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원희 사
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1 Jour. Petrol. Soc. Korea Vol. 20, No. 4, p. 191~206, 2011 청주화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학및 Sr-Nd 동위원소연구 정원석 1,2 김윤섭 1 나기창 1,3 * 1 충북대학교자연과학대학지구환경과학과, 2 서울대학교자연과학대학지구환경과학부, 3 홍산지질과학박물관 SHRIMP Zircon U-Pb Geochronology, Geochemistry and Sr-Nd Isotopic Study of the Cheongju granitoid rocks Wonseok Cheong 1,2, Yoonsup Kim 1 and Ki-Chang Na 1,3 * 1 Department of Earth & Environmental Sciences, Chungbuk National University, Cheongju , Republic of Korea 2 School of Earth and Environmental Sciences, Seoul National University, Seoul , Republic of Korea 3 Hongsan Geological Science Museum, Cheongwon , Republic of Korea 요약 : 청주지역에분포하는화강암류암석에대한 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대측정, 전암화학및전암 Sr- Nd 동위원소특성을살펴보고이를대보화강암체의지구연대학적및지화학적특성과비교하였다. 청주화강암체내부의섬록암에서 174 ± 2 Ma (tσ), 이를관입한흑운모화강암에서 170 ± 2 Ma (tσ), 그리고이두암석을모두관입하는산성암맥에서는 170 ± 5 Ma (tσ) 의저어콘연대가산출하였다. 각암석에서측정한절대연령은노두에서측정한상대연령과일치하며, 한반도중부에분포하는대보화강암체에대한연대측정결과 ( Ma) 와도부합된다. 청주화강암체의주원소및미량원소분석결과는한반도중부에분포하는대보화강암류및화강섬록암의분석결과와잘일치하며, 섭입대와관련한 I-type 화강암의특성을나타낸다. 하지만, Sr과 Nd 동위원소조성은청주화강암체가부화된하부지각물질의부분용융산물이거나지각물질의혼염가능성을지시한다. 더불어저어콘의상속핵및포획결정에서산출되는 2.1, 1.8, 0.8 및 0.4 Ga의다양한저어콘상속핵연대는연구지역주변의경기육괴와옥천변성대의암석들이동화작용에의해혼염되었을것으로판단된다. 핵심어 : SHRIMP 저어콘연대, 전암화학, Sr-Nd 동위원소, 대보화강암, 청주화강암 Abstract: The emplacement ages, whole-rock geochemistry and Sr-Nd isotopic compositions of granitoid rocks from Cheongju area, South Korea, were investigated for delineating their petrogenetic link to the Jurassic Daebo granitoid rocks. Zircon crystals were collected from the diorite, biotite granite and acidic dyke samples in a single outcrop. Cross-cutting relationships show that the emplacement of diorite was postdated by the intrusion of biotite granite. Both rocks have been subsequently intruded by acidic dyke. The U-Pb isotopic compositions of zircon from the diorite, biotite granite, and acidic dyke were measured using a SHRIMP-II ion microprobe, yielding the crystallization ages of 174 ± 2 Ma, 170 ± 2 Ma, and 170 ± 5 Ma, respectively, with 95% confidence limits (tσ). The emplacement ages are consistent with those determined from the above relative ages. The major and trace element patterns of the rocks are consistent with those of the Jurassic Daebo granitoid rocks, possibly suggesting a subduction-related