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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.42 No.1 pp.11-38
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2021.42.1.11

Detrital zircon U-Pb ages of the Cretaceous Iljik, Jeomgok, and Sagok formations in the Cheongsong Global Geopark, Korea:
Depositional age and Provenance

Yong-Un Chae 1 , Taejin Choi 2 , In Sung Paik 3 , Jong-Sun Kim 4 , Hyun Joo Kim 3 , Hoon Young Jeong 1 , Hyoun Soo Lim 1 *
1 Department of Geological Sciences, Pusan National University, Busan 46241, Korea
2 Department of Advanced Energy Engineering, Chosun University, Gwangju 61452, Korea
3 Department of Earth and Environment Sciences, Pukyong National University, Busan 48513, Korea
4 Korea National Park Research Institute, Korea National Park Service, Wonju 26441, Korea
* Corresponding author: tracker@pusan.ac.kr Tel: +82-51-510-2251
December 27, 2020 January 8, 2021 February 9, 2021

Abstract


Detrital zircon U-Pb dating of samples from the Baekseoktan (Iljik Formation), Mananjaam (Jeomgok Formation), and Sinseongri (Sagok Formation) geosites in the Cheongsong Global Geopark were carried out to estimate the depositional age and provenance of the Hayang Group in the Gyeongsang Basin. In the Iljik Formation, Jurassic and Triassic zircons are dominant with minor Precambrian zircons, with no Cretaceous zircon. In contrast, the Jeomgok and Sagok formations show very similar age distributions, which have major age populations of Cretaceous, Jurassic, and Paleoproterozoic ages. The weighted mean ages of the youngest zircon age groups of the Jeomgok and Sagok formations are 103.2±0.3 and 104.2±0.5 Ma, respectively. Results suggest that the depositional ages of the Jeomgok and Sagok Formations are Albian. The detrital zircon age spectra indicate a significant change in provenance between the Iljik and Jeomgok formations. The sediments of the Iljik Formation are thought to have been supplied from nearby plutonic rocks. However, the Jeomgok and Sagok sediments are interpreted to have been derived from relatively young deposits of the Jurassic accretionary complex located in southwest Japan.


Iljik Formation , Jeomgok Formation , Sagok Formation , U-Pb dating , provenance

靑松 世界脂質公園 內 白堊紀 日直層, 點曲層, 絲穀層의 碎屑性 저어콘 U-Pb 年齡: 堆積時期와 起源地

채 용운 1 , 崔 태진 2 , 백 人性 3 , 金 從船 4 , 金 현주 3 , 情 暈影 1 , 임 현수 1 *
1 부산대학교 脂質環境科學科, 46241, 釜山廣域市 금정구 釜山大學로 63番길 2
2 朝鮮大學校 尖端에너지工學科, 61452, 光州廣域市 東區 篳門대로 309
3 부경대學校 地球環境科學科, 48513, 釜山廣域市 南區 龍沼로 45
4 國立公園公團 國立公園硏究院, 26441, 江原道 원주시 單球로 171

草綠


經常盆地 하양層群의 堆積時期와 起源地 變化를 밝히기 위해 靑松 世界脂質公園의 脂質名所인 백石炭(日直層), 萬安자암(點曲層), 신성리(絲穀層) 地域에서 碎屑性 저어콘에 對한 U-Pb 年齡測定을 實施하였다. 日直層에서는 白堊紀 저어콘이 發見되지 않고 쥐라紀와 트라이아스기의 저어콘이 大部分이며, 線캄브리아 時代의 저어콘은 드물게 算出된다. 反面 點曲層과 絲穀層은 白堊紀와 쥐라紀, 高原生代의 저어콘이 優勢하며 類似한 年齡分布를 보인다. 점곡층과 絲穀層 의 白堊紀 저어콘에서 各各 103.2±0.3 Ma와 104.2±0.5 Ma의 가장 젊은 加重平均年齡을 救했다. 硏究結果에 依하면 點 曲層 및 絲穀層의 堆積時期는 앨비안에 該當된다. 碎屑性 저어콘의 年齡分布는 日直層과 點曲層 사이에 起源地의 重要 한 變化가 있었음을 指示한다. 日直層은 主로 周邊의 貫入巖體에서 堆積物이 供給된 것으로 보이지만, 점곡층과 絲穀層 은 日本 南西部의 쥐라紀 附加代의 比較的 젊은 堆積單位로부터 祈願한 것으로 解釋된다.


日直層 , 點曲層 , 絲穀層 , U-Pb 年齡測定 , 起源地
    Pusan National University(PNU)

    서 론

    慶尙北道 靑松郡에 位置한 靑松脂質公園은 2017年 5月 1日 濟州島에 이어 韓國에서 2番째 유네스코 세 界脂質公園으로 認證되었다. 靑松 世界脂質公園에는 火星, 堆積, 修理, 古生物 및 地形을 主題로 한 總 24 곳의 脂質名所들이 있다. 이들 中 硏究對象인 萬安子 癌 斷崖는 堆積名所, 신성리 恐龍발자국은 古生物名 소, 그리고 백石炭 포트홀은 地形名所에 該當하며, 모두 白堊紀 經常盆地 堆積巖을 基盤으로 하는 地質 名所들이다.

    位 名所들의 堆積時期인 白堊紀에는 韓半島를 包含 한 東아시아 地域에 活動性 大陸緣邊部가 位置해, 고 太平洋板人 利子나기판의 攝入方向 및 角度 變化에 依해 地球照的으로 많은 影響을 받았다( Otsuki, 1985 , 1992; Lee, 1999; Okada, 2000; Sagong et al., 2005; Chough and Sohn, 2010; Ryang, 2013 ). 그로 인해 이 時期에 形成된 經常分之의 盆地充塡物은 時空間的 人 盆地進化의 記錄을 包含한다. 經常分之는 韓半島 의 南東쪽에 位置한 韓半島에서 가장 큰 育成 堆積 盆地로서 마이오세에 東海가 열리기 前 日本列島와 接해 있던 것으로 알려져 있어 地理的으로 重要한 位置에 있다( Asiedu et al., 2000; Mitsugi et al., 2001; Ishida et al., 2003; Lee and Kim, 2005; Kim et al., 2007; Lee, 2008 ). 그러므로 經常盆地 堆積物 의 堆積時期와 起源地 變化에 對한 硏究는 白堊紀의 地球照 環境變化와 盆地進化에 對한 重要한 情報를 提供할 수 있다.

