옥천변성대에 분포하는 문주리층의 동일층 여부에 대한 지구연대학적, 지구화학적 검증

Abstract

본 연구에서는 현재까지 충주지역 문주리층에 대해 밝혀진 지구연대학적, 지구화학적 특징들을 기준으로 하여, 옥천변성대 내에 문주리층으로 기재된 모든 층들과 충주지역 문주리층의 동일층 여부를 검증하고자 한다. 따라서 문주리층의 지층명이 인용된 충주도폭(김기원·이홍규, 1965)뿐만 아니라 인근 6개의 지질도폭(강경, 괴산, 금산, 미원, 보은, 황강리)에 분포하는 문주리층에 대한 지구화학분석과 지질연대측정을 실시하였다. 암석의 기원을 밝히는 Discriminant diagram에서 대부분의 시료는 퇴적기원에 놓였지만, 몇 개의 시료는 화성기원에 놓였다. 콘드라이트로 표준화한 희토류 패턴은 경희토류(LREE)가 중희토류(HREE)보다 부화되어있고, 대부분 음의 Eu 이상을 가진다. 초기 맨틀로 표준화한 거미도형에서는 지각물질에 의한 오염이나 지각물질의 유입을 의미하는 음의 Nb 이상과 함께 상당한 음의 Sr 이상과 Ba, Ti 이상도 나타난다. 이러한 패턴은 상부 대륙지각의 암석들에서 나타나는 것이 특징이며 대륙 근원물질의 기원을 나타낸다. 고장력원소를 이용한 A-형 화강암 판별도에서도 대부분 A1-형인 충주지역의 문주리 변성화산암류와는 다르게 A1과 A2-형의 경계부에 위치한다. 따라서 화성기원에 놓였던 시료들은 충주지역 문주리층과는 동일하지 않다. 연대측정 결과는 강경, 금산, 보은도폭 문주리층은 쇄설성 저어콘의 특징을 나타내며 약380Ma에서 3500Ma의 연속적인 연대분포를 보인다. 또한 많은 분석점에서 약 540Ma의 고생대 캠브리아기 연대가 나타났다. 따라서 중앙 옥천변성대의 변성퇴적암에 대한 연대 분포 패턴에 따른 SCC-like/NCC-like 분류에 적용하여, 강경과 금산, 보은도폭의 문주리층은 최대 캠브리아기 혹은 그 보다 더 이후의 퇴적작용에 의해 형성되었을 것으로 제안한다(Cho et al, 2013). 이번 연구 결과는 SCC-like 단위와 유사하다. 총괄하면, 연구지역의 모든 문주리층은 충주지역의 문주리층과 동일층이라 할 수 없다. 이들 중 대부분은 충주지역의 A1-형 변성화산암 기원과는 다른 변성퇴적암층이다. 화성기원에 도시된 시료들 또한 A1-형의 화성기원 물질보다 상부 대륙지각에서 기원한 물질들의 유입을 나타낸다.