between the m$\acute{e}$lange and other rock sequences because various tectonostratigraphic units coexist in the area. In this study, we present the structural characteristics and spatial distribution of the Bobonaro m$\acute{e}$lange investigated as a part of 1:25K scale geologic mapping in the area, and discuss on the origin of the m$\acute{e}$lange. The Bobonaro m$\acute{e}$lange in the Suai area is composed of unmetamorphosed clay matrix and blocks of various lithologies. The clay matrix mainly is reddish brown or greenish gray in colour, and has scaly texture. Most blocks are allochthonous, but mostly derived from nearby formations. Based on the internal structure and relationship with surrounding rocks, the Bobonaro m$\acute{e}$lange is genetically classified into 1) diapiric m$\acute{e}$lange; 2) tectonic m$\acute{e}$lange; and 3) broken formation. The spatial distribution of the Bobonaro m$\acute{e}$lange indicates that it intruded all pre-collisional units including the lower Australian continental margin unit(Gondwana megasequence) and the Banda arc unit. Taking the field evidences and previous genetic models into consideration, the Bobonaro m$\acute{e}$lange is interpreted to be mainly formed as a diapiric m$\acute{e}$lange originated from Gondwana megasequence, consistently effected by faulting events. This study reflects that diapiric m$\acute{e}$lange is a significant component in recent accretionay-collision belts. It suggests that diapiric process should be considered as a main genetic factor even in ancient m$\acute{e}$lange.

Structural Analysis of the Danyang Area, Danyang Coalfield, Korea

김정환,고희재,Kim, Jeong Hwan,Koh, Hee Jae The Korean Society of Economic and Environmental G 1992 자원환경지질 Vol.25 No.1

단양지역은 단양탄전 서남부에 위치하며, 습곡작용과 드러스트 단층운동을 받은 중생대와 고생대 지층들로 구성되어 있다. 연구지역은 대규모의 조구조선, 동으로는 옥동단층과 서쪽에는 각동 드러스트 단층으로 경계지워져 있다. 연구지역내에 발달하고 있는 지질구조 요소들을 해석한 결과 연구지역내의 지층들이 4번에 걸쳐서 변형작용을 받았다. 옥동단층을 따라서 발달하고 있는 압쇄대는 첫번째 변형작용($D_1$) 중에 형성되었으며, 이와 관련된 구조로는 장산규암층내에 불연속적으로 발달하고 있는 압쇄대와 조서누층군내의 지층에 평행하게 발달한 인장(引長, pull-apart)구조들이 관찰된다. 두번째 변형작용중에 형성된 지질구조($D_2$)로는 북서방향의 습곡구조와 선구조들이며, 이러한 구조들은 대동 누층군 내에서는 관찰되지 않는다. 한반도 전역에 영향을 준 대보조산운동의 결과로 형성된 지질 구조들로는 ($D_3$) 각동 드러스트를 비롯한 북동방향의 드러스트 단층들과 습곡구조 등이다. 이 기간 동안에 기존의 지질구조들은 더 tight해졌으며, 변형되고 북동방향으로 회전되었다. 최후기의 변형작용($D_4$) 중에 동-서 방향의 죽령단층과 미약한 습곡구조가 형성되었다. 죽령단층내의 지층들은 주향이동 단층운동중에 회전되고 transpression의 영향을 받았다. The Danyang area consists of the thrust and folded sedimentary rocks of Paleozoic and Mesozoic Era. The area is bounded by major tectonic units which are the Gagdong Thrust to the west and the Okdong Fault to the east. According to the structural analyses, the area is affected by polyphase deformation. This study establishes deformational sequence in the area. Mylonite zone along the Okdong Fault corresponds to the first generation of structures ($D_1$). $D_1$-structures are discrete shear zone in the Jangsan Formation and bedding parallel extensional deformation in the Cambro-Ordovician sequences. $D_2$-structures were formed prior to the sedimentation of the Jurassic Bansong Group, which are the NW-trending fold and linear structures. After sedimentation of the Bansong Group, the area is strongly affected by the Daebo Orogeny which produces NE-trending thrusts, folds and linear structures. Earlier structures were tightened and rotated toward NE. Some thrust faults did not propagate into the Bansong Group. It is suggested either the Bansong Group acted as a decoupling horizon or rest on unconformably on the thrust faults. The area is weakly affected by $D_4$-event of which structures are E-W trending folds and faults. The Jugryeong Fault clearly cut the earlier folds and thrust faults. The rocks within the fault zone were sliced and rotated during the strike-slip movements. Block rotation and transpressional features can be commonly observed.