I-type granite. The geochemical signature is, however, betrayed by the Sr and Nd isotopic compositions of these rocks. The isotopic signatures suggest that the rocks were produced either by the partial melting of lower-crust or by the mantle-derived magma contaminated by the basement rocks during its ascent and/or *Corresponding author Tel: petrona@cbu.ac.kr 191

2 정원석 김윤섭 나기창 192 emplacement. In addition, the inherited ages of zircons of the rocks (ca. 2.1, 1.8, 0.8 and 0.4 Ga) suggest a possible assimilation with crustal rocks from the Gyeonggi massif and Ogcheon metamorphic belt. Key words: SHRIMP zircon U-Pb ages, major element, trace element, Sr-Nd isotopes, Cheongju granite, Daebo granite. 서 론 한반도에 분포하는 화강암질 암석은 그동안 폭넓게 연구되었고, 특히 그 지질학적 형성 과정 및 시기에 집중되었다. 일반적으로 대보화강암체는 한반도 전역 에 고루 분포하고 있는 중생대 쥐라기 저반체로서 경 기육괴 및 영남육괴와 같은 기반암과 옥천대의 암석 들을 폭넓게 관입하고 있다(Fig. 1a). 다수의 지구화 학적인 연구들은 대보화강암이 과알루미나 내지 중알 루미나 성분의 I-type 또는 S-type 화강암(e.g., Kwon et al., 1994; Jwa, 1998; Jwa, 2004; Kee et al., 2010)이고 화산호 내지 충돌대 환경에서 형성된 화강 암(e.g., 정연중 외, 2008; Kwon et al., 1994; Cheong and Chang, 1996; Kee et al., 2010)임을 지시한다. 최근 연구들은 대보화강암의 관입 연대가 한반도 남 부인 영남육괴( Ma)부터 옥천변성대( Ma)와 경기육괴( Ma)로 갈수록 젊어지며, 이 러한 지리적 위치에 따른 연대분포의 차이는 해구까 지의 거리와 섭입 방향의 변화에 의한 것으로 판단하 였다(Kee et al., 2010; 박계헌 외, 2010). 정창식 외 (2003)는 중부 옥천변성대 인근에 분포하는 대보화강 암의 U-Pb 스핀 연대측정 및 흑운모의 Rb-Sr 연대 측정을 통해 이 지역의 화강암이 대략 175 Ma에 관 입하여 10oC/Ma 속도로 냉각되었다고 하였다. 대보 Fig. 1. (a) A schematic map showing the Mesozoic granitoid distribution (red area) of the central Korean Peninsular (modified from KIGAM, 1995). (b) A geologic map of the Cheongju area showing sample locations (after Kwon and Jin, 1974; Lee et al., 1980) J. Petrol. Soc. Korea

3 청주화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학및 Sr-Nd 동위원소연구 193 화강암의 87 Sr/ 86 Sr 비율 ( ) 은맨틀로부터상당히분리된값으로나타나며 ( 정연중외, 2008; Cheong and Chang, 1997; Kwon et al., 1999; Jwa, 2004), I-type ( ) 에비해 S-type ( ) 화강암과유사한특징을갖는다 (McCulloch and Chappell, 1982). 대보화강암의 Nd 동위원소비율 (εnd = -20 ~ -12) 역시맨틀로부터상당히분화된양상을보여주며이를바탕으로대보화강암은부화된지각물질의부분용해산물또는맨틀물질과지각물질의혼염에의해서형성된것으로판단하였다 (e.g., 정연중외, 2008; Cheong and Chang, 1997; Kwon et al., 1999; Jwa, 2004). 청주화강암은청주시와청원군일대에분포하는화강암체에대한관습적인명칭으로옥천변성대와경기육괴의사이에관입하고있는대보화강암의일부이다 (Fig. 1b). 현재까지활발하게연구된대보화강암에비해서청주화강암은 1970년대청주도폭 ( 권영일과진명식, 1974) 조사이후일부지화학데이터 (Cheong and Chang, 1996) 가존재하긴하지만세부적인조사가수행된바는없다. 또한청주화강암의연대측정에대한학술발표초록 ( 정창식외, 2003; 이기욱과최승호, 2009) 은존재하지만아직구체적인동위원소데이터와연대가함께기술된자료가존재하지않는다. 