옥천대에 대한 고자기 연구:충주-수안보 일원 황강리층의 변형과 대자율 비등방성(AMS)

옥천대 중부 충주-수안보 일원에 분포하는 황강리층을 대상으로 대자율 비등방성을 측정하고 야외 지질구조 자료들을 수입하였다. 그 결과, 연구지역의 북동부와 남서부 지역은 변성과 변형사가 서로 달랐음이 드러났다. 황강리층에는 야외에서 구별되는 두 종류의 벽개, 즉 점판벽개($S_1$)와 파랑벽개($S_2$)가 발달하고 있으나 $S_1$면은 연구지역의 북동부에서 뚜렷이 관찰되는 반면, 남서부에서는 $S_2$면의 발달이 절대적으로 우세하다. 등온잔류자기 강도, 제적 총 대자율 그리고 비등방성의 정도는 모두 남서부에 비해 북동부 지역에서 훨씬 높은 값을 보이고 있으며 남서쪽으로 갈수록 이들 값들이 현저히 감소하여 남서부 지역에 이르러서는 일관되게 매우 낮은 값을 보여준다. 또한, 대자율 비등방체의 형태도 북동부 지역에서 자기적 엽리구조가 우세하며 남서쪽으로 갈수록 선구조 영역으로 점진적으로 변화되어 남서부 지역에 이르러서는 일관되게 구에 가까운 형태를 이룬다. 이러한 사실들은 모두 북동부에 비해 남서부에서 보다 강한 후기 변성과 변형이 있었음을 지시하는 것이다. 한편, 북동부 지역에서 얻어진 대자율 비등방 타원체의 주축들($k_1$, $k_2$, $k_3$)의 분포 양상을 근거하면, 연구지역 황강리층은 세 번의 변형사건($D_1$, $D_2$, $D_3$)을 겪은 것으로 해석된다. 북서-남동방향의 압축력에 의해서 북동-남서방향의 $S_1$면이 형성되고 이 엽리면을 따라 순수 전단작용이 발생하여 황강리층을 편평화시킨 동축 변형사건($D_1$)이 제일 먼저 있었으며, 이후 $S_2$면을 따라 북서향의 충상단층과 좌수향의 연성 혹은 준 연성의 단순 전단작용이 일어나 기존의 변형타원체의 주축들이 차별적으로 회전되는 비동축 변형사건($D_2$)이 있었고, 마지막으로는 북동방향의 수평축을 가진 요굴습곡을 형성시킨 변형사건($D_3$)이 있었다. 남서부 지역에서는 비등방 타원체의 모든 주축들이 분산되어 있으며 야외에서 $S_2$면이 우세하게 관찰되고 북동부에 비해 IRM강도, 체적 총대자율 그리고 대자율 비등방성 정도 등이 한결같이 매우 낮다. 이러한 점들은 북동부에 비해 강한 후기 변형 혹은 변성 과정에서 자성광물의 배열이 분산되었거나 강한 $D_2$변형으로 $D_1$변형타원체가 중첩되어 역변형된 결과이거나 혹은 이 두가지가 복합된 결과로 해석된다.

We report the results of structural field observation and measurement of anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) of the diamictitic Hwanggangri Formation distributed in Chungju-Suanbo area of the Okchon Belt, Korea. The outcrops of the Hwanggangri Formation show two types of cleavage in general: slaty cleavage (SI) and crenulation cleavage (5z). 5] cleavage is, however, well observable only in the notheastem (NE) part of study area, while overwhelmed by 52 cleavage in the southwestern (5W) part, indicating stronger later deformation in 5W part of the study area. This partitioning of the study area is corroborated by both IRM and AMS parameters: NE part of the study area is characterized by higher IRM intensity, higher bulk magnetic susceptibility, higher AM5 degree, and by oblate shape of magnetic susceptibility ellipsoid. Their values become drastically lowered toward southwest, and reach to a stable minimum in the whole 5W part of the study area. In addition, degree of both metamorphism and deformation tends to increase gradually from northeast toward southwest and also from northwest toward southeast in the study area. Based on the distribution pattern of the principal axes ( $k_1, k_2, k_3$ axes) of magnetic anisotropy ellipsoids revealed in the NE part of the study area, three episodes of deformation ( $D_1, D_2, D_3$ ) are recognized: D_1$ deformation produced $S_2$ cleavage with NE-5W trend, which is caused by a strong NW-SE tlattening of a coaxial pure shear. $D_2$ deformation produced 5z cleavage characterized by a non-coaxial deformation. It was caused by a ductile or semi-ductile thrusting toward NW and concurrent sinistral shearing along $S_2$ cleavage plane. Lastly, $D_3$ deformation produced tlexural folding of all previous structures with a nearly horizontal NE fold axis. Distribution pattern of the principal axes of magnetic anisotropy ellipsoid from the SW part of the study area, on the other hand, does not show any coherency among sites or samples. We interpret that this dispersed pattern of $k_1, k_2, k_3$ axes together with lower anisotropy strength indicates that magnetic fabrics in the SW part have been disturbed either by a superposition of strong deformation/metamorphism or by a kind of reciprocal strain due to an overlapping of $D_1$ and $D_2$ or by both processes.

#옥천대 #황강리층 #대자율 비등방성 #벽개 #변형사

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