    經常盆地 堆積物의 起源地에 關한 初期硏究는 主로 高水流 分析과 堆積巖石學적 모드 分析, 紙貨學 分析 을 통해 이루어 졌다( Lee and Lee, 2000 , 2003; Lee and Lim, 2008; Lee et al., 2015 ). 하지만 最近 個別 저어콘에 對한 信賴度 높은 年齡測定이 可能해짐에 따라 堆積層에 包含된 碎屑性 저어콘의 年齡分布를 利用한 堆積物 起源地 硏究가 活潑히 進行 中이며, 이 年齡分布는 堆積 當時 盆地周邊에 露出된 起源癌 들의 連帶를 反映하는 것으로 알려져 있다( Lee, T.- H. et al., 2010; Lee, Y.I. et al., 2010 , Lee et al., 2017; Lee et al., 2018a , 2018b; Choi et al., 2020 ). 하지만 只今까지 大部分의 硏究가 電氣 白堊紀에 퇴 적된 經常累層軍 最下部 신동層群에 集中되었으며, 上部의 하양層群을 對象으로 한 硏究(Lee, T.-H. et al., 2018a Choi and Kwon, 2019 )는 不足한 便이다.

    이番 硏究의 주된 目的은 靑松 世界脂質公園이 위 癡漢 經常盆地 醫성소분地 하양層群에 屬하는 日直層 (백石炭 포트홀), 點曲層(萬安자암 斷崖), 絲穀層(神聖 리 恐龍발자국) 碎屑性 저어콘의 U-Pb 年齡分布를 利用하여 地層들의 堆積時期와 堆積物의 起源地 變化 를 糾明하는 것이다(Fig. 1 and 2 ). 이 硏究는 義城소 盆地의 고환경과 盆地進化에 對해 重要한 情報를 제 公害 줄 수 있고, 靑松世界脂質公園의 學術的 價値를 높이는 데에도 寄與할 수 있을 것으로 期待한다.

    硏究地域

    白堊紀 동안 아시아 大陸의 北東쪽 境界에 位置한 韓半島에는 유라시아版과 高太平洋板(利子나기판) 사 이의 死角攝入에 依해 다양한 育成堆積盆地들이 形成 되었다( Lee and Paik, 1990; Lee, 1999; Chough and Sohn, 2010; Ryang, 2013 ). 韓半島의 南東部에는 百 樂器 育成堆積盆地 中에서 가장 規模가 큰 經常分之 가 位置하는데, 經常分之는 北에서부터 營養素盆地, 醫성소분地, 密陽小盆地로 細分된다(Fig. 1A , Chang, 1975 ). 經常分之를 充電한 經常累層群은 下부에西部 터 火山物質이 거의 없는 신동層群, 火山物質이 頻繁 히 産出되는 河孃層群, 大部分이 火山物質로 構成된 유천層群으로 나뉜다( Chang, 1975; Choi, 1986; , Chang et al., 2003 ). 이 中 신동層群은 醫성소분地 및 密陽小盆地의 西便을 따라 盆地別로 큰 差異 없 이 對象으로 分布하지만, 河孃層群의 堆積時期에는 地域에 따라 堆積環境과 特性이 달랐기 때문에 河孃 層群을 構成하는 層名은 小盆地에 따라 다르다.

    硏究地域이 屬하는 義城小盆地의 하양層群은 下部 로부터 日直層, 후평동層, 點曲層, 絲穀層, 春山層, 新 양동層으로 構成되며 絲穀層과 春山層의 警戒에는 舊 산동凝灰巖이 發達하고, 日直層과 密陽小盆地 慶州- 倭館 地域에 分布하는 건천리層의 다양한 化石을 이 용한 古生物學的 硏究에 依해 하양層群은 大體로 前 氣 白堊紀(Aptian-Albian)에 堆積된 것으로 報告되었 다(Table 1 )( Yang, 1978; Choi, 1985 , 1989; Seo, 1985; Choi 1987; Choi and Park, 1987; Yi et al., 1993 ). 堆積巖 外 백石炭과 萬安자암 分布誌의 西쪽 으로는 線캄브리아 時代의 片麻巖體와 堆積 以後 管 입한 石英斑巖이 자리하고 있다(Fig. 1 ).

    醫성소분地 하양層群의 起源地 推定을 위한 西쪽 가장자리의 固有香(paleocurrent) 硏究에 依하면 固守 류가 主로 西에서 東으로 或은 北西에서 南東으로 흐른 것으로 나타났지만, 東쪽의 하양層群에서는 故 水流가 洞에서 西쪽으로 測定되어 東便에 高地帶가 分布했던 것으로 推定되었다( Chang, 1988 ). 醫성소분 지 北東쪽의 日直層, 후평동層, 點曲層에서도 高水流 가 全般的으로 東쪽에서 西쪽으로 흐른 것으로 보고 되었다( Koh et al., 1996 ).