따라서청주화강암에대한지구화학적, 동위원소적연구는청주화강암이주변지역의대보화강암과별도의암체인지동일한암체인지상관관계를정립해주는중요한실험방법이다. 이번연구에서는청주화강암체내부에분포하는섬록암, 흑운모화강암및산성암맥에서저어콘결정을채취하고, 이에대한 U- Pb 동위원소성분분석을통하여청주화강암의관입및정치시기를확립하였다. 또한섬록암과반상화강암에대한전암시료분석을통하여이들암석의주원소및미량원소함량과 Sr 및 Nd의동위원소성분을측정하였다. 이로부터청주화강암체생성의근원물질을추정하여대보화강암체와의지구과학적인연관성을조사하였다. 지질개요 연구지역인청주시 - 청원군지역은대부분화강암류로구성되어있으며, 이화강암체를기준으로서북부에는경기육괴편마암이, 동부에는옥천변성대의변성퇴적암이분포하고있다 (Fig. 1b). 경기육괴편마암 류는주로흑운모편마암과안구상편마암이주를이룬다 ( 권영일과진명식, 1974). 옥천변성대에분포하는암석들은경기육괴의변성암류에비해상대적으로저변성암석인이질및사질천매암으로구성되어있다 ( 이종혁외, 1980). 경기육괴와옥천변성대의변성암류가분포하는지역은차별적풍화작용에의해청주화강암이분포하고있는지역에비해상대적으로높은산악지형을형성하고있다. 화강암류암석은청주시중앙부에서낮은지형을이루며이들변성암류를관입하는양상으로나타난다. 청주화강암은넓은충적층의분포와개발로인하여노두를관찰할수있는지역이매우제한적이다. 연구지역의화강암류암석은서쪽경기육괴와접하고있는지역에서는주로흑운모화강암의암상으로나타나는반면, 옥천변성대와접하는지역에서는일부흑운모화강암이분포하기도하지만, 주로반상화강암의형태로산출한다. 또한화강암체곳곳에섬록암들이소규모로지표에드러나있다 (Fig. 1b). 흑운모화강암과반상화강암사이의경계는점이적인데, 이를근거로두화강암체를동일마그마기원일것으로보았다 ( 권영일과진명식, 1974). 경기육괴와접경지역에분포하는흑운모화강암은변형작용으로인한엽리구조도나타난다. 옥천변성대와접하고있는일부반상화강암은반정이거의관찰되지않는등립질의흑운모화강암에가깝다. 화강암체내에는간간히변성암류가지붕암 (roof pendant) 또는포획암의형태로분포한다 (Fig. 1b). 섬록암은그규모가작아지질도폭에서암주상으로나타나지만, 청주화강암체가관입하고있는암체이다 ( 권영일과진명식, 1974). 섬록암역시도시개발로인해서관찰할수있는지역이제한적이지만청주시중심부에위치하는우암산의사면절개지에서비교적큰암체로관찰할수있다 (Fig. 1b). 연구지역에분포하는섬록암에대한암석학적연구는기존문헌연구결과를찾을수없었다. 시료기재 청주화강암의관입및정치시기를판단하기위하여저어콘의 U-Pb 연대측정을목적으로우암산사면절개지에서섬록암 (CJ1), 흑운모화강암 (CJ2), 그리고산성암맥 (CJ3) 시료를채취하였다 (Fig. 1b). 시료채취인근지점에서이세암석의관입선후관계를 Vol. 20, No. 4, 2011

194 정원석 김윤섭 나기창 Fig. 2. A photograph showing field relationship between biotite granite, diorite and acidic dike. 관찰 할 수 있는데, 흑운모 화강암은 섬록암을 관입 하고 있으며, 다시 이 두 암체를 산성암맥이 관입하 고 있다(Fig. 2).

산성암 맥의 입자 크기는 50 µm 이하로 매우 작고, 주 구성 광물은 석영, 사장석, 흑운모이다(Fig. 3c). 주원소, 미 량원소 및 Sr-Nd 동위원소 분석을 위하여 추가로 두 개의 반상화강암 시료(CJ4 and CJ5)를 채취하였다 (Fig. 1b). 반상화강암의 가장 큰 특징은 장축의 길이 가 5 cm 내외인 분홍색 K-장석 반정의 산출이다.

4 194 정원석 김윤섭 나기창 Fig. 2. A photograph showing field relationship between biotite granite, diorite and acidic dike. 관찰 할 수 있는데, 흑운모 화강암은 섬록암을 관입 하고 있으며, 다시 이 두 암체를 산성암맥이 관입하 고 있다(Fig. 2). 섬록암 시료의 주 구성광물은 사장 석, 휘석 및 각섬석이며, 부수광물로는 석영, 흑운모, 저어콘 및 불투명 광물이 있다(Fig. 3a). 흑운모 화강 암 시료는 중립의 등립질이며, 주로 석영, 사장석, 정 장석, 흑운모로 구성되어 있다(Fig. 3b). 산성암맥 (CJ3)은 폭이 수 m 정도의 규모이다(Fig. 2). 산성암 맥의 입자 크기는 50 µm 이하로 매우 작고, 주 구성 광물은 석영, 사장석, 흑운모이다(Fig. 3c). 주원소, 미 량원소 및 Sr-Nd 동위원소 분석을 위하여 추가로 두 개의 반상화강암 시료(CJ4 and CJ5)를 채취하였다 (Fig. 1b). 반상화강암의 가장 큰 특징은 장축의 길이 가 5 cm 내외인 분홍색 K-장석 반정의 산출이다. 정 장석과 더불어 세립내지 중립의 사장석, 석영 흑운모 가 주 구성광물조합을 이루며, 미르메카이트와 그라 노펠스 조직이 매우 잘 발달하였다. 