다비-수루 충돌대의 연장선으로 제시되었던 임진강대는 낭림육괴와 경기육괴 사이에 위치하며, 북쪽의 진곡층과 남쪽의 미산층(삼곶층)으로 나뉜다. 미산층은 각섬암, 변성사질암, 석회질 규산암 등으로 구성되어 있다. 각섬암은 주로 각섬석, 석류석, 사장석, 석영으로 구성되며 투휘석과 티탄철석, 금홍석, 티탄석 등을 포함한다. 변성사질암내에는 흑운모, 사장석, 석영, 석류석으로 구성된 흑운모 사질편암과 각섬석, 사장석, 석영, 석류석으로 구성된 각섬석 사질편암이 호층으로 나타난다. 각섬암은 650-620 ℃/13-12 kbar에서 740-710 ℃/11-8 kbar로 전진변성작용을 받은 후 600-580 ℃/7-6 kbar로 후퇴변성작용 받았음을 확인하였다. 흑운모 사질편암은 710 ℃/11 kbar의 변성작용을 받은 후 670-660 ℃/10 kbar로 후퇴변성작용 받았다. 이는 미산층이 시계 방향의 변성 진화과정을 겪었으며 최대 변성조건은 740-710 ℃/11-8 kbar을 지시한다. 이 결과는 미산층 북쪽의 나타나는 진곡층에서 변성도가 북쪽에서 남쪽으로 석류석대, 십자석대 (586-558 ℃/8.1-5.5 kbar), 남정석대 (710-665 ℃/9 kbar) 순으로 증가하는 것을 밝힌 기존연구와 함께 임진강대는 고압 변성작용을 받은 것이 아니라 북쪽에서 남쪽으로 변성도가 증가하는 중압형의 변성작용을 받았다는 것을 지시한다. 각섬암과 변성사질암으로부터 추출된 저어콘들에 대한 SHRIMP U-Pb 연대 측정 결과, 각섬암으로부터 약 370-361 Ma의 관입연대를 얻었으며, 변성사질암 가장 젊은 쇄설성 저어콘들로 부터 약 380 Ma의 연대를 얻었다. 그리고 각섬암 내 티타나이트에 대한 SHRIMP U-Pb 연대 측정 결과, 약 229-214 Ma의 변성 연대를 얻었다. 각섬암의 전암 성분은 V-Ti/1000과 Ti/Zr- Zr의 두 지구조 분류도에서 back arc basin basalt 영역에 도시된다. 이는 미산층을 포함한 임진강대가 데본기에 back arc basin 내에 퇴적된 퇴적암과 이를 370-361 Ma 경에 관입한 염기성 화성암으로 구성되었으며 임진강대가 트라이아스기에 일어난 대륙 충돌시 대륙 충돌 경계부가 아니라 대륙 충돌대 연변부에서 중압변성작용을 받았음을 지시한다.
2장. 국문초록 임진강대 주변과 경기육괴 서남부의 신원생대 화성작용 대비: 그 지구조적 의미
로드니아 초대륙 형성 및 분열과 관련된 신원생대 암석이 북중국과 남중국 그리고 한반도에 보고되었다. 본 연구에서는 임진강대 주변 고남산 지역과 경기육괴 서남부에 있는 당진-해미 지역에서 신원생대 화성암이 연구되었다. 당진-해미 지역의 신원생대 화성암은 지화학적 자료를 바탕으로 Type A, B, C 각섬암과 Type A, B 흑운모 편마암으로 분류된다. Type A 각섬암은 833-793 Ma 화산호 환경에서 형성되었으며, Type B 각섬암은 797 Ma에 후배호 환경에서 형성되었다. 그리고 Type C 각섬암은 판내부 환경에서 형성되었다. Type A 흑운모 편마암은 833 Ma 화산호환경에서 관입하였고, Type B 흑운모 편마암은 837-809 Ma 충돌 후 환경에서 관입하였다. 기존연구 함께 이번 연구는 당진-해미-홍성 지역이 900-833 Ma 동안 화산호 환경이었으며, 837-809 Ma 동안에는 화산호를 형성하는 섭입작용과 충돌이 공존하는 환경이었음을 지시한다. 최종적으로 이 지역은 774-703 Ma 경 열곡대 환경으로 바뀌었다. 그리고 일부 440 Ma의 변성 연대를 제외하고는 대부분의 신원생대 화성암은 238-216 Ma에 변성 받았다. 이 자료들은 홍성지역과 함께 당진-해미 지역은 890 Ma 이전에 화산호 환경이 800-760 Ma 열곡과 관련된 화성암 관입이 일어난 남중국의 북쪽 가장자리와 대비된다는 것을 제시한다. 고남산 각섬암은 판내부 환경에서 873-851 Ma 경에 관입하였으며 221 Ma경에 변성 받았다. 이 자료는 고남산 지역이 당진과 해미 지역과는 달리 상원계와 함께 925-810 Ma 경에 열곡대 환경이 형성되었던 북중국판의 남쪽 경계에 대비됨을 지시한다.