    硏究地域人 백石炭과, 萬安자암, 신성리 恐龍발자국 化石山地들은 地質學的으로 義城小盆地의 北東쪽 下 兩層軍에 位置하며, 各各 日直層과 點曲層, 絲穀層이 分布한다(Fig. 1 and 2A , C , E ). 日直層의 堆積環境 은 主로 沖積扇狀地이며 礫巖, 逆質沙巖, 沙巖 및 이 癌으로 構成되고, 점곡층은 湖水 或은 周邊部로 綠色 或은 灰色의 이암이 主를 이루고 一部 렌즈上 或은 쐐기上의 細粒沙巖이 협재하며, 마지막으로 絲穀層은 下部 및 上部에는 主로 붉은色 沙巖 및 李嵒, 中部에 는 灰色 或은 暗灰色의 沙巖 및 李嵒으로 構成되고, 硏究地域은 細粒沙巖 或은 실트스톤과 이암이 葉層이 나 얇은층으로 交互, 細粒 沙巖, 石灰質 李嵒 等으로 構成되는 얕은 湖水 乃至 湖水周邊部에서 堆積된 것 으로 알려져 있다( Chang et al., 1977; Choi, 1986; Koh et al., 1996; Kim et al., 2019 ).

    硏究方法

    靑松 世界脂質公園 內 세 곳의 脂質名所에 對한 絶對年齡測定을 위해 백石炭에서 3個(BST-1, 2 3), 萬安자암 斷崖에서 2個(MA-1, 2), 신성리에서 1個 (SSR-1)의 沙巖 또는 실트암 試料를 採取하였다(Fig. 1 and 2 ). 萬安자암의 境遇 斷崖 뒤쪽의 道路가 露頭 에서 試料를 採取하였으며(Fig. 2D ), 신성리의 境遇 化石山地 周邊에서는 저어콘이 産出되는 조립질 巖石 이 없어 層序的으로 類似한 層準에 該當하는 南西쪽 으로 約 4.3 km 떨어진 908番 道路가 노두에서 採取 하였다(Fig. 2F ). 백石炭 포트홀 脂質名所에는 大體로 조립질 乃至 中立質疑 沙巖이 分布하며, 一部 層準에 는 主로 우백질 花崗巖 逆으로 構成된 礫巖 乃至 逆 質 沙巖度 包含된다(Fig. 2A and B ). 採取한 試料들 은 巖相 記載를 위해 薄片을 製作하여 顯微鏡 觀察 을 實施하였다(Fig. 3 ).

    絶對年齡測定을 위해 저어콘을 分離한 後 에폭시 마운트를 製作하고 저어콘의 折半假量이 드러나도록 硏磨하였다. 準備된 저어콘 試料들은 後方散亂전자영 上(BSE images)과 陰極線發光映像(CL images)을 이 용하여 內部構造를 觀察 後 分析位置를 決定하였다. U-Pb 年齡測定은 韓國基礎科學支援硏究員(KBSI)에서 保有한 Nu Plasma Ⅱ/New Wave Research 193 nm ArF 레이저 削磨 誘導結合 플라즈마 質量分析器(LAMC- ICP-MS)를 利用하였다. 레이저의 지름 및 走破 數는 各各 15 μm와 5 Hz로 30秒間 分析을 維持하였 고, 저어콘 分析點의 처음과 마지막을 包含해 91500 標準 저어콘( Wiedenbeck et al., 1995 , 2004 )과 Plešovice 標準 저어콘( Sláma et al., 2008 )을 各各 분 석點 5個와 10個 黨 하나씩 分析하였다. 分析 後 元 資料는 Iolite 2.5 ( Paton et al., 2011 )와 Isoplot 3.71 ( Ludwig, 2008 ) 프로그램을 利用하여 處理했다. 單一 分析點 內 年齡의 混合 및 납損失에 關해 明確히 알 수 없기에 15% 以上의 不一致 年齡을 보이는 分析 點은 除外되었다. 1000Ma 以上의 年齡일 境遇에는 207 Pb/ 206 Pb 年齡을 使用했고, 1000Ma 以下일 境遇에 는 206 Pb/ 238 U 年齡을 使用했다. 硏究地域 堆積層의 年 嶺을 救하기 위해 白堊紀 저어콘 年齡資料에 Isoplot 프로그램의 Tuffzirc 알고리즘( Ludwig and Mundil, 2002 )을 適用해 合理的인 年齡 群集을 抽出 後 加重 平均年齡을 計算하였다.

    硏究結果

    1. 顯微鏡 觀察 結果

    백石炭의 沙巖 試料는 大部分 石英과 斜長石 및 黑雲母로 構成되어 있으며, 比較的 크기가 작은 粒子 들은 角形 乃至 亞角型이지만 큰 粒子들은 아각형에 서 原形까지 원魔都家 다양하다(Fig. 3A and B ). 灣 안자암 斷崖를 構成하는 沙巖은 主로 石英과 火山巖 便, 長石으로 構成되며, 少量의 쳐어트편을 包含하고 있다(Fig. 3C ). 또한 백石炭 試料에 비해 比較的 長石 의 含量이 적고 火山巖篇이 包含되며 보다 원魔都家 좋은 特徵을 보인다(Fig. 3C ). 신성리 化石山地 隣近 에서 採取한 絲穀層 試料의 境遇 다른 試料들에 비 해 細粒質인 실트암에 該當되며, 主로 石英과 長石의 含量이 優勢하다(Fig. 3D ).

    2. 碎屑性 저어콘 U-Pb 年齡測定 結果

    U-Pb 絶對年齡 分析位置 決定을 위한 SEM-CL 이 未知 分析 結果 BST試料의 低語콘들은 主로 150- 200 μm 크기의 單住商 또는 主上을 보이며, 大部分의 低語콘들이 字形(euhedral)에 振動累代(oscillatory zoning) 를 나타낸다. MA와 SSR試料에서 分離된 低語콘들은 大體로 BST試料의 低語콘들 보다 원魔都家 좋은 便 이고, 主로 CL 映像에서 밝게 보이며, 振動累代를 나 타내는 低語콘들의 境遇 아각형에서 아원형을 보이지 萬, 內部構造가 거의 보이지 않는 어둡게 보이는 저 語콘들의 境遇 원魔都家 매우 좋은 特徵을 보여준다. MA와 SSR에서 堆積時期를 求하는데 利用된 모든 低語콘들은 Th/U 값이 0.2 以上으로 火星起源 저어 콘 임을 指示한다( Hoskin and Schaltegger, 2003; Hartmann and Santos, 2004 ).

