An early Proterozoic Sm - Nd age of mafic granulite from the Hwacheon area , South Korea

( Kye Hun Park ),( Seung Ryeol Lee ),( Moonsup Cho ),( Chang Sik Cheong ) 한국광물학회 1997 General Science Journal Vol.1 No.3

중생대 산청섬장암의 Rb-Sr 조성과 의미

박계헌(Kye-Hun Park),김동연(Dong-Yeon Kim),송용선(Yong-Sun Song),정창식(Chang-Sik Cheong) 한국암석학회 2006 암석학회지 Vol.15 No.1

산청지역에 분포하는 중생대 심성암 복합체의 하나로 산출되는 섬장암체에 대한 Rb-Sr 연대측정을 실시하였다. 그 결과 211±23(2б) Ma의 연대와 0.70598±0.0006의 ??Sr/??Sr 초기치를 구했다. 이러한 연대는 산청 섬장암이 중생대의 삼첩기-쥬라기 경계시기 부근에 형성된 암채임을 확인한다. 또한 낮은 ??Sr/??Sr 초기치는 산청 섬장암의 생성과정에 오래된 지각물질의 영향이 적었음을 의미한다. 산청-마천 지역과 바로 인접한 북측의 함양-거창 지역에서 산출되는 동시기의 심성암체들 암상은 각각 섬장암-섬록암-반려암과 화강암-화강섬록암으로 대조적이다. 또한 ??Sr/??Sr 초기치 역시 대조적인 것으로 판단된다. 이러한 차이는 국지적인 지구조적 환경의 차이를 반영하는 것일 기능성을 제기한다. Sr isotopic compositions are determined from the syenite of Sancheong area, yielding age of 211±23 (20б) Ma and ??Sr/??Sr initial ratio of 0.70598±0.00060. Such result confirms that Sancheong syenite was emplaced during the Mesozoic around the Triassic-Jurassic boundary. Rather low initial ??Sr/??Sr ratio suggests insignificant influence of old crustal materials. There are strong contrast in rock types of plutonic associations between Sancheong-Macheon area and adjacent Hamyang-Geochang area to the north, i.e. syenite-diorite-gabbro and granite-granodiorite respectively. ??Sr/??Sr initial ratios also show distinction between these areas. Such differences suggest regional contrast in tectonic environments between them.

평택-아산 알칼리 현무암의 Sr, Nd 및 Pb 동위원소 조성

박계헌(Kye-Hun Park),정창식(Chang-Sik Cheong),정연중(Youn-Joong Jeong) 한국암석학회 2008 암석학회지 Vol.17 No.3

평택-아산 지역에 분포하는 신생대 현무암질 암석의 Sr, Nd, Pb 동위원소 조성은 한국의 다른 신생대 현무암들과 마찬가지로 중앙해령 현무암에 비해 상당히 부화된 값을 보여준다. 평택-아산 지역을 포함하는 한국의 신생대 현무암질 암석들 대부분은 제주도의 현무암들과는 달리 비교적 낮은 ²??Pb/²?⁴Pb 성분을 갖는 부화맨틀과 결핍맨틀 사이의 혼합으로 설명될 수 있다. 반면에 제주도의 경우는 보다 높은 ²??Pb/²?⁴Pb 성분을 갖는 부화맨틀과 결핍맨틀 사이의 혼합으로 설명된다. 이러한 경향성은 북동 중국과 남동중국의 신생대 현무암들에서도 유사한 부화맨틀 단성분의 차이가 발견되는 것과 연관지어 해석할 때는 한국의 중부지역과 남부지역 아래의 대륙암권 맨틀이 각각 북중국지괴 및 남중국지괴의 동측 연장부일 가능성을 나타낸다. 제주도 아래에 남중국 지괴와 같은 종류의 대륙암권맨틀의 성분이 나타나는 것은 중국의 대륙충돌대 위치와 관련한 만입모델로는 설명할 수 없다. 오히려 맨틀의 조성에서 뚜렷한 차이를 보이는 두 대륙의 봉합대가 한반도의 중부와 남부지역의 사이로 지나가며 그 위치는 평택-아산 지역보다 더 남쪽임을 시사한다. 대륙충돌대 경계의 위치가 과거의 연구에서 주로 주장되던 임진강대의 위치와는 상당히 다른 것은 맨틀 경계가 지각의 경계와 다를 가능성을 배제할 수 없다. Sr, Nd, Pb isotopic compositions of the Cenozoic basaltic rocks distributed in Pyeongtaek-Asan area display significantly enriched values compared with mid-ocean ridge basalts just like other Cenozoic basalts of Korea. The isotopic compositions of most of the Cenozoic basaltic rocks of Korea including those from Pyeongtaek-Asan area can be explained as mixing between enriched mantle component with relatively low ²??Pb/²?⁴Pb ratios and depleted mantle component. In contrast, Jejudo basalts can be explained as mixing between enriched mantle component with realtively higher ²??Pb/²?⁴Pb ratios and depleted mantle componsnt. Combined with that very similar division of enriched mantle components is applied to the Cenozoic basalts of northeast China and southeast China, it is suggested that subcontinental lithospheric mantle of central and southern parts of Korea represents eastern extension of North China Block and South China Block respectively. The indentation model for the late Paleozoic to early Mesozoic continental collision of China contradicts to such an interpretation, because it cannot explain occurrence of subcontinental lithospheric mantle component of South China Block-affinity under the Jejudo area. Instead, it is more probable that suture zone of the two continental blocks crosses between central and southern Korea and its location is further south from the Pyeongtaek-Asan area. Such distinct location compared with Imjingal belt, supposedly collisional boundary suggested before, suggests that mantle boundary may not be coincide with crustal boundary for the continental collision.