흑운모는 대부분 녹니석으로 변질되었다. 부수광물로는 저어콘과 스핀 이 있다(Fig. 3d). 섬록암, 흑운모 화강암 및 산성암맥 시료에서 분리 Fig. 3. Photomicrographs showing mineral assemblages of the Cheongju granitoids: (a) diorite (CJ1; planepolarized light), (b) biotite granite (CJ2; cross-polarized light), (c) acidic dike (CJ3; plane-polarized light) and (d) porphyritic granite (CJ4; cross-polarized light). The scale bar is 1 mm. Abbreviations: Amp, amphibole; Py, pyroxene; Pl, plagioclase; Bt, biotite; Chl, Chlorite; Kfs, K-feldspar; Qtz, Quartz; Spn, sphene; Zrn, zircon. J. Petrol. Soc. Korea

5 청주 화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학 및 Sr-Nd 동위원소 연구 195 Fig. 4. Cathodoluminescence images of zircons from diorite (a; CJ1), biotite granite (b; CJ2), and acidic dike (c; CJ3) together with locations of SHRIMP analyses and 206Pb/238U ages. The scale bar is 100 µm. 한 저어콘들은 암석별로 다른 내부 조직을 갖는 저어 콘을 산출하였다. 섬록암시료(CJ1)에서 분리한 저어 콘들의 장축 길이는 대략 µm이며 장단축 비 율은 2:1 ~ 3:1 이다(Fig. 4a). 음극선발광영상에서 관찰 한 이 저어콘들의 내부는 대체로 진동누대(oscillatory zoning) 조직을 가지고 있으며, 일부 저어콘들은 밝은 중심부를 가지고 있다(Fig. 4a). 흑운모 화강암 시료 (CJ2)에서 분리한 저어콘들은 섬록암에서 분리한 저 어콘과 크기는 비슷하지만 내부 조직에서 차이가 나 타난다. 음극선발광영상에서 관찰되는 흑운모 화강암 의 저어콘들은 대부분 입자의 가장자리는 밝고 중심 부는 어두운 불규칙한 조직으로 나타나지만 일부 미 약한 진동누대조직과 더불어 밝은 중심부를 갖는 것 도 있다(Fig. 4b). 산성암맥(CJ3)은 저어콘 함유량이 적으며, 두 가지 특징적인 산출양상으로 구분할 수 있다. 첫 번째 형태의 저어콘들은 장축과 단축 길이 가 거의 동일한 100 µm 이내의 자형결정으로 음극선 발광영상에서 밝은 색의 비교적 단순한 진동누대구조 으로 나타난다(Fig. 4c). 두 번째 형태의 저어콘들은 100 µm 내외의 다양한 크기와 장단축 비율이 2:1 ~ 4:1인 긴 형태의 것들이다. 이 저어콘들의 음극 선발광영상은 첫 번째 형태의 저어콘에 비하여 상대 적으로 어둡게 나타난다(Fig. 4c). 분석방법 저어콘의 연대측정을 위하여 채취한 시료들을 유압 Vol. 20, No. 4, 2011 파쇄기와 아게이트밀을 이용하여 파쇄 하였다. 이 분 말 시료들에서 물과 중액을 이용한 전통적인 비중분 리방법과 자성분리방법을 적용한 후 마지막으로 수작 업을 거쳐 저어콘 결정들을 추출하였다. 분리된 저어 콘 입자들은 표준시료와 함께 에폭시마운트에 시료별 로 고정시킨 후, 저어콘 입자의 절반정도가 드러날 때까지 연마하였다. 연마된 저어콘 입자들의 내부 조 직을 관찰하기 위해 한국기초과학지원연구원 오창센 터의 주사전자현미경(SEM; JEOL6610LV)을 이용하 여 후방산란전자영상 및 음극선발광영상을 촬영하였 다. 저어콘의 U-Th-Pb 동위원소 성분분석은 한국기초 과학지원연구원 오창센터의 고분해능이차이온질량분 석기(SHRIMP)를 이용해서 수행하였다. SHRIMP 장 비를 이용한 U-Th-Pb 동위원소성분 분석법은 Williams (1998)에 서술된 과정을 따랐다. 분석에 이용된 1차 이온 빔의 크기와 전류는 각각 ~20 µm 및 ~3 na이 다. 저어콘의 우라늄 농도는 SL13 저어콘(238 ppm U; Claou-Long et al., 1995) 표준시료를 사용하여 측정하였고, U-Pb 동위원소성분은 미국 미네소타주 둘루스 복합체(Duluth Complex)에서 산출하는 FC1 저어콘(206Pb/238U=0.1859; Paces and Miller, 1993) 표준시료를 사용하여 측정하였다. 분석한 저어콘의 UTh-Pb 동위원소비는 PRAWN/LEAD 프로그램을 사 용하여 계산되었고, 계산된 동위원소비는 Isoplot/EX (Ludwig, 2003)을 이용하여 절대연령 환산 및 도표를 작성하였다. 이로부터 구한 연령의 불확실도는 95% 신뢰수준으로 계산하였다.