    Table 2 와 Fig. 4 는 硏究地域 사암에서 分離된 刷 雪城 저어콘 U-Pb 年齡을 보여준다. 總 6個의 試料 에 包含된 低語콘들은 大部分 誤差範圍 內에서 一致 曲線 上에 놓여있다(Fig. 5 ).

    백石炭 포트홀 地域의 日直層: 總 3個의 沙巖 (BST-1, 2, 3)에서 分離된 碎屑性 저어콘을 對象으로 各 試料當 100點 씩 總 300點의 低語콘들이 分析되 어 總 295點의 有效分析點을 얻었다(Table 2 ). 日直 層의 碎屑性 低語콘들은 쥐라紀(藥 164 Ma)에서 선 캄브리아 時代(藥 2009 Ma)에 이르는 넓은 年齡 犯 위를 보여주며 3個의 沙巖試料는 매우 類似한 年齡 分布를 나타낸다(Fig. 4 , Table 2 ). 하지만 總 295點 의 有效分析點들 中 線캄브리아 時代 連帶를 보이는 저어콘은 約 811Ma의 신원생臺 및 約 2009Ma의 高原生臺를 나타내는 2個로 매우 드물게 算出된다 (Fig. 4 ). 그리고 나머지 有效分析點들의 大部分은 中 生臺 트라이아스기와 電氣 쥐라紀에 密集되어 分布하 며 一部는 古生代 페름기 連帶를 보인다(Fig. 4 ). 崔 소 年齡을 보여주는 저어콘은 約 164 Ma의 쥐라紀 이며 白堊紀 連帶를 나타내는 저어콘은 産出되지 않 았다(Fig. 4 ).

    萬安자암 斷崖 地域의 點曲層: 總 2個의 沙巖 時 料(MA-1, 2)에서 分離된 碎屑性 저어콘을 對象으로 U-Pb 年齡을 測定한 結果 總 187點을 分析해 174個 의 有效分析點을 얻었고, 白堊紀에서 線캄브리아 時 臺에 이르는 넓은 年齡 範圍(98-2803Ma)를 보인다 (Fig. 4 , Table 2 ). 하지만 大部分의 年齡은 中生代와 高原生代에 密集되어 分布한다(Fig. 4 ). 日直層의 연 令分布와는 다르게 線캄브리아 時代의 低語콘들이 上 當量 産出되는 것이 特徵이며 이들은 約 1850-1875 Ma 사이에서 가장 많이 分布하지만 보다 오래된 年 嶺을 보여주는 低語콘들도 相當量 包含하고 있다 (Fig. 4 ). 젊은 저어콘들에서는 硏究地域 日直層에 비 해 트라이아스기 連帶의 低語콘들의 比率이 相當量 減少했으며, 쥐라紀 連帶 內에서도 日直層 보다 젊은 쥐라紀 中期에 密集된 傾向을 보인다(Fig. 4 ). 그리고 日直層에서는 産出되지 않던 白堊紀 連帶를 보여주는 低語콘들이 相當量 包含되어 있고, 이들의 겉보기 年 令範圍는 約 106-98 Ma (Albian-Cenomanian)를 나 타낸다(Fig. 4 ). 白堊紀 低語콘들의 年齡들은 比較的 넓은 分散을 보이며, 크게 두 그룹으로 區分되는데 이들의 加重平均年齡은 各各 100.4±0.3 Ma (n=5, MSWD: 0.94)와 103.2±0.3 Ma (n=12, MSWD: 1.2) 로 求해졌다(Fig. 5A ).

    신성리 恐龍발자국 化石山地의 絲穀層(SSR-1): 新 성리 恐龍발자국 化石山地 隣近에서 採取된 試料에서 分離된 低語콘들을 對象으로 總 95點을 分析해서 87 個의 有效分析點을 얻었다(Table 2 ). 이들의 年齡 犯 位는 白堊紀에서 線캄브리아 時代에 該當하는 約 103-2515 Ma를 나타내며, 分布는 中生代와 高原生代 連帶에 集中되어 있어 全體的으로 點曲層의 年齡分布 와 매우 類似하다(Fig. 4 ). 線캄브리아 時代 低語콘들 의 分布는 점곡층과 마찬가지로 藥 1850-1875Ma 犯 위에서 가장 높은 確率密度를 나타낸다(Fig. 4 ). 젊은 中生代의 年齡分布에서는 點曲層에 비해 트라이아스 基 連帶를 보이는 低語콘들의 産出이 減少하고 中期 쥐라紀 보다는 電氣 쥐라紀 連帶에 보다 많은 저어 콘들이 分布하는 特徵을 보인다(Fig. 4 ). 總 6個의 백 樂器 低語콘들이 産出되었고 그 中 가장 젊은 年齡 은 約 103 Ma이며, 가장 젊은 群集을 이루는 總 3個 의 저어콘 分析點들을 利用해 104.2±0.5 Ma (MSWD: 0.43)의 206 Pb/ 238 U 加重平均年齡을 救했다(Fig. 5 ).

    土 의

    1. 硏究地域 點曲層 및 絲穀層의 堆積時期

    이番 硏究에서 백石炭 地域의 日直層 試料에서는 白堊紀 連帶를 보이는 저어콘이 産出되지 않아 日直 層의 最大堆積時期에 對한 情報를 提供하기 어렵기 때문에 點曲層 및 絲穀層의 堆積連帶 만을 制限하고 자 한다(Fig. 4 ).