Chapter 1. Abstract The Devonian igneous activities and sedimentation in the Imjingang belt and their tectonic implications
The Imjingang belt, which was suggested as an extension of the Dabie-sulu collision belt, locates between Nangrim and Gyeonggi Massifs, and is divided into the Jingok formation in the north and the Misan formation (Samgot formation) in the south. The Misan formation consists of amphibolite, metapsammitic rock, and metacalc silicate rock, etc. Amphibolite is composed mainly of hornblende, garnet, plagioclase and quartz with minor diopside, ilmenite and rutile. Within the metapsammitic rock, biotite psammitic schist is interlayered with amphibole psammitic schist: the former consists of biotite, plagioclase, quartz and garnet and the latter consists of hornblende, plagioclase, quartz and garnet. Amphibolite experienced a prograde metamorphism from ca. 650-620 ℃/13-12 kbar to 740-710 ℃/11-8 kbar and then was retrograded to ca. 600-580 ℃/7-6 kbar. Biotite psammitic schist underwent retrograde metamorphism from ca. 710 ℃/11 kbar to ca. 670-660 ℃/10 kbar. These data indicate that the Misan formation had undergone a clockwise prograde metamorphism with a peak metamorphism of 740-710 ℃/11-8 kbar. In the previous studies, it was reported that, in the Jingok formation, the metamorphism increases southwards from the garnet zone through the staurolite zone (ca. 586-558 ℃/8.1-5.5 kbar) to the kyanite zone (ca. 710-665 ℃/9 kbar). This and previous studies indicate that the Imjingang belt underwent intermediate-P/T metamorphism instead of high-P/T metamorphism. The SHRIMP U-Pb ages dating on zircons from amphibolite give intrusion ages of ca. 370-361 Ma. From metapsammitic rock ca. 380±20 Ma is obtained from the youngest detrital zircons. In addition, the SHRIMP U-Pb age dating on titanite from amphibolite gives metamorphic age of ca. 229-214 Ma. The whole-rock chemistry of amphibolite is plotted in the back arc basin basalt field both in the V-Ti/1000 and Ti/Zr-Zr tectonic diagrams. These data indicate that the Imjingang belt including the Misan formation consists of Devonian sedimentary rocks deposited in the back arc basin and was intruded by mafic igneous rock at ca. 370-361 Ma. The Imjingang belt was not a continental collision boundary but had undergone intermediate-P/T metamorphism during Triassic in the peripheral area of the continental collision belt.
Chapter 2. Abstract The correlation between Neoproterozoic Igneous activities around the Imjingang belt and those in the southwestern Gyeonggi Massif: its tectonic implication
The Neoproterozoic rocks related to the amalgamation and break-up of the Rodinia supercontinent were reported in the North China Craton, South China Craton and Korean Peninsula. We studied the Neoproterozoic igneous rocks in the Gonamsan around the Imjingang belt and in the Dangjin-Haemi area in the southwestern part of the Gyeonggi Massif of Korea Peninsula. The Neoproterozoic igneous rocks in the Dangjin-Haemi area can be classified into Type A, B and C amphibolites and Type A and B biotite gneisses. Type A amphibolite formed at 833-793 Ma in the arc tectonic setting and Type B amphibolite formed at 797 Ma in the back arc tectonic environment. Type C amphibolite formed in the within plate tectonic environment. Type A biotite gneiss intruded in the arc tectonic setting at 833 Ma while Type B biotite gneiss intruded in the post collision tectonic setting at 837-809 Ma. This study together with the previous studies indicates that the Dangjin-Haemi-Hongseong areas were arc environment during 900-833 Ma and then changed into tectonic environment in which collision and subduction coexisted during 837-809 Ma. Finally the area was changed into rift tectonic setting during 774-703 Ma. Most of these Neoproterozoic igneous rocks metamorphosed at 238-216 Ma except one with 440 ma metamorphic age. These data suggest that the Dangjin-Haemi area together with the Hongseong area can be correlated to the northern margin of the South China Craton in which arc-and rift-related igneous rocks intruded at age older than 890 Ma and during 800-760 Ma, respectively. The Gonamsan amphibolite intruded in the within plate tectonic setting at 873-851 Ma and metamorphosed at 221 Ma. These data are different from the age and tectonic setting of the amphibolite and biotite gneiss in the Dangjin-Haemi and Hongseong areas. This and previous studies suggest that the Gonamsan area together with the Sangwon system can be correlated with the Qingbaikou system which formed during 925-810 Ma within the rift along the southern margin of North China Craton.
ContentsList of Figures ⅳList of Tables ⅸChapter1. The Devonian Igneous and Triassic metamorphic activities in the Misan Formation within the Imjingang belt and their tectonic implication. 1Abstract (영문초록) 11. Introduction 32. General geology 63. Petrography 103-1. Amphibolite 103-2. Biotite psammitic schist 114. Mineral Chemistry 164-1. Garnet 164-2. Clinopyroxene 174-3. Amphibole and Biotite 174-4. Plagioclase 185. Metamorphism 275-1. Amphibolite 275-2. Biotite psammitic schist 285-3. P-T condition estimated by Perple_X program 286. Geochemistry 337. Geochronology 397-1. Zircon U-Pb of Amphibolite 407-2. Zircon U-Pb of Biotite psammitic schist 417-3. Titanite U-Pb of Amphibolite 418. Discussion 499. Conclusions 54References 55Abstract (국문초록) 62Chapter2. The comparison between Neoproterozoic Igneous activities around the Imjingang belt and those in the southwestern Gyeonggi Massif: its tectonic implication. 64Abstract (영문초록) 641. Introduction 662. General geology 683. Petrography 724. Geochemistry 745. Geochronology 825-1. Zircon U-Pb of Gonamsan amphibolite near the Imjingang belt 835-2. Zircon U-Pb of Type A amphibolite in the Dangjin area 845-3. Zircon U-Pb of Type B amphibolite in the Dangjin area 885-4. Zircon U-Pb of Type A biotite gneiss in the Dangjin area 885-5. Zircon U-Pb of Type B biotite gneiss in the Dangjin area 896. Discussion 997. Conclusions 107References 108Abstract (국문초록) 115Acknowledgements(감사의 글) 117