6 196 정원석 김윤섭 나기창 Table 1. U Th-Pb isotope compositions of zircons Common Apparent age (Ma) Concordance Grain Area U (ppm) Th (ppm) Th/U Pb (%) Pb*/ 206 Pb 208 Pb*/ 206 Pb 206 Pb*/ 238 U 208 Pb*/ 232 Th 207 Pb/ 206 Pb 206 Pb/ 238 U 208 Pb/ 232 Th (%) Sample CJ1 (diorite) 1.1 rim ± ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± neocryst ± ± ± ± ± ± Sample CJ2 (biotite granite) 1.1 rim ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± inherited 3.1 inherited ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± All the isotopic compositions were calculated on the basis of the 207 Pb correction methods except for the 207 Pb*/ 206 Pb ratios corrected by 204 Pb. J. Petrol. Soc. Korea

7 청주화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학및 Sr-Nd 동위원소연구 197 Table 1. Continued Grain Area U (ppm)th (ppm) Th/U 206 Pb (%) Common Apparent age (Ma) Concordance 207 Pb*/ 206 Pb 208 Pb*/ 206 Pb 206 Pb*/ 238 U 208 Pb*/ 232 Th 207 Pb/ 206 Pb 206 Pb/ 238 U 208 Pb/ 232 Th (%) Sample CJ2 (biotite granite) ± ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± inherited ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± ± ± ± rim ± ± ± ± 2 Sample CJ3 (acidic dike) 1.1 xenocryst ± ± ± ± ± ± ± xenocryst ± ± ± ± ± ± ± xenocryst ± ± ± ± ± ± ± xenocryst ± ± ± ± ± ± ± neocryst ± ± ± ± ± ± ± xenocryst ± ± ± ± ± ± ± neocryst ± ± ± ± ± ± ± neocryst ± ± ± ± ± ± ± xenocryst ± ± ± ± ± ± ± xenocryst ± ± ± ± ± ± ± xenocryst ± ± ± ± ± ± ± neocryst ± ± ± ± ± ± All the isotopic compositions were calculated on the basis of the 207 Pb correction methods except for the 207 Pb*/ 206 Pb ratios corrected by 204 Pb. Vol. 20, No. 4, 2011

8 198 정원석 김윤섭 나기창 Table 2. Major and trace element composition of the Cheongju granitoids Porphyritic granite Biotite granite Diorite CJ4 CJ5 DB19-1* CJ1 Major elements (wt.%) SiO Al 2 O TiO Fe 2 O MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O P 2 O LOI Total A/NK A/CNK Trace elements (ppm) Be Sc V Cr Co Ni Cu Zn Ga Rb Sr Y Zr Nb Mo Cs Ba Hf U Th Pb Rare earth elements (ppm) La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Eu/Eu* (La/Yb)n *Data from Cheong and Chang (1996) 전암시료분석을위하여채취한시료를유압파쇄기와아게이트밀을이용하여 72 µm 이하의분말로분쇄하였다. 주원소분석은부경대학교공동실험실습관에설치되어있는 X-선형광분석기 (SHIMADZU XRF-1700) 를사용하였다. 미량원소분석은한국기초과학지원연구원서울분소의유도결합플라즈마질량분석기 (ICP-MS; Elan 6100) 를이용하였다 (Table 2). Sr-Nd 동위원소성분은한국기초과학지원연구원오창센터의열이온화질량분석기 (TIMS; VG54-30) 를사용하여분석하였다 (Table 3). 