한국 동남부 마이오세 분지 화산암과 기반암의 피션트랙 연대 재검토와 연대층서 고찰

Abstract

피션트랙(fission-track: FT) 연대측정 초기단계의 부적합한 연대보정법에 기인한 오류 원인을 정밀진단하고, 중복시료에 의한 재실험과 제타보정법에 의해 최초 보고된 피션트랙(FT) 연대를 재정의한다. 재검토된 FT 저콘연대는 기반암인 유천층군 유문암질-데사이트질응회암의 생성연대를 후기 백악기부터 고제3기 초(<TEX>$78{\pm}4$</TEX> Ma부터 <TEX>$65{\pm}2$</TEX> Ma)로 재정의하며, 곡강동유문암질응회암을 전기 에오세(<TEX>$52.1{\pm}2.3$</TEX> Ma) 산물로 정의한다. 전기 마이오세 화산암의 경우, 효동리화산암류 상부 데사이트질응회암(<TEX>$21.6{\pm}1.4$</TEX> Ma)과 범곡리화산암류 최상부 데사이트 용암(<TEX>$21.3{\pm}2.0$</TEX> Ma)의 FT 저콘연대는 각각 어일분지 남부와 와읍분지 중앙부의 상부 범곡리층군의 연대층서를, 그리고 금오리데사이트질응회암(<TEX>$19.8{\pm}1.6$</TEX> Ma)의 FT 저콘연대는 장기분지 내 후기 데사이트질 화산활동 시기를 정의한다. 데사이트질암의 FT 저콘연대와 현무암질-안산암질암의 기존 연대자료(대부분 K-Ar 전암, 일부 Ar-Ar)를 기반으로 하여, 한국 동남부의 마이오세 분지의 화산암과 기반암의 층서대비에 길잡이가 될 수 있는 참고연대를 설정 제안한다. 관계화산암의 연대에 기반하여 분지충전 퇴적지층의 퇴적시기도 추정한다. 제안된 참고연대는 마이오세 분지의 복잡한 분지구조와 비교적 짧은 연대범위에도 불구하고 지질층서에 잘 부합된다. 범곡리층군은 어일-와읍분지에서 장기층군보다 하위인 것이 확실하나, 장기분지의 전기 장기층군과 상당부분 중첩 병립되므로, 두 층군을 획일적으로 선후관계로 정의할 수는 없다. 장기분지에서 장기층군 하나로 묶여있는 일련의 지층군은 약 20 Ma를 기준으로 전기(23-20 Ma)의 안산암질-데사이트질암과 후기(20-18 Ma)의 현무암질암으로 뚜렷하게 구분된다. Erroneous fission-track (FT) ages caused by an inappropriate calibration in the initial stage of FT dating were redefined by re-experiments and zeta calibration using duplicate samples. Revised FT zircon ages newly define the formation ages of Yucheon Group rhyolitic-dacitic tuffs as Late Cretaceous to Early Paleocene (<TEX>$78{\pm}4$</TEX> Ma to <TEX>$65{\pm}2$</TEX> Ma) and Gokgangdong rhyolitic tuff as Early Eocene (<TEX>$52.1{\pm}2.3$</TEX> Ma). In case of the Early Miocene volcanics, FT zircon ages from a dacitic tuff of the upper Hyodongri Volcanics (<TEX>$21.6{\pm}1.4$</TEX> Ma) and a dacitic lava of the uppermost Beomgokri Volcanics (<TEX>$21.3{\pm}2.0$</TEX> Ma) define chronostratigraphies of the upper Beomgokri Group, respectively in the southern Eoil Basin and in the Waeup Basin. A FT zircon age (<TEX>$19.8{\pm}1.6$</TEX> Ma) from the Geumori dacitic tuff defines the time of later dacitic eruption in the Janggi Basin. Based on FT zircon ages for dacitic rocks and previous age data (mostly K-Ar whole-rock, partly Ar-Ar) for basaltic-andesitic rocks, reference ages are recommended as guides for stratigraphic correlations of the Miocene volcanics and basements in SE Korea. The times of accumulation of basin-fill sediments are also deduced from ages of related volcanics. Recommended reference ages are well matched to the whole stratigraphic sequences despite complicated basin structures and a relative short time-span. The Beomgokri Group evidently predates the Janggi Group in the Eoil-Waeup basins, while it is placed at an overlapped time-level along with the earlier Janggi Group in the Janggi Basin. Therefore, the two groups cannot be uniformly defined in a sequential order. The Janggi Group of the Janggi Basin can be evidently subdivided by ca. 20 Ma-basis into two parts, i.e., the earlier (23-20 Ma) andesitic-dacitic and later (20-18 Ma) basaltic strata.