    萬安자암 斷崖 地域의 점곡층에서 白堊紀 碎屑性 低語콘들의 겉보기 年齡은 約 106-98Ma (Albian- Cenomanian)의 範圍를 나타낸다(Fig. 4 ). 이 中 約 98 Ma가 單一 저어콘 最小年齡이지만 單一 저어콘은 變質 또는 變成過程에 납 損失 等 多樣한 基作들에 依해 生成年齡에서 偏差가 커질 可能性이 存在한다 ( Lee et al., 2018a ). 實際로 層序的으로 點曲層 보다 上位에 놓이고 密陽小盆地와 醫성소분地 內 約 200 km 以上의 延長性을 가지며 하양層群의 鍵層 役割을 하는 구산동凝灰巖의 北部 地域 試料에서 LA-(SC)- ICPMS 저어콘 U-Pb 年齡은 97.1±2.0 Ma, SHRIMP 저어콘 U-Pb 年齡은 103.0±1.2 Ma로 報告된 바 있 다( Jeon and Sohn, 2003; Jwa et al., 2009; Kim et al., 2013 ). 先行硏究에서 提示된 北部 구산동凝灰巖의 噴出年齡은 서로 誤差範圍를 考慮하더라도 相當한 次 이를 보인다. 그러나 約 97 Ma의 年齡은 單一 檢出 基(single collector)가 椄木된 比較的 球形의 LA-ICPMS 裝備를 利用해 分析되었으며, 元資料가 一致曲線 上에서 相當히 벗어나는 分析點들을 많이 包含하고 있어, 본 硏究에서는 SHRIMP 裝備를 活用한 約 103 Ma 噴出連帶를 北部 구산동凝灰巖의 噴出連帶로 活用하였다. 이番 硏究의 點曲層은 구산동凝灰巖 보 다 層序的으로 下位에 놓이지만 個別 低語콘들은 오 次 範圍를 考慮하더라도 젊은 年齡이 몇몇 算出된다. 그러므로 單一 저어콘을 通한 地層의 最大堆積時期 制限은 止揚되어야 할 것으로 생각된다. 一般的으로 碎屑性 低語콘들을 利用한 年齡測定에는 約 100~120 個의 分析點을 利用해 誤差範圍 1σ에서 두 點 및 2σ 에서 세 點 以上이 重疊되는 年齡그룹을 통해 最少 年齡을 求하는 方法이 主로 利用된다. 그러나 點曲層 에서 分離된 白堊紀 低語콘들의 加重平均年齡으로 舊 해진 約 100 Ma의 Group 1의 境遇, 이에 비해 相當 히 많은 187個의 分析點을 통해 圖示된 것으로써 審 지어 두 分析點들은 一致曲線을 若干 벗어나 産出되 어 統計的으로 不完全한 年齡으로 判斷된다. 또한 層 書籍으로 上位에 놓인 구산동凝灰巖의 噴出年齡과도 不一致하기 때문에 統計的 및 層序的으로 無意味한 年齡을 指示한다. 그러나 보다 오래된 Group 2의 家 重平均年齡인 約 103.2±0.3 Ma의 境遇, 一致曲線 床 에 놓이는 12個의 分析點을 통해 求해졌으며, 구산동 凝灰巖의 噴出年齡과도 誤差範圍 內 一致하는 年齡을 보여 層序的으로도 矛盾되지 않는다. 그러므로 硏究 地域에 分布하는 點曲層에서 求해진 加重平均年齡인 約 103 Ma는 萬安자암 斷崖를 構成하는 堆積層이 앨비안(Albian)에 堆積된 地層임을 指示한다.

    신성리 恐龍발자국 化石山地에 分布하는 絲穀層 崔 下部와 類似한 層準의 試料에서 分離된 低語콘들의 가장 젊은 群集은 104.2±0.5 Ma (n=3, MSWD=0.43) 의 加重平均年齡을 보인다(Fig. 5 ). 이 年齡은 下部의 點曲層에서 求한 加重平均年齡과 類似하다. 試料를 採取한 點曲層과 絲穀層 노두가 地理的 및 層序的으 로 가깝다는 點을 考慮하면, 두 地層의 堆積時期는 큰 差異가 없던 것으로 推定된다(Fig. 1 ). 그러므로 硏究地域의 絲穀層 亦是 點曲層 堆積 直後에 堆積이 되었을 것으로 判斷되며, 이는 職上位에 놓이는 구산 桐凝灰巖의 噴出年齡과도 符合하는 結果이다. 따라서 硏究地域의 점곡층과 絲穀層의 堆積時期는 電氣 백악 基의 앨비안으로 解釋된다.

    2. 硏究地域 日直層, 點曲層, 絲穀層 堆積物 起源 誌의 變化

    백石炭 地域 日直層은 線캄브리아 連帶를 보이는 저어콘 粒子들이 거의 産出되지 않고, 페름기-트라이 아스機 및 電氣 쥐라紀 連帶를 보이는 低語콘들이 大部分을 차지하는 것이 特徵이다(Fig. 4 ). 하지만 의 성소분地 西便의 日直層에서 分析된 年齡分布에서는 線캄브리아 連帶를 보이는 低語콘들이 가장 많은 비 律을 차지하며 다음으로 쥐라紀 連帶를 나타내는 저 語콘들이 産出되는데, 이는 신동層群 堆積巖들과 매 禹 類似한 年齡分布로서 起源地가 經常盆地 西便에 있음을 指示한다( Choi and Kwon, 2019 ). 또한 實際 로 眞珠層과 接하는 地域의 하양層群 高水流 分析 結果와 一致한다( Chough and Sohn, 2010 ).

