철원분지 화산암류의 층서와 칼데라 진화 = Stratigraphy and Caldera Evolution of Volcanic Rocks in Cheolwon Basin

국문 초록 (Abstract)

철원분지에 분포하는 화산암류에 대해 암상을 분류하여 화산층서를 수립하고 칼데라의 진화과정을 해석하였다.
(1) 본역은 변성암류를 기반암으로 하여 백악기 명성산화강암이 관입하고 그 위에 부정합으로 철원층군이 놓이며 화강반암과 암맥류가 관입하였다. 그리고 한탄강을 따라 제4기의 현무암이 덮는다.
(2) 철원층군의 층서는 하부에서부터 장탄리층, 중리층, 금학산안산암, 동막골응회암, 유문암, 신서각력암, 지장봉응회암으로 분류된다.
(3) 칼데라는 환상단열대의 장축과 단축이 7.5 × 5.5 km이고 둘레가 총연장 약 22km이며, 면적은 약 41㎢ 정도이다. 함몰심도는 약 100~200m 나타난다. 그리고 동막골응회암에서 주향은 대체로 환상단열대와 평행하게 나타나고, 경사는 칼데라 중심부로 향하는 분상구조를 나타낸다.
(4) 철원분지에서 화산과정은 퇴적작용 및 현무암질 화산작용, 안산암질 화산작용, 유문암질 화산작용의 순으로 진행되면서 칼데라를 형성하였다. 먼저 광역 단층운동과 함께 현무암질 화산작용이 일어나면서 분지가 형성되고 퇴적작용이 일어난다. 안산암질 화산작용은 회류분출, 용암분출이 교대로 여러 차례 일어났다. 유문암질 화산작용은 선기에 대규모 회류 분출로 칼데라함몰이 점증식으로 일어났고 이때 환상단열대를 따라 유문암 관입되었다. 그리고 칼데라에는 주로 큰 암괴들로 충진되었고 후기의 소규모 강하분출과 회류분출이 일어났다. 마지막으로 화강반암과 암맥류가 관입하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The volcanic rocks in Cheolwon Basin are located between Yeoncheon and Cheolwon, which is formed by the volcanic activities during the cretaceous period.
Sequence of volcanic rocks in Cheolwon Basin is, in ascending order, Jangtanri Formation, Jungri Formation, Geumhaksan Andesite, Dongmakgol Tuff, Rhyolite, Sinseo Breccia, and Jijangbong Tuff.
A big collapse caldera in the volcanic rocks appears with the size of about 7.5×5.5 km in diameter, which is surrounded by the narrow ring fracture zone. The collapse depth near the Jungri reservoir is calculated into more than 200m. The welding foliation in the Dongmakgol Tuff outside of the caldera trend to dip into the cental part of the caldera and the Sinseo Breccia occurs as thick caldera deposits, suggesting that the caldera had collapsed a piecemeal type.
The evolution processes from the volcanic sequences are as follows: firstly two faults in the Chugaryeong fault zone formed a pull-apart basin dextral movement and then accumulated the sedimentary rocks of the Jungri Formation after basaltic volcanism of the Jangtanri Formation in the basin. Following this there was repetitive andesitic volcanism of ash-flow phase and effusive phase. To the next, a big caldera collapsed took place after early rhyolitic volcanism of the Dongmakgol Tuff. The collapsed area was filled with various sizes of mega blocks to fine blocks at that time. Lastly the late rhyolitic volcanism of the Jijangbong Tuff occurred with fallout phase from high eruption column which later one converted to ash-flow phase. Weathering and erosion after such volcanic activities has worn away the upper part of the rocks into the current topographical pattern.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서언 = 1
• 2. 연구 방법 = 6
• 3. 지질개요 = 7
• 4. 암층 기재 = 12
• 4.1. 선캠브리아기 변성암류 = 12
• 4.2. 백악기 명성산화강암 = 12
• 4.3. 백악기 철원층군 = 14
• 4.3.1. 장탄리층 = 14
• 4.3.2. 중리층 = 17
• 4.3.3. 금학산안산암 = 17
• 4.3.3.(1) 안산암질 회류응회암 = 17
• 4.3.3.(2) 안산암 용암 = 19
• 4.3.4. 동막골응회암 = 22
• 4.3.5. 유문암 = 22
• 4.3.6. 신서각력암 = 26
• 4.3.7. 지장봉응회암 = 26
• 4.3.7.(1) 강하응회암 = 26
• 4.3.7.(2) 회류응회암 = 29
• 4.4. 백악기 관입암류 = 31
• 4.4.1. 화강반암 = 31
• 4.4.2. 암맥류 = 31
• 4.5. 제4기 현무암 = 33
• 5. 칼데라 구조 = 35
• 5.1. 광역 구조 = 35
• 5.2. 환상단열대 = 36
• 5.3. 칼데라 면적 및 함몰심도 = 37
• 5.4. 분상 구조 = 37
• 6. 칼데라 진화 고찰 = 40
• 6.1. 분지형성과 현무암질 화산작용 = 40
• 6.2. 안산암질 화산작용 = 43
• 6.3. 선기 유문암질 화산작용과 칼데라 함몰 = 43
• 6.4. 칼데라 충진작용 = 44
• 6.5. 후기 유문암질 화산작용 = 44
• 7. 결론 = 46
• 참고문헌 = 47
• Abstract = 52