고생대말-신생대초 기간에 일어난 한반도의 주기적 화성활동

박계헌(Kye-Hun Park) 한국암석학회 2012 암석학회지 Vol.21 No.2

고생대말부터 신생대초에 이르는 기간 동안에 한반도에는 3 차례의 화성활동주기가 있었다. 이는 각각 페름기-트라이아스기, 쥬라기, 그리고 백악기-고제3기의 주기이다. 각각의 화성활동주기가 시작된 이후 점차 화성활동의 빈도가 높아지면서 정점에 도달하였다. 주목할만 것은 3차례의 주기 모두에서 화성활동이 종료되는 시기에 A-형의 화성활동이 보고되었다는 것이다. 또한 페름기-트라이아스기 및 백악기-고제3기 화성활동주기가 시작되던 시기에는 아다카이트질 화성활동이 있었다. 고생대말-신생대초 기간의 화성활동 대부분은 섭입대와 관련한 화성활동이었다. 따라서 각 화성활동주기가 시작되어 진행되다가 종료되는 변화는 한반도 주변의 판구조운동의 방향변화와 밀접한 관련있을 것으로 판단된다. 이러한 지구조환경의 변화에 대하여 다음과 같은 가설을 제시하였다. 페름기-트라이아스기 화성활동주기의 종료는 북중국과 남중국 사이의 대륙충돌의 영향으로 판구조운동의 방향이 급격하게 바뀐 탓으로 생각된다. 쥬라기 화성활동주기의 종료시에는 한반도 부근에서는 주목할만한 지구조환경의 변화가 알려져 있지 않으며, 아마도 곤드와나랜드의 분열 및 새로운 대양들의 생성 사건들중의 하나와 관련한 판구조운동방향의 급격한 변화와 관련있을 것으로 추론된다. 백악기말부터 제3기초까지 이어지던 활발한 화성활동의 종료는 인도대륙판이 아시아대륙판과 충돌한 것이 중요한 요인으로 판단된다. 페름기-트라이아스기 화성활동주기와 백악기-고제3기 화성활동주기가 시작할 무렵에 만들어진 아다카이트질 화성암은 섭입대 발달의 초기에 나타나는 섭입 해양슬랩의 용융과 관련있을 것으로 생각한다. There were three cycles of igneous activities from the late Paleozoic to early Cenozoic; Permian to Triassic, Jurassic, and Cretaceous to Paleogene. After the beginning of each igneous activity cycle, igneous activity became more frequent until its climax. It is noteworthy that A-type magmatisms are reported from near the ends of the all three igneous activity cycles. In addition, adakitic magmatisms occurred at the beginning of both the Permian-Triassic and the Cretaceous-Paleogene cycles. Most of the igneous activities during the late Paleozoic to early Cenozoic period were subduction-related. Therefore, transitions among beginning, proceeding, and closing of the igneous activity cycles would be intimately related with changes in directions of plate movements. In this context, I suggest following hypotheses. The closing of the Permian-Triassic igneous cycle was possibly a consequence of radical adjustment of plate motion occurred due to continental collision between north and south China blocks. Considering that no appreciable tectonic activities were recognized from the east Asian continent at the closing of the Jurassic igneous cycle, it seems that one of the strong events related with Gondwanaland-breakup and subsequent birth of the new oceans, which might cause sudden adjustments of plate motions. The closing of the Cretaceous-Paleogene igneous cycle seems to be caused as a consequence of the collision between India and Asia continents. Meanwhile, adakitic igneous bodies emplaced at the beginnings of the Permian-Triassic and Cretaceous-Paleogene cyles could be products of slab-melting during the early stages of the subduction.