    이와는 다르게 이番 硏究地域의 日直層에서는 先캄 브리아 時代 저어콘이 極히 드물게 産出되며 트라이 아스機 및 電氣 쥐라紀 連帶가 大部分을 차지한다 (Fig. 4 and 6 ). 이는 嶺南肉塊 外의 다른 堆積物 공 給源의 可能性을 指示한다. 이番 硏究의 日直層 저어 콘 年齡分布가 매우 單純하므로 比較的 가까운 起源 誌에 分布하는 少數의 癌體들로부터 堆積物이 供給되 었을 可能性을 考慮할 수 있다(Fig. 4 and 6 ). 日直層 노두에서 觀察되는 逆質沙巖 乃至 礫巖 層準에서 官 札되는 驛들의 種類가 매우 制限的이며 驛들이 亞角 兄을 보이는 點, 그리고 沙巖 構成粒子들의 원魔都家 不良하고 斜長石의 比率이 높다는 것도 이와 같은 推論을 支持한다(Fig. 2B , 3A and B ). 硏究地域人 백 石炭의 東便에는 靑松花崗巖(ca. 203Ma), 盈德화강 癌(ca. 247-266 Ma), 領海花崗巖(ca. 195-196Ma), 腸 舍利花崗巖(ca. 256-257Ma), 紅色花崗巖(ca. 242Ma) 等 主로 페름기-쥐라紀에 貫入한 癌體들이 比較的 가 까운 距離에 分布한다(Fig. 6 , Cheong and Kim, 2012 and references therein; Kang et al., 2018 ). 또 한 安東-靑松 地域의 우백질 花崗巖質癌에서 約 250 Ma의 貫入年齡과 트라이아스기 中期 或은 末期의 열 적變性 連帶가 報告된 바 있다( Cheong et al., 2014 ). 特히 靑松 深成巖體 中 트론兆마이트質 片麻巖에서 約 230Ma의 科成長 延邊部 加重平均年齡과 함께, 貫入過程에서 形成된 約 199 Ma의 單一 저어콘 겉步 基 年齡, 마지막으로 246-236Ma의 年齡을 나타내는 몇몇 低語콘들이 産出되었다( Cheong et al., 2014 ). 位 年齡들은 旣存 基盤巖의 形成年齡으로 說明되지 않는 日直層의 中企-後期 트라이아스기 저어콘 起源 을 說明해줄 수 있다(Fig. 6 ). 그리고 硏究地域의 北 쪽에도 電氣 쥐라紀의 榮州花崗巖( Yoon et al., 2014; Song and Yi, 2015 )과 安東花崗巖( Yoon et al., 2014 ) 이 자리하고 硏究地域과 隣接하다. 따라서 저어콘 UPb 年齡의 分布, 堆積巖 內 粒子들의 未成熟 組織 및 硏究地域이 位置하는 醫성소분地 北部의 地理的 位置 를 考慮했을 때 當時 露出되어 있던 北部 및 東部 地域의 트라이아스기 및 電氣 쥐라紀 暗體들에서 퇴 적물을 供給받았을 可能性이 높다(Fig. 6 ). 하지만 이 番 硏究의 日直層 試料에서 295點의 有效分析點 中 오직 2個(1% 未滿)의 線캄브리아 時代 저어콘이 산 出되었다. 이는 大規模 線캄브리아 時代의 暗體 分布 誌에서 堆積物이 直接 由來했다고 判斷하기에는 含量 이 매우 적다. 또한 이는 經常盆地 堆積層들에서 선 캄브리아 時代의 低語콘들이 매우 頻繁히 産出되는 것과도 그 特徵을 달리한다. 그리고 硏究地域의 北쪽 에 位置한 嶺南肉塊의 北東쪽 地域에는 線캄브리아 時代의 暗體가 基盤巖으로 자리하고 있기 때문에 年 區地域의 北쪽의 境遇 이番 硏究에서 求한 저어콘의 年齡 分布와는 一致하지 않는다. 따라서 백石炭 地域 日直層의 堆積物들은 大部分 堆積當時 主로 東쪽에 位置했던 比較的 近距離의 貫入巖體들로부터 祈願했 을 可能性이 높은 것으로 判斷된다. 이는 低語콘들의 單純한 年齡 分布 및 堆積組織 뿐 아니라 多樣한 퇴 的構造를 利用한 醫성소분地 北東部 日直層의 高水流 硏究 結果와도 잘 一致한다(Fig. 6 , Koh et al., 1996 ).

    萬安자암 斷崖 地域의 점곡층과 신성리 恐龍발자국 化石山地 隣近의 絲穀層에서 分離된 低語콘들의 年齡 分布는 日直層에 비해 트라이아스기 低語콘들이 急減 하고 主로 高原生代로 構成된 線캄브리아 時代 저어 콘들이 相當量 算出되어 서로 類似한 年齡分布를 나 타낸다(Fig. 4 ). 또한 두 試料 모두 日直層 試料에서 觀察되지 않는 白堊紀 저어콘이 算出된다. 이와 같은 類似點은 堆積物 起源地의 變動이 없거나 或은 적었 기 때문인 것으로 생각되며, 이는 두 地層의 起源地 가 類似함을 指示한다. 硏究地域 隣近의 점곡층에서 堆積構造를 利用한 硏究結果 點曲層의 高水流는 日直 層 固守類와 큰 差異를 보이지 않는 藥 274°人 西北 서 方向을 向한다고 報告되었다(Fig. 6 , Koh et al., 1996 ). 그러므로 硏究地域의 점곡층과 絲穀層을 構成 하는 堆積物의 暫定的 起源地에서 比較的 西便에 分 炮하는 嶺南肉塊 및 沃川代를 除外할 수 있으며 日 職層과 類似하게 硏究地域의 東便에서 祈願했음을 알 수 있다. 하지만 點曲層과 絲穀層의 저어콘 年齡分布 는 日直層을 構成하는 低語콘들의 年齡分布와는 相當 한 差異가 있으며, 이는 日直層 堆積 以後 堆積物 基 原紙 分布에 相當한 變化를 反映하는 것으로 解釋될 수 있다(Fig. 4 ). 이와 같은 差異는 剝片觀察을 통한 試料의 構成 物質(火山巖篇과 쳐어트편의 算出)의 次 이에서도 잘 드러난다(Fig. 3 ).

