Zircon age distribution and significance from pre-Cenozoic sedimentary rocks in Mungyeong area

Abstract

SHRIMP U-Pb ages were determined for the detrital zircons from the Pyeongan Supergroup and Daedong Supergroup in Mungyeong area. The determined ages show a wide range from 250 to 2800Ma. Noticable ages are Paleoproterozoic (1870 ~ 1900Ma), Neoproterozoic (923±19Ma(95%, n=3)) and Paleozoic (350.1 ±3.5Ma(2σ, n=3), 372.2 ±3.2Ma(2σ, n=7), 287.5 ± 2.7 Ma(95%, n=7), 259 ± 2.4 Ma(95%, n=3), 257.1 ± 5.5 Ma(95%, n=3)). Paleoproterozoic age of ca. 1870 Ma has been well-known from the Gyeonggi massif and Yeongnam massif. However, Neoproterozoic age of ca. 920 Ma have not been reported age data in Korea Peninsula. Since Neoproterozoic ages repeatedly appear from the detrital zircons from Gobangsan, Nokam and Sangnaeri Formations in Mungyeong area of this study and also from other studies on clastic sedimentary deposits, there should be some hidden igneous activities during the Neoproterozoic period. Paleozoic zricon ages discovered from many studied sedimentary formations also suggest hidden igneous activities during the Paleozoic including the period known as 'Great Hiatus'. Combined with the detrital zircon ages reported from other areas in Korea Peninsula, there seem to be two contrasting groups. One group includes from Sadong Formation in Taebaeksan basin and Bibong and E Formations in Okcheon metamorphic belt with diagnostic ca. 1870 Ma Paleoproterozoic age while other group includes Taean Formation in Gyeonggi massif and Dahyangsan Formation in Okcheon metamorphic belt with prominent Neoproterozoic ages. Sangnaeri Formation and Woonamsa Formation have been remained age-unknown. However, zircon U-Pb age determination of this study can restrict the maximum deposition ages such age 260 Ma for the Sangnaeri Formation and 350 Ma for the Woonamsa Formation.

문경지역의 평안누층군과 대동누층군의 쇄설성 저어콘을 이용하여 SHRIMP U-Pb 연대를 측정하였다. 그 결과 250~2800Ma 광범위한 연대분포를 보였다.눈에 띄는 연대는 고원생대(1870~1900Ma), 신원생대(923±19Ma(95%, n=3))와 고생대이다. (350.1 ±3.5Ma(2σ, n=3), 372.2 ±3.2Ma(2σ, n=7), 287.5 ± 2.7 Ma(95%, n=7), 259 ± 2.4 Ma(95%, n=3), 257.1 ± 5.5 Ma(95%, n=3)). 약1870Ma의 고원생대 연대는 이미 경기육괴나 영남육괴에 잘 알려진 연대이다. 하지만, 920Ma의 신원생대 연대는 한반도 연대 측정에서 잘 나타나지 않았던 연대이다. 이번 연구 지역인 문경지역의 고방산층, 녹암층과 상내리층와 다른 퇴적층의 쇄설성 저어콘을 조사 하였을 때, 신원생대 연대가 계속적으로 나타남은 신원생대 시기 동안에 숨겨진 화성활동이 있었을 것이다. 고생대 저어콘 연대는 많이 연구된 퇴적층에서 발견할 수 있었고 이러한 사실은 고생대에 포함된 대결층 시기 동안에 숨겨진 화성활동이 있었음을 제시한다. 한반도의 다른 지역에서 보고된 쇄설성 저어콘 연대 보고를 결합해보면, 다른 2개의 그룹을 볼 수 있다. 하나의 그룹은 1870Ma와 집중된 연대 분포를 보이는 태백산 분지의 사동층과 옥천변성대의 비봉층과 E층을 포함한다. 다른 그룹은 현저하게 나타나는 신원생대 연대를 보이는 경기육괴의 태안층과 옥천변성대의 대향산규암층을 포함한다. 상내리층과 운암층은 시대미상층으로 남아있다. 하지만, 이번 연구의 저어콘 U-Pb 연대 측정으로 상내리층의 가장 오래된 퇴적시기는 260Ma와 운암사층의 가장 오래된 퇴적시기를 350Ma 으로 제한 할 수 있다.