자세한분석방법은정연중외 (2008) 에설명되어있다. 분석한동위원소성분의질량분별효과는각원소의안정동위원소비 ( 152 Sm/ 147 Sm=1.7831, 86 Sr/ 88 Sr=0.1194, 146 Nd/ 144 Nd=0.7219) 를이용하여보정하였다. 이번실험중측정한표준시료 NBS987의 87 Sr/ 86 Sr 평균값은 ± (2σ; N=30) 이고, Jndi-1의 143 Nd/ 144 Nd 평균값은 ± (2σ; N=23) 이다. Sr과 Nd의모델연대를계산하기위하여사용한 CHUR(Chondritic Uniform Reservoir) 의현재값은 87 Sr/ 86 Sr=0.7045, 87 Rb/ 86 Sr=0.0816, 143 Nd/ 144 Nd= , 147 Sm/ 144 Nd= 이며, 이로부터 εsr과 εnd 값을계산하였다 (Faure, 1986; Wasserburg et al., 1981). 분석결과 저어콘의 U-Pb 연대섬록암시료 (CJ1) 에서채취한저어콘입자로부터총 17개의점분석을실시하였다. Pb 손실혹은혼합연대를나타내는한개의점분석을제외한 16개의점분석자료는일치연대를지시한다 (Table 1; Fig. 5a). 음극선발광영상에서진동누대구조가뚜렷한저어콘으로부터측정한 12개의점분석자료는 ~170 Ma 부근에밀집한다. 이로부터계산한 206 Pb/ 238 U 가중평균연대는 174 ± 2 Ma (tσ) 이다 (Table 1; Fig. 5a). 이에반하여음극선발광영상에서진동누대조직과대비를이루는밝은중심부에서측정한점분석자료는대략 2.1, 1.8 및 0.4 Ga의상속핵연대를지시한다 (Table 1; Fig. 5a). 흑운모화강암시료 (CJ2) 에서채취한저어콘입자에서는총 14개의점분석을수행하였다. 이중 1개의점분석을제외한 13개의점분석자료는비교적일치연대를지시하며, 전반적인연대분포는섬록암시료와유사하다 (Table 1; Fig. 5b). 음극선발광영상에서 J. Petrol. Soc. Korea

9 청주화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학및 Sr-Nd 동위원소연구 199 Fig. 6. TAS diagram (after Cox et al., 1979) adapted by Wilson (1989) for plutonic rocks. Symbols are the same as Fig. 6. 서장단축의비율이 1:1 인결정의수는 4 개이다. 이들결정으로부터측정한점분석자료에서 170±5 Ma (tσ) 의 206 Pb/ 238 U 가중평균연대를구하였다 (Fig. 5c). 나머지 6 개의장단축비율이 2:1 ~ 4:1 로길쭉한형태의저어콘들로부터구한연대는대략 2.7, 1.8 및 1.6 Ga 로다양한연대가산출하였다 (Table 1, Fig. 5c). 화성암에서는저어콘을기원에따라서상속결정, 선 ( 先 ) 결정 (antecryst), 자생 ( 自生 ) 결정 (autocryst), 그리고포획 ( 捕獲 ) 결정 (xenocryst) 로구분할수있다 (Miller et al., 2007). 산성암맥에서분리된저어콘의경우장단비가 1:1 인원형의것이 170±5 Ma 로상대적으로젊고흑운모화강암과섬록암의저어콘과형태및조직 (Fig. 4) 이전혀다르기때문에자생결정으로볼수있고, 반면에장단비가 2:1 이상인장방형의저어콘은상대적으로오래된연대 (2.7, 1.8 및 1.6 Ga) 가산출되어포획결정으로볼수있다. Fig. 5. Tera-Wasserburg plots showing the SHRIMP zircon ages of three igneous rocks from the Cheongju area. Error ellipses of data points are at 95% confidence level. 저어콘의밝은가장자리로부터측정한 7 개의점분석자료는 170±2 Ma (tσ) 의 206 Pb/ 238 U 가중평균연령을지시한다 (Fig. 5b). 이외에일부 Pb 손실경향성이나타나는상속핵연대는대략 1.8, 0.8 및 0.4 Ga 로나타난다 (Table 1; Fig. 5b). 산성암맥시료에서채취한총 10 개의저어콘중에 전암주원소및미량원소분석한개의섬록암시료 (CJ1) 와두개의반상화강암시료 (CJ4 and CJ5) 에대한전암주원소및미량원소분석결과는 Table 2 에정리하였다. 더불어연대측정이이루어진흑운모화강암시료 (CJ2) 에해당하는지화학분석을수행하지않았기때문에비슷한위치의시료인 Cheong and Chang(1996) 의 DB19-1 번시료의것을인용하여사용하였다 (Table 2). 섬록암을제외한화강암시료들은모두 67 wt.% 이상의 SiO 2 함유량을갖는전형적인산성암류에속한다 (Table 2). Vol. 20, No. 4, 2011

