영남육괴 지리산지구에서 하동 북부 회장암복합체와 그 주변지역의 지질구조

Abstract

영남육괴 지리산지구의 남동부에 위치하는 연구지역은 선캠브리아기 지리산 변성암복합체와 하동 북부 회장암복합체 그리고 이들을 관입하는 중생대 화성암류 등으로 주로 구성되어 있고, 지체구조는 한반도의 일반적인 방향인 북동-남서 방향이 아닌 남북 방향으로 발달한다. 본 논문은 하동 북부 회장암복합체와 그 주변부의 지리산 변성암복합체에 발달하는 남북 방향의 지체구조 형성과 관련된 지질구조를 규명하기 위하여 이들 구성암류에 대한 변형단계별 구조적 특성을 연구하였다. 그 결과 연구지역의 지질구조는 적어도 세 번의 변형단계를 거쳐 형성되었음을 알게 되었다. (1) <TEX>$D_1$</TEX> 변형은 <TEX>$S_0$</TEX> 엽리의 상부가 남동쪽으로 이동하는 대규모 연성전단작용으로 지리산 변성암복합체와 하동 북부 회장암복합체에 <TEX>$F_1$</TEX> 칼집 내지 "A"형 습곡과 <TEX>$F_1$</TEX> 습곡축면에 (준)평행한 <TEX>$S_{0-1}$</TEX> 복합엽리 내지 <TEX>$S_1$</TEX> 엽리와 <TEX>$D_1$</TEX> 연성전단대 그리고 <TEX>$F_1$</TEX> 습곡축에 평행한 <TEX>$L_1$</TEX> 신장선구조를 형성시켰다. (2) <TEX>$D_2$</TEX> 변형은 동서 방향의 압축 지구조환경 하에서 <TEX>$D_1$</TEX> 구조요소를 (재)습곡시키는 남북 방향의 <TEX>$F_2$</TEX> 개방, 밀착, 등사, 층간 습곡과 <TEX>$F_2$</TEX> 습곡축면에 (준)평행하게 발달하는 <TEX>$D_2$</TEX> 연성전단대와 <TEX>$S_{0-1-2}$</TEX> 복합엽리 내지 <TEX>$S_2$</TEX> 엽리와 <TEX>$D_2$</TEX> 연성전단대에 수반된 S-C-C' 구조와 <TEX>$L_2$</TEX> 신장선구조를 형성시켰다. 지질도 규모의 <TEX>$F_2$</TEX> 습곡의 날개부에 해당하는 하동 북부 회장암복합체와 지리산 변성암복합체의 동쪽 경계부를 따라서는 <TEX>$F_2$</TEX> 수동적 습곡작용 동안에 입도 세립화와 함께 압쇄구조와 신장선구조를 형성시키는 압쇄암화과정에서 적어도 1.4 km 이상의 폭을 갖고 연장성 있는 남북 방향의 <TEX>$D_2$</TEX> 연성전단대(하동전단대)가 형성되었다. (3) <TEX>$D_3$</TEX> 변형은 남북 방향의 압축 지구조환경 하에서 동서 방향의 <TEX>$F_3$</TEX> 킹크 내지 개방 습곡을 형성시켰고, <TEX>$D_3$</TEX> 변형 이전의 남북 방향 구조요소들을 국부적으로 (동)북동 내지 (서)북서 방향으로 재배열시켰다. <TEX>$D_2$</TEX> 변형 이전의 <TEX>$D_1$</TEX> 광역 지체구조의 방향성은 현재와 달리 북동-남서 방향이었다. 하동 북부 회장암복합체와 그 주변부의 지리산 변성암체에 발달하는 광역적인 남북 방향의 지체구조는 북동-남서 방향의 <TEX>$D_1$</TEX> 지체구조가 <TEX>$F_2$</TEX> 능동 및 수동적 습곡작용에 의해 남북 방향으로 재배열되어 형성되었다. 연구지역의 세 번의 변형작용은 (북)북동 방향의 염기성 암맥군의 관입 집중기로 알려진 고생대 말 이전에 발생하였다. The study area, which is located in the southeastern part of the Jirisan province of the Yeongnam massif, Korea, consists mainly of the Precambrian Hadong northern anorthosite complex (HNAC) and the Jirisan metamorphic rock complex (JMRC) and the Mesozoic granitoids which intrude them. Its tectonic frame is built into NS trend, unlike the general NE-trending tectonic frame of Korean Peninsula. This paper researched the structural characteristics at each deformation phase to clarify the geological structures associated with the NS-trending tectonic frame which was built in the HNAC and JMRC. The result indicates that the geological structures of this area were formed at least through three phases of deformation. (1) The <TEX>$D_1$</TEX> deformation formed the <TEX>$F_1$</TEX> sheath or "A"-type folds in the HNAC and JMRC, and the <TEX>$S_{0-1}$</TEX> composite foliation and the <TEX>$S_1$</TEX> foliation and the <TEX>$D_1$</TEX> ductile shear zone which are (sub)parallel to the axial plane of <TEX>$F_1$</TEX> fold, and the <TEX>$L_1$</TEX> stretching lineation which is parallel to the <TEX>$F_1$</TEX> fold axis owing to the large-scale top-to-the SE shearing on the <TEX>$S_0$</TEX> foliation. (2) The <TEX>$D_2$</TEX> deformation (re)folded the <TEX>$D_1$</TEX> structural elements under the EW-trending tectonic compression environment, and formed the NS-trending <TEX>$F_2$</TEX> open, tight, isoclinal, intrafolial folds with the <TEX>$S_{0-1-2}$</TEX> composite foliation and the <TEX>$S_2$</TEX> foliation and the <TEX>$D_2$</TEX> ductile shear zone with S-C-C' structure and the <TEX>$L_2$</TEX> stretching lineation which is (sub)parallel to the axial plane of <TEX>$F_2$</TEX> fold. The extensive <TEX>$D_2$</TEX> ductile shear zone (Hadong shear zone) of NS trend was persistently developed along the eastern boundary of HNAC and JMRC which would be to the limb of <TEX>$F_2$</TEX> fold on a geological map scale. The Hadong shear zone is no less than 1.4 km width, and was formed in the mylonitization process which produced the mylonitic structure and the stretching lineation with the reduction of grain size during the <TEX>$F_2$</TEX> passive folding. (3) The <TEX>$D_3$</TEX> deformation formed the EW-trending <TEX>$F_3$</TEX> kink or open fold under the NS-trending tectonic compression environment and partially rearranged the NS-trending pre-<TEX>$D_3$</TEX> structural elements into (E)NE or (W)NW direction. The regional trend of <TEX>$D_1$</TEX> tectonic frame before the <TEX>$D_2$</TEX> deformation would be NE-SW unlike the present, and the NS-trending tectonic frame in the HNAC and JMRC like the present was formed by the rearrangement of the <TEX>$D_1$</TEX> tectonic frame owing to the <TEX>$F_2$</TEX> active and passive folding. Based on the main intrusion age of (N)NE-trending basic dyke in the study area, these three deformation events are interpreted to have occurred before the Late Paleozoic.