옥동단층(玉洞斷層)

김정환,고희재,기원서,Kim, Jeong Hwan,Koh, Hee Jae,Kee, Weon Seo 대한자원환경지질학회 1989 자원환경지질 Vol.22 No.3

The Okdong Fault is situated in Okdong-Hamchang area, the central part of Korea. The area consists of Precambrian gneisses and granitoids, Paleozoic clastic and carbonate rocks, and Mesozoic clastic rocks and igneous intrusives. The Okdong Fault is situated along contact boundary between the lowermost Cambrian Basal Quartzite and Precambrian basements. Mylonites occur as narrow zone which is extended over 100km and is restricted to within 10m-30m along the Okdong Fault. The main features of mylonites are quartz mylonite derived from Cambrian Basal Quartzite and mylonitic granitoids from Precambrian granitoids. Movement sense is deduced as a sinistral strike-slip movement with evidence of rotation of sheared porphyroclasts, rotation of fragments and S/C-bands. The mylonite zone has been reactivated as fault which reveals oblique-slip movement. The fault resurges as faults which reveals normal(to the NW) and reverse(to the SE) dip-slip movement. Normal faults are dominant in the northern and southern part and reverse or thrust faults are dominant in the central part of the Okdong Fault. The thrust movement can be correlated with the Daebo Orogeny of Jurassic Period. Granites and dyke rocks intruded into Paleozoic and Precambrian rocks during Cretaceous Period.

강원도(江原道) 영월(寧越) - 예미지역(禮美地域)의 지질구조(地質構造)

김정환,고희재,이종대,Kim, Jeong Hwan,Koh, Hee Jae,Lee, Jong Dae 대한자원환경지질학회 1991 자원환경지질 Vol.24 No.2

The Yeongweol - Yemi area, in the area between the Kagdong thrust fault and Samcheog Coalfield, comprises Paleozoic and Mesozoic sedimentary and igneous rocks. Geologic structures related with thrust movements are dominant in the area. These are thrust faults, imbricate structures and hanging-wall anticline. Thrust sheets were transported from NW to SE and these differ from the Cretaceous Bulkuksa Orogeny of which thrust sheets were transported from N to S. NE - trending folds are dominant, but NW - trending folds and refolded folds are also found. NW - trending folds are only found in the Cambro-Ordovician sedimentary rocks. It might be an indication of the presence of late Paleozoic tectonism in the Korean Peninsula.