10 200 정원석 김윤섭 나기창 Fig. 7. Major element variation diagrams of four granitoids from the Cheongju area together with established data of the Daebo granitoids (Cheong and Chang, 1996; Kwon et al., 1994; Jeong et al., 2008; Jwa, 2004; Kim et al., 2011; Yun et al., 2002). Symbols are the same as Fig. 6. 이에반에섬록암은화강암에비해낮은 SiO 2 함유량 (58 wt.%) 을갖는다. TAS 도표 (Cox et al., 1979) 에서, 화강암류와섬록암은각각의암석영역에잘도시됨을확인할수있다 (Fig. 6). 섬록암, 반상화강암및흑운모화강암의알루미나지수 (A/CNK = , A/NK= ) 는청주화강암체가중알루미나형에해당하는것을지시한다 (Table 2). 하커 (Harker) 다이어그램 (Fig. 6) 에서, 화강암의 TiO 2 ( wt.%), Fe 2 O 3 ( wt.%), MnO ( wt.%), MgO ( wt.%) 및 CaO ( wt.%) 함량은섬록암에비해낮은반면에 Al 2 O 3 ( wt.%), K 2 O ( ), Na 2 O ( wt.%) 함량은높게나타났다 (Table 2; Fig. 7). 청주화강암류의미량원소성분은대체로화강암의평균값 ( 예를들어, 220 ppm Rb, 250 ppm Sr, 13 ppm Y, 24 ppm Nb, 1220 ppm Ba; Mason and Moore, 1982) 과유사하다 (Table 2). 미량원소의조성을맨틀함량 (Sun and McDonough, 1989) 으로표준 J. Petrol. Soc. Korea

11 청주화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학및 Sr-Nd 동위원소연구 201 Fig. 9. Rb-Sr whole rock isochron plot for the Cheongju granitoids (Ludwig, 2003). Fig. 8. Primitive mantle-normalized (Sun and McDonough, 1989) trace element distribution diagram (a) and chondrite-normalized (Sun and McDonough, 1989) rare earth element (REE) variation diagram (b) of four granitoids from the Cheongju area, together with geochemical data for the Daebo granites and granodiorites from central Ogcheon Belt (Cheong and Chang, 1996). 화한다중원소다이어그램에서반상화강암 (CJ4 and CJ5) 과흑운모화강암 (DB19-1) 은불호정성원소들의함량이높은편이고호정성이강해지는원소들이감소하는경향성을보이며, 더불어 Nb, P, Hf, Zr 및 Ti 에서음의이상치를뚜렷이관찰할수있다. 경향성을갖는다 (Fig. 8a). 섬록암 (CJ1) 의패턴은화강암의미량원소패턴과유사하지만상대적으로 Rb, Ba, Nb, K, La, Ce, Pr, Sm 은적은반면, Hf, Zr, Ti 는많기때문에화강암류에비해서 Hf, Zr, Ti 의음의경향성이미약하다 (Fig. 8a). 분석한시료들의콘드라이트 (Sun and McDonough, 1989) 로표준화한희토류원소 (rare earth element) 의전반적인경향성은경희토류가많고중희토류가적기때문에급격한음 (negative) 의기울기 (La n /Yb n = ) 와미약한음의 Eu 이상치 (Eu/Eu * = ) 로대표된다 (Fig. 8b, Table 2). 섬록암시료의희토류원소패턴은화강암시료에서의경향성과전반적으로유사하지만 (Fig. 8b), 경희토류함량이화강암시료에비해적고중희토류함량은상대적으로높다. 따라서, 상대적으로완만한음의기울기 (La n /Yb n =17.0) 를갖으며, 미약한음의 Eu 이상치 (Eu/Eu * =0.95) 를나타낸다 (Fig. 8b). 전암 Sr-Nd 동위원소분석주원소및미량원소분석에사용한네개의시료로부터측정한 Rb-Sr 및 Sm-Nd 동위원소성분을 Table 3 에정리하였다. 이시료들로부터측정한 87 Sr/ 86 Sr 및 87 Rb/ 86 Sr 동위원소비는각각 및 로범위가좁지만, 이로부터구한오차선연대 (errochron age) 는 186±73 Ma(2σ, MSWD=51) 이다. 이결과는불확실도가매우크기는하지만, 저어콘의생성연대와비교적잘일치한다 (Fig. 9). 이는청주화강암체가관입이후열적작용에의한 Rb-Sr 동위원소계의교란이미미하였음을지시한다. 이오차선으로부터측정한 Sr 초기값은 이다 (Fig. 9). 분석한시료들의 Sm 과 Nd 의농도는각각 ppm 과 ppm 으로 Rb( ppm) 와 Sr( ppm) 의농도에비하여매우낮다. 또한, 147 Sm/ 144 Nd 동위원소비율의범위도 로매우좁다. 따라서의미있는등시선연대를구하기어렵다. 청주화강암체의 143 Nd/ 144 Nd 비는섬록암시료가 로가장높고, 흑운모화강암에서는 , 그리고반상화강암은 Vol. 20, No. 4, 2011