한반도 쥬라기 심성암의 연령분포

박계헌(Kye-Hun Park),김명정(Myong Jung Kim),양윤석(Yun Seok Yang),조경오(Kyung O Cho) 한국암석학회 2010 암석학회지 Vol.19 No.4

쥬라기 동안 한반도에 관입한 심성암체들에 대한 최근의 정밀한 연대측정결과들을 종합해보면 남쪽에 위치한 영남육괴에서는 삼첩기와 쥬라기의 경계시기인 약 200 Ma 무렵부터 가장 먼저 화성활동이 시작 되었으며 점차 북쪽으로 화성활동의 범위가 확대된 것으로 나타난다. 옥천대 및 그 주변지역에서의 화성활동은 영남육괴에서의 화성활동이 거의 종료된 약 180 Ma무렵부터 화성활동이 시작되었고, 더 북쪽의 경기육괴 및 그 주변지역에서의 주된 쥬라기 화성활동의 시작은 옥천대지역보다는 조금 더 후기인 약 170 Ma경부터이다. 쥬라기 화성활동이 종료된 시점도 옥천대 및 그 주변지역이 경기육괴 지역보다는 조금 일찍 종료되었다. 이와 같은 한반도에서의 쥬라기 화성활동 시기가 위치에 따른 차이를 보이는 것은 해구까지의 거리와 섭입 각도 및 섭입판의 침강각과 같은 요소들이 변화하였기 때문으로 생각된다. 따라서 한반도에서 확인된 정밀한 연령에 따른 화성활동의 변화는 당시의 동북아시아 고지리 및 지구조환경을 세밀하게 복원하는데도 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다. The compiled recent precise age data for the plutonic intrusions of Korean peninsula display that the Jurassic igneous activities occurred on the Yeongnam massif since ca. 200 Ma close to the boundary between Triassic and Jurassic. Since then the igneous activities propagated toward further north through time. The Jurassic igneous activities over the Okcheon belt and its vicinity areas began at about 180 Ma when igneous activities of the Yeongnarn massif had been almost over. The igneous activities within the Gyeonggi massif located further north started at somewhat later period ca. 170 Ma. Jurassic igneous activities over the Okcheon belt and its vicinity areas ended a little earlier than the Gyeonggi massif area. Such timing differences upon geographic positions within the Korean peninsula seem to reflect variations in distance to the trench, in the direction of subduction, and/or in subduction angle. Therefore precise understanding of the variations in emplacement ages of Jurassic plutons within Korean peninsula can be a important clue to reconstruct the paleogeography and tectonic environment of the northeast Asia during the Jurassic.