    트라이아스기 때 發生한 南中國地塊와 北中國지괴 의 衝突 以後 形成된 日本 南西部의 所謂 쥐라紀 部 街複合體(Jurassic accretionary complex)에 關한 綜合 的인 碎屑性 저어콘 年齡分布 硏究에 依하면 쥐라紀 附加代의 形成이 始作된 中企 트라이아스기 以前의 附加代에서는 高原生代 및 始生代 저어콘의 産出이 매우 드문 反面, 쥐라紀 附加臺를 起點으로 內部 퇴 적물에 主로 高原生代 및 一部 始生代 低語콘들이 包含되어 있음이 報告되었다( Wakita et al., 2019 and references therein). 또한 쥐라紀 附加臺는 線캄브리아 連帶 뿐 아니라 쥐라紀와 트라이아스기 連帶를 多數 包含하는 反面 古生代, 신원생臺 및 重原生代의 저어 콘들을 거의 包含하고 있지 않다( Tokiwa et al., 2019; Wakita et al., 2019 ). 特히 最近 쥐라紀 지恥部 附加臺(Chichibu accretionary complex) 내 지構造層 書籍 分臺(Tectono-stratigraphic division)의 各 單位別 碎屑性 저어콘 硏究에 따르면, 線캄브리아 時代 저어 콘들은 北中國지괴, 페름기-쥐라紀 低語콘들은 한班 도와 그 周邊에서 起源하였다고 解釋하였다( Tokiwa et al., 2019 ). 더하여 젊은 堆積連帶를 보이는 地球照 層序 單位로 갈수록 페름기-트라이아스기 低語콘들은 減少하고, 쥐라紀 低語콘들은 增加하는 傾向을 步였 다( Tokiwa et al., 2019 ). 그리고 Tokiwa et al. (2019) 의 約 155-150Ma로 가장 젊은 群集連帶의 지構造層 서 單位에서는 線캄브리아 時代 低語콘들이 約 1870 Ma에서 가장 많은 算出頻度를 나타내고 보다 오래된 低語콘들이 一部 分布하는 것과 古生代-重原生代 저 語콘들이 거의 産出되지 않는 點, 그리고 中生代 저 語콘들 中 電氣-中企 쥐라紀 低語콘들이 大部分을 區 성하며 一部 트라이아스기 低語콘들이 産出된다는 點 에서 이番 硏究地域의 점곡층과 絲穀層의 저어콘 산 출과 매우 類似한 分布를 보인다(Fig. 4 ). 또한, 旣存 硏究에 依하면 層序的으로 日直層과 點曲層 사이에 分布하는 후평동層에서 産出된 放散蟲 化石을 包含下 는 쳐어트편들이 쥐라紀 附加臺에 屬하는 日本 南西 富의 미노-貪바대(≈지恥部 附加臺)에서 祈願한 것으 로 報告되었다( Chang et al., 1998; Mitsugi et al., 2001 ). 위 硏究 結果와 點曲層 試料에서 量이 많지는 않지만 쳐어트편이 産出된다는 事實은 職上部에 놓이 는 點曲層과 絲穀層의 堆積時期에는 쥐라紀 附加代가 位置하고 있는 日本의 南西部까지 起源地가 擴張되었 을 可能性이 있음을 指示한다. 이와 같은 解釋은 영 양소분地 하양層群 沙巖의 모드分析을 利用한 起源地 硏究結果와도 잘 符合한다( Lee and Kim, 2005 ). 그 離苦 現在 日本 南西部에 位置해 있는 쥐라紀 部가 代의 地理 및 地質은 白堊紀 堆積 當時와 完全히 東 일하다고 말할 수 없으나, 先行硏究와 이番 硏究結果 를 綜合하면 點曲層과 絲穀層에 供給된 堆積物들은 쥐라紀 附加大 中 트라이아스기 보다 쥐라紀 저어콘 들을 많이 包含하는 比較的 後期의 堆積單位에서 공 級되었을 可能性이 큰 것으로 判斷된다. 또한 點曲層 과 絲穀層의 堆積物들은 大部分 韓半島에서 祈願해 日本 전호분知人 海溝(trench)에 供給되었다가 白堊紀 時期에 다시 韓半島로 供給된 것으로서 東海가 形成 되기 以前에는 韓半島와 日本列島가 連結되어 있었으 며 서로 堆積物의 起源地로서 密接한 役割을 한 것 으로 생각할 수 있다. 하지만 쥐라紀 附加代의 正確 한 古地理 및 후평동層을 起點으로 變化된 起源地의 擴張 期作에 對한 보다 明確한 解釋을 위해서는 秋 街硏究가 必要하다.

    硏究地域의 점곡층과 絲穀層에서는 쥐라紀 附加臺 로 說明될 수 없는 白堊紀 低語콘들도 算出된다(Fig. 4 and 5 ). Chae et al. (2020) 은 하양層群보다 下位 地層인 신동層群에서 上位地層으로 갈수록 白堊紀 저 어콘이 增加하는 傾向이 地球照的으로 海溝 退却 (trench-rollback)에 따른 火成活動 地域의 南東方向 移動과 連結될 수 있음을 提案하였다. 이와 같은 火 性活動誌의 이동은 日直層과 같이 密陽小盆地의 晋州 層에 整合으로 놓이는 漆谷層의 堆積時期에 이르러 漆谷層 上部에 存在하는 靑龍寺玄武巖(固有香: 北西- >南洞; Jeon and Shon, 2008 )으로 알 수 있는 直接的 人 火山活動이 經常盆地 內部 或은 隣接地域에서 발 생하였다고 判斷했다( Chae et al., 2020 ). 또한 密陽소 盆地에서는 함안層과 振動層(一部 함안層 內), 義城소 盆地에서는 絲穀層과 春山層의 警戒에 分布하며 하양 層群의 열쇠層 役割을 하는 구산동凝灰巖(藥 103-104 Ma)의 固有香 分析 結果 火山活動의 起源이 大體로 東便에 位置한다고 解釋하였다( Sohn et al., 2009 ). 위 硏究 結果들은 點曲層과 絲穀層의 堆積時期에 輕傷分 지 內部 或은 隣近에서의 크고 작은 火山活動들이 存在했음을 말해준다. 위 硏究結果들을 土臺로 이番 硏究의 點曲層과 絲穀層 試料는 直接的인 一次的인 火山活動의 痕跡을 보이지는 않지만 經常盆地 內部 或은 隣近에서 堆積直前의 火山活動에 依한 低語콘들 이 재동되어 流入된 것으로 解釋된다.