12 202 정원석 김윤섭 나기창 Table 3. Rb-Sr and Sm-Nd isotopic data of the Cheongju granitoids Rock Sample Rb Sr Rb/ Sr/ initial Sm Nd type No. (ppm) (ppm) Sr 2σ εsr Sm/ Nd/ Sr (T) 1 Sr (ppm) (ppm) Nd 2σ initial Nd Nd εnd (T) 1 Porpyritic granite CJ Porpyritic granite CJ Biotite granite DB19-1* Diorite CJ *Data from Cheong and Chang (1997) 1 εsr (T) and εnd (T) were calculated at SHRIMP zircon age (170 Ma) using the following parameters: 87 Sr/ 86 Sr UR(0) = , 87 Rb/ 86 SR UR(0) = (Faure, 1986), 143 Nd/ 144 Nd CHUR(0) = , 143 Sm/ 144 Nd CHUR(0) = (Wasserburg et al., 1981) 의범위를갖는다. 화강암과섬록암의 Nd 초생값은 의범위로나타난다 (Table 3). 청주화강암류의저어콘의생성시기 (170 Ma) 를기준으로구한 εsr (170 Ma) 값은 의범위를보이며, εnd (170 Ma) 값은 에서 의범위를보이며음으로부화된특징을갖는다 (Fig. 10a). 토 의 청주화강암류의관입시기이번연구에서분석한저어콘의생성연대는노두에서관찰되는관입양상과일치하는결과를보여준다. 야외에서는흑운모화강암에의한섬록암의관입과산성암맥에의한흑운모화강암및섬록암의관입을뚜렷하게관찰할수있다 (Fig. 2). 섬록암과화강암시료에서측정한저어콘 U-Pb 연대는각각 174±2 및 170±2 Ma 로노두에서관찰되는상대연령과일치한다 (Figs. 5a and b). 비록분석한저어콘입자의수가적지만 (n=4), 산성암맥의자생결정으로부터구한저어콘의 U-Pb 연대는 170±5 Ma 이며 (Fig. 5c), 오차범위에서는중첩되지만산성암맥이섬록암과흑운모화강암을모두관입하고있는야외산상과잘일치한다. 따라서청주화강암체를구성하는섬록암, 흑운모화강암산성암맥은모두 Ma 사이에관입하였으며, 이러한결과는기존의청주화강암에대한 SHRIMP 저어콘연대측정 ( Ma; 이기욱과최승호, 2009) 과스핀연대측정 (174.6±2.7 Ma; 정창식외, 2003) 과잘일치한다. 최근에대보화강암류에대한연대측정이다수측정되어왔다 (eg., 박계헌외, 2010; Kee et al., 2010; Kim et al., 2011). 이들연구에따르면대보화강암이라불리는쥐라기화강암류들은관입및정치시기를크게영남육괴를 관입한초기 ( Ma), 옥천대를관입한중기 ( Ma) 그리고경기육괴를관입한후기 ( Ma) 쥐라기대보화강암으로구분할수있다. 이러한시기적인관점으로봤을때 Ma 사이에관입및정치한청주화강암류는옥천대를관입한중기쥐라기의대보화강암류과관입시기가일치한다. 청주화강암류과대보화강암의지구화학적비교대보화강암체와청주화강암체와의유사성은관입연대에서뿐만아니라지구화학자료에서도일치성을보여준다. 대보화강암류의암석의지화학데이터는 SiO 2 의증가에따라 Al 2 O 3, TiO 2, Fe 2 O 3, CaO 및 P 2 O 5 가감소하고 K 2 O 및 Na 2 O가증가하는전형적인화성암의경향성을보여준다 (Fig. 7; 윤현수외, 2002; 정연중외, 2008; Kwon et al., 1994; Cheong and Chang, 1996; Cheong and Chang, 1997; Kwon et al., 1999; Jwa, 2004; Kim et al., 2011). 청주화강암체내부의흑운모화강암과반상화강암에서측정한주원소분석값은대보화강암의분석범위내에잘도시되는것을알수있다 (Fig. 7). 다만반상화강암의정장석반정으로인하여, 이암석의 K 2 O 및 Na 2 O 함량은대보화강암과흑운모화강암 (DB19-1) 에비해높고, CaO 함량은낮다. 청주화강암체내부의섬록암에서측정한주원소성분은대보화강섬록암의성분 (Cheong and Chang, 1996; Cheong and Chang, 1997) 과대체로일치하지만 K 2 O의함량은상대적으로낮은반면, CaO와 Na 2 O 함량은상대적으로높다 (Fig. 7). 이와같이청주화강암체는넓은 SiO 2 조성 ( wt.%), 낮은 K 2 O/Na 2 O 비 ( ) 와알루미나지수 ( ), 섬록암의높은 Ca 함량등의지화학적특성을갖는다. 이러한지화학적특성은 I-type 화강암의주원소특성과유사하다 J. Petrol. Soc. Korea

13 청청화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학및 Sr-Nd 동위원소연구 203 Fig. 10. (a) εnd (170 Ma) -εsr (170 Ma) correlation diagram of four granitoids from the Cheongju