홍성 신리 지역 대리암 내 함석류석 변성염기성암의 암석지화학 연구 및 그 지구조적 의미

김성원(Sung Won Kim),고희재(Hee Jae Koh) 한국암석학회 2010 암석학회지 Vol.19 No.3

남서부 경기육괴 홍성의 동부 예당호 부근의 신리지역은 원생대 후기의 덕정리 화강섬록암-토날라이트, 압쇄 각섬석 정편마암 및 함석류석 변성염기성암을 포함하는 대리암이 분포한다. 이 논문에서는 신리지역의 대리암 내 원생대 후기 함석류석 변성염기성암의 광물화학 및 지화학 자료를 보고하고자 한다. 신리지역의 함석류석 변성염기성암을 SiO₂ 대 Na₂O+K₂O의 분별도에 도시하면 SiO₂의 함량은 46.98-51.17 wt% 그리고 Na₂O+K₂O의 함량은 1.95-2.85 wt%로 솔레아이트질 서브-알칼라인 현무암의 영역에 점시된다. Zr/Y 대 Zr의 분별도에서도 함석류석 변성염기성암은 서브-알칼라인 현무암의 영역에 점시된다. 신리 지역의 변성염기성암의 희토류 원소 농도를 콘드라이트 조성치에 표준화한 희토류 양상은 중앙해령과 유사한 현무암의 희토류 원소 양상을 보여준다. 평균 초생맨틀값으로 미량원소 성분을 표준화하여 도시한 거미 성분도상에서는 신리 변성염기성암는 경희토류가 부화되어 있고, 전반적으로 주원소 및 미량원소의 지화학적 특징은 판 내부 환경의 현무암과 유사한 경향을 보여준다. 이들 양상은 기 보고된 비봉과 백동지역의 변성초염기성암과 관련된 고압형 변성염기성암의 중앙해령 현무암과 유사한 호상열도 현무암 혹은 배호분지 현무암의 양상과 상이하다. 신리지역 대리암 내에 포함된 변성염기성암의 광물군과 광물화학을 근거로 계산된 변성 압력-온도 조건은 석류석 중심부에서 9.6-12.7 kb, 695-840℃, 석류석 가장자리에서 9.6-13.6 kb, 630-755℃로 온도가 감소하며 압력이 거의 일정한 변성진화과정을 보여준다. 이들 변성 압력-온도 진화경로는 비봉 및 백동 변성염기성암의 등온하강 후퇴변성작용 경로와는 다름을 알 수 있다. 이들 암체에서 보고된 트라이아스기 변형, 변성 시기와 더불어 원생대 후기의 변성작용과 생성 시기 등을 포함한 보다 상세한 연구가 수행되어져야 할 것이다. The Shinri area near the Yedang Lake, the eastern part of the Hongseong area in SW Gyeonggi Massif, consists of the Neoproterozoic Duckjeongri granodiorite-tonalite, mylonitized amphibole-bearing orthogneiss and impure marble with lens-shaped garnet-bearing metabasites. In this paper, we report mineralogical and geochemical data of Neoproterozoic lens-shaped garnet-bearing metabasites within marble of the Shinri area. The SiO₂ contents of garnet-bearing metabasites in marble vary between ~46.98 and 51.17 wt%, and the Na₂O + K₂O contents fall between ~1.95 and 2.85 wt%, similar to the tholeiitic sub-alkaline basaltic rocks. In the Zr/Y vs. Zr diagram, garnet-bearing metabasites also plot in the subalkaline basaltic rocks. The chondrite-normalized REE patterns for Shinri garnet-bearing metabasites show relatively flat patterns to that of chondrite. They show slight LREE-enriched and depleted patterns. The major and trace element data from lens-shaped garnet-bearing metabasites in marble of the Shinri area suggest that these rocks were formed in within plate. In contrast, previous major and trace element data of high pressure type garnet-bearing metabasites from the mafic-ultramafic complex in the Baekdong and Bibong areas suggest that these rocks were formed in a nascent arc to backarc spreading center within subduction zone setting. Based on mineral assemblage and mineral chemistry, P-T estimates for Shinri garnet-bearing metabasites are 9.6-12.7 kb, 695-840℃ for inclusions in the core, and 9.6-13.6 kb, 630-755℃ for those in the rim. These P-T estimates are distinct from those of the Baekdong and Bibong garnet-bearing metabasites with isothermal decompressional retrograde P-T path. In addition to Triassic tectonic activity previously reported in the Shinri area of Hongseong, the details of metamorphic history such as protolith age and Neo-Proterozoic metamorphic episode need to be solved.

玉洞斷層

Jeong Hwan Kim(金貞煥),Hee Jae Koh(高喜在),Weon Seo Kee(奇洹叙,) 대한자원환경지질학회 1989 자원환경지질 Vol.22 No.3

The Okdong Fault is situated in Okdong-Hamchang area, the central part of Korea. The area consists of Precambrian gneisses and granitoids, Paleozoic clastic and carbonate rocks, and Mesozoic clastic rocks and igneous intrusives. The Okdong Fault is situated along contact boundary between the lowermost Cambrian Basal Quartzite and Precambrian basements. Mylonites occur as narrow zone which is extended over 100km and is restricted to within 10m-30m along the Okdong Fault. The main features of mylonites are quartz mylonite derived from Cambrian Basal Quartzite and mylonitic granitoids from Precambrian granitoids. Movement sense is deduced as a sinistral strike-slip movement with evidence of rotation of sheared porphyroclasts, rotation of fragments and S/C-bands. The mylonite zone has been reactivated as fault which reveals oblique-slip movement. The fault resurges as faults which reveals normal(to the NW) and reverse(to the SE) dip-slip movement. Normal faults are dominant in the northern and southern part and reverse or thrust faults are dominant in the central part of the Okdong Fault. The thrust movement can be correlated with the Daebo Orogeny of Jurassic Period. Granites and dyke rocks intruded into Paleozoic and Precambrian rocks during Cretaceous Period.

Geochronological study for the gneiss complex in the Wonju-Anheung-Pyeongchang area, central part of the Korean Peninsula.

김성원(Sung Won Kim),고희재(Hee Jae Koh),김정민(Jeongmin Kim) 대한지질학회 2014 지질학회지 Vol.50 No.3

시추공 영상 분석을 통한 지반구조 및 암상 해석 원리와 그 사례

송무영 ( Moo Young Song ),고희재 ( Hee Jae Koh ) 대한지질공학회 2000 지질공학 Vol.10 No.2