    앞선 內容들을 綜合하면 하양時代의 始作과 同時에 日直層의 堆積 當時 扇狀地가 發達하여 主로 東쪽 隣近의 暗體(主로 現在 韓半島의 東쪽 延邊部 地域) 들로부터 堆積物을 供給받았으나 以後 후평동層이 퇴 적되는 期間부터는 起源地의 擴張(쥐라紀 附加代의 隆起?)으로 인해 보다 遠距離의 東쪽 起源地(日本 男 西部의 쥐라紀 附加臺 上位 堆積層)로부터 堆積物이 供給되었을 可能性이 높은 것으로 보인다. 또한 이番 硏究에서 遂行된 碎屑性 저어콘 年齡分布 資料는 확 場된 起源地가 점곡층과 絲穀層 堆積時期까지도 維持 되었음을 指示한다. 하지만 하양層群 堆積物의 起源 지는 經常盆地 內의 位置와 時期에 따라 持續的으로 變했을 可能性이 높기 때문에 보다 正確한 解釋을 위해서는 地域과 地層에 따른 體系的인 追加硏究가 必要할 것으로 判斷된다.

    결 론

    醫성소분地 하양層群의 堆積時期와 起源地 變化를 糾明하기 위해 靑松 世界脂質公園의 脂質名所인 百席 彈과 萬安자암 斷崖, 신성리 地域의 日直層과 點曲層, 絲穀層의 碎屑性 저어콘에 對한 U-Pb 年齡測定을 실 侍下였다. 日直層에서는 白堊紀 저어콘이 發見되지 않아 堆積時期를 直接 推定하기 어렵지만, 점곡층과 絲穀層에서는 各各 103.2±0.3 Ma와 104.2±0.5 Ma의 가장 젊은 年齡그룹의 加重平均年齡을 救했다. 이番 分析結果 硏究地域의 點曲層 및 絲穀層은 앨비안 時 期에 堆積되었음을 알 수 있다. 그리고 碎屑性 저어 콘 年齡 分布는 점곡층과 絲穀層에서 白堊紀와 쥐라 基, 線캄브리아 時代의 저어콘이 많이 産出되는 反面, 日直層에서는 쥐라紀와 트라이아스기의 저어콘이 于 歲하지만 白堊紀의 저어콘은 觀察되지 않고 선캄브라 아기의 저어콘도 거의 觀察되지 않는다. 地理的으로 가까운 地域임에도 不拘하고 試料 間 急激한 碎屑性 저어콘 年齡分布의 變化는 日直層과 點曲層의 堆積視 기 사이에 起源地의 變化가 있었음을 指示한다. 日直 層은 主로 쥐라紀와 트라이아스기에 形成된 周邊의 貫入巖體에서 堆積物이 供給된 것으로 判斷되지만, 점곡층과 絲穀層은 堆積當時 韓半島 東便에 隣接해 있었지만 只今 日本 南西部에 位置한 쥐라紀의 富가 代의 比較的 젊은 堆積單位로부터 影響을 받았던 것 으로 解釋된다. 본 硏究 結果를 土臺로 萬安자암 單 애와 신성리 恐龍발자국 脂質名所는 現在 韓半島와 日本列島가 東海를 사이에 두고 서로 分離되어 있지 萬 東海가 形成(마이오세)되기 以前에는 서로 連結되 어 堆積物들을 주고받았다는 證據로서 地質 敎育的 側面으로도 活用이 可能할 것으로 생각된다.

    사 社

    이 論文은 부산대학교 基本硏究支援事業(2年)에 의 해 支援되었습니다. 硏究 遂行過程에 도움을 주신 靑 宋君과 좋은 意見을 주신 두 분의 審査委員께 感謝 드립니다.

    Figure

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    Geologic map of the study area. Red squares represent the sampling locations. BST=Baekseoktan, MA=Mananjaam, SSR=Sinseongri

    JKESS-42-1-11_F2.gif

    Photographs of the three geosites and sampling areas in the Cheongsong UNESCO Global Geopark. A: the Baekseoktan pothole geosite, B: conglomerate in the Baekseoktan area. C: the Mananjaam cliff geosite, D: the sampled outcrop behind the cliff, E: the Sinseongri dinosaur footprints geosite, F: the sampled outcrop near the Sinseongri dinosaur footprints geosite.

    JKESS-42-1-11_F3.gif

    Thin section photographs of the samples. A: BST-3, B, BST-2, C: MA-1, D: SSR-1. Q: quartz, Pl: plagioclase, Bt: biotite, C: chert fragment, VRF: volcanic rock fragment, DC: diagenetic calcite.

    JKESS-42-1-11_F4.gif

    The histograms and probability density curves for the detrital zircon age distribution. A: the age distributions on a full time scale, B: the age distributions on an expanded time scale from the Permian to the Cretaceous.

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    A: the concordia diagrams for the detrital zircon ages. B: the weighted mean ages of the youngest zircon age groups for the Sagok Formation and the Jeomgok Formation.

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    The geologic map showing the ages of plutonic rocks near the study area. Note the paleocurrent directions (red arrows).

    Table

    Depositional ages of the Hayang Group by biochronology

    Detrital zircon U-Pb ages of the Iljik, Jeomgok, and Sagok formations in the Cheongsong UNESCO Global Geopark, Korea

    Reference

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