한반도 대륙암권맨틀의 진화 : 부분적 손실과 그 시기

박계헌(Kye-Hun Park) 한국암석학회 2010 암석학회지 Vol.19 No.3

한반도 중부지역의 백령도, 간성, 아산-평택, 보은 조곡리와 한반도 남부의 제주도 등지의 한반도 여러 곳에 분포하는 신생대 알칼리 현무암에 포함된 초고철질 맨틀 포획암은 대부분 스피넬 러졸라이트이며 이보다 더 깊은 곳에서 안정한 석류석 러졸라이트는 아직 보고된바 없다. 이는 한반도의 암권맨틀 두께가 석류석 러졸라이트가 안정할만한 깊이까지 도달하지는 않음을 시사한다. 한반도 지각의 일부는 시생대로부터 형성된 것으로 볼 수 있기 때문에 약 150 ㎞ 이상의 암권 두께를 갖는 것이 정상이지만 맨틀포획암들로부터 보고된 최대 포획깊이는 60-90 ㎞에 불과하다. 정상적인 한반도 암권의 두께에 비하여 현재의 암권두께가 현저하게 얇은 것은 시생대로부터의 지각진화사를 보임에도 불구하고 평균 80 ㎞내외의 암권 두께를 보이는 북중국 크레이톤의 경우와 매우 비슷하다. 따라서 북중국에서 주장된 것처럼 한반도 역시 지질시대를 통해 수십 ㎞에 달하는 암권맨틀의 하부가 떨어져 나갔을 가능성이 제기된다. 암권맨틀의 상당한 손실을 야기한 주요한 지질사건은 한반도의 여러 지역의 선캠브리아 지각들이 공통적으로 나타내는 19-20억년의 고원생대 화성 및 변성작용과 최근에 활발하고 보고되고 있는 중생대초의 대륙충돌 사건을 감안 할 때 북중국 동부지역과 마찬가지로 고원생대와 중생대초의 대륙충돌일 가능성이 매우 높다. The Cenozoic alkali basalts are distributed over Korea, both on central part as Bangnyeongdo, Ganseong, Pyeongtaek-Asan and Jogongni and also on southernmost part Jejudo. The ultramafic mantle xenoliths carried by Korean alkali basalts are spinel lherzolites. Garnet lherzolite that is more stable at the deeper level has not been reported so far, indicating that the lithospheric thickness under Korea does not reach deep enough to the stable zone of garnet lherzolite. The crustal evolution history of the Korean peninsula, at least some part of it, seemingly started since the Archean, it normally should have lithospheric thickness greater than 150 ㎞. However, the mantle xenoliths carried by the Cenozoic alkali basalts indicate the maximum depth of origination in the much shallower range of 60-90 ㎞. Such significantly thinner lithospheric thickness of the Korean peninsula than expected is quite similar to the case of North China Craton having lithospheric thickness of ca. 80 ㎞ in average, suggesting thinning of the lithospheric mantle in a depth scale of a few tens of kilometers during the past geologic time. The main causal events for such significant thinning of the lithospheric mantle can be continental collisional events of Paleoproterozoic and early Mesozoic similar to the case of North China Craton, which are also supported by Paleoproterozoic igneous and metamorphic events during the 1.9-2.0 Ga occurring all over the Korean peninsula and also early Mesozoic continental collisional event which has been discussed on lively arguments.

춘천 연옥의 기원에 관한 지구화학적 연구

박계헌(Kye-Hun Park),노진환(Jin Hwan Noh) 한국암석학회 2000 암석학회지 Vol.9 No.2

지리산 지역 차노카이트와 함티탄철석 회장암질암의 Sm-Nd 광물연대 및 성인적 관계

박계헌(Kye-Hun Park),김동연(Dong-Yeon Kim),송용선(Yong-Sun Song) 한국암석학회 2001 암석학회지 Vol.10 No.1

영남육괴 중부 김천, 성주 및 안의지역 화강섬록암의 스핀 U-Pb 연대

박계헌(Kye-Hun Park),이호선(Ho-Sun Lee),정창식(Chang-Sik Cheong) 한국암석학회 2005 암석학회지 Vol.14 No.1

이 연구에서는 영남육괴 중부의 김천, 성주 및 안의 지역에 분포하는 화강섬록암들에 대하여 스핀 U-Pb 연대측정을 실시하였다. 연대측정결과는 삼첩기와 쥬라기의 경계시기와 거의 일치하는 195.7±2.4-200.8±1.9(2б) Ma의 좁은 범위를 나타낸다. 이 암체들은 서로 연결되지 않은 독립암체들이지만 주원소 조성이 매우 비슷하고, 거의 동일한 연대를 나타내는 것으로 보아 동일한 조구조 환경 및 유사한 근원물질로부터 생성된 하나의 스위트를 형성하는 암체들로 취급할 수 있다. 삼첩기~쥬라기초의 연대를 나타내는 영남육괴와 옥천대의 심성암체들의 연대와 지리적 분포를 살펴보면 이 시기의 영남육괴와 옥천대에서는 비교적 짧은 간격으로 지구조적 환경변화가 반복적으로 일어났으며 이에 따라 특징적인 심성암체들이 관입하였음을 알 수 있다. 전반적으로는 압축력이 작용하는 활동적 대륙연변부 환경이 우세하게 작용하였으나, 세부적으로 살펴보면 압축력이 작용하는 섭입환경과 인장력이 작용하는 판내부환경이 여러 차례 반복되어 나타났다. 결론적으로 영남 육괴와 옥천대는 삼첩기~하부쥬라기의 시기에 서로 상이한 지구조환경 변화를 겪었으며, 이는 한반도 지각의 시대별 진화를 밝히는데 중요한 단서가 될 수 있다고 생각한다. Sphene U-Pb ages were determined for the granodiorites from Gimcheon, Seongju and Anui areas of the middle Yeongnam massif. The determined ages were in the narrow range of 195.7±2.4-200.8 ±1.9 (2б) Ma that are approximately coincident with the boundary between Triassic and Jurassic. Even though the studed plutons are aerially separated, they reveal quite similar major element compositions and almost identical ages, suggesting that they were generated from the similar source materials under the identical tectonic environment and thus they can be considered to form a single suite. Considering the age and spatial distribution of the Triassic to Lower Jurassic plutons of the Yeongnam Massif and Okcheon Belt, it seems that there were episodic changes in tectonic environment in both areas with relatively short intervals. In general, the compressive environment of active continental margin was prevailed. However, the tensional environment of within-plate was also appeared several times intermittently. In conclusion, Yeongnam Massif and Okcheon Belt experienced distinct tectonic environments during Triassic to Lower Jurassic, providing important clue to reveal the crustal evolution of the Korean Peninsula.

