철원분지 화성암류의 SHRIMP 연령측정과 화산작용 시기

Abstract

경기육괴 북서부에 위치하는 철원분지 철원층군은 경상분지 유천층군에 대비되어 왔지만 이의 연령은 이보다 상당히 오래되었다는 것이 밝혀졌다. 이 연구에서는 철원분지 화성암류에 대해 SHRIMP U-Pb 저어콘 연령을 측정하였다. 저어콘에서 구한 평균연령은 유문암이 <TEX>$115.0{\pm}1.1Ma$</TEX>, 화강반암이 <TEX>$111.24{\pm}0.85Ma$</TEX>와 <TEX>$109.1{\pm}1.1Ma$</TEX>를 보여준다. 그리고 지장봉응회암의 최소연령은 113 Ma를 보여준다. 유문암의 연령은 동막골응회암의 분출 직후에 칼데라 함몰을 지시하는 환상암맥의 관입시기를 한정하고, 지장봉응회암의 최소연령은 아마도 철원분지에서 마지막 화산작용을 의미한다. 따라서 철원분지의 화산암류는 압티안 후기에 분출되었으며 철원층군은 경상분지 신동층군에 대비된다. 그리고 철원분지에서 심성작용은 화산작용이 끝나면서 111.2~109.1 Ma 시기에 일어났다. 지장봉응회암의 저어콘들로부터 측정한 연령분포는 철원분지 주변의 백악기, 쥬라기, 트라이아스기, 신원생대, 고원생대와 시생대 근원암에서 유래된 외래 저어콘의 존재를 지시한다. 그러나 시생대 연령은, 지표에 노출되지 않지만, 아마도 지하에 시생대 암층이 존재함을 암시해준다. 이와 같은 다양한 연령분포에 의하면 지장봉응회암이 분출시킨 화구는 연대가 다른 여러 암층이 층서적으로 겹치고 관입암이 교차하는 지역에 위치한다. Cheolwon Group in the Cheolwon Basin, which lies northwest of the Gyeonggi massif, has been correlated to the Yucheon Group in the Gyeongsang Basin, but its ages and volcanic times are defined to be considerately earlier than the other one. In this study, SHRIMP zircon U-Pb ages were determined from the igneous rocks in the Cheolwon Basin. The mean ages from zircons are <TEX>$115.0{\pm}1.1Ma$</TEX> in rhyolite, and <TEX>$111.24{\pm}0.85Ma$</TEX> and <TEX>$109.1{\pm}1.1Ma$</TEX> in granite porphyry. The minimum age is 113 Ma in the Jijangbong Tuff. Such age in the rhyolite define the intrusion time of ring dykes, suggesting a caldera collapse following eruption of the Dongmakgol Tuff. Such age in the Jijangbong Tuff represent latest volcanism as postcaldera in the basin. The volcanic rocks in the basin were erupted during late Aptian, and are correlated to the Sindong Group in the Gyeongsang Basin. The plutonism in the basin occurred during <TEX>$111.24{\pm}0.85Ma{\sim}109.1{\pm}1.1Ma$</TEX>, following the volcanism. The age distribution of the analyzed zircons in the Jijangbong Tuff indicates the presence of foreign zircons derived from protoliths, regarding a wide span of zircon ages from Cretaceous to Jurassic, Triassic, early and late Protozoic, and Archean. The Archean age suggests the possible presence of the Archean protoliths with such age, which have not been exposed on the surface. The age distribution with wide span suggests that its vent is located in an area that several strata with different ages piled up and intercepted with some intrusives.