영남육괴 함양, 거창 및 영주 화강암-화강섬록암의 스핀 U-Pb 연대

박계헌(Kye-Hun Park),이호선(Ho-Sun Lee),송용선(Yong-Sun Song),정창식(Chang-Sik Cheong) 한국암석학회 2006 암석학회지 Vol.15 No.1

영남육괴 중부와 북동부의 화강암질 암체들에 대하여 스핀 U-Pb 연대측정을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 함양군의 안의면과 서상면 경계부에서 채취한 반상 화강암은 225.4±4.1 Ma, 함양군 안의면의 엽리상 화강섬록암은 195.6±1.8 Ma, 거창군 신원면의 엽리상 화강섬록암은 194.2±2.4 Ma, 거창군 마리면과 북상면의 화강암은 각각 198.4±2.5Ma와 194.6±2.6 Ma, 그리고 영주 엽리상 화강섬록암은 171.3±2.3 Ma의 연대를 보인다 기존 연구 결괴들을 종합해서 살펴보면 삼첩기인 -225 Ma의 동일한 시기에 영남육괴의 함양과 상주, 옥천변성대의 백록, 점촌, 괴산 지역에 화강암질암이 정치하였다. 상당한 휴지기를 지난 후 삼첩기-쥬라기 경계로부터 쥬라기초에 걸친 200-194 Ma의 시기에 함양군, 거창군, 김천시, 성주군의 상당히 넓은 지역에 걸쳐 화강암질암이 정치하였다. 영남육괴에서 일어난 이 시기의 화성활동은 옥천대나 경기육괴에서는 보고되지 않고 있으며, 당시의 영남육괴의 독특한 지구조적 환경을 반영하는 것으로 생각된다. 영주화강섬록암이 형성된 -l70Ma에는 영남육괴, 옥천변성대와 경기육괴 모두에서 활발한 화강암질 화성활동이 일어났다. U-Pb ages were determined from the granitic rocks from central and northeastern parts of Yeongnam massif. Porphyritic granite of Seosang-myeon, Hamyang-gun near the boundary with Anui-myeon shows age of 225.4 ± 4.1 Ma. Foliated granodiorites of Anui-myeon, Hamyang-gun and Sinwon-myeon, Geochang-gun are 195.6 ± 1.8 Ma and 194.2 ± 2.4 Ma old respectively. Granites from Mari-myeon and Buksang-myeon of Geochang-gun show almost identical ages of 198.4 ± 2.5 Ma and 194.6 ± 2.6 Ma respectively, while foliated granodiorite of Yeongju shows an age of 171.3 ± 2.3 Ma. Combining with previously reported results, Triassic granitoids were emplaced almost identically at ca. 225 Ma throughout the areas of Hamyang and Sangju of Yeongnam massif and Baengnok, Jeomchon and Goesan of Okcheon metamorphic belt. There were significant gap of non-magmatism before the resume of granitic activities over the large areas of Hamyang-gun, Geochang-gun, Gimcheon-si and Seongju-gun from Triassic-Jurassic boundary to early Jurassic, 200-194 Ma. Igneous activity within the Yeongnam massif of this period has not been reported from the Okcheon belt or Gyeonggi massif and may reflect distinct tectonic environment. Around 170 Ma, when Yeongju granodiorite was emplaced, there were active granitic magamtism throughout the Yeongnam massif, Okcheon belt and also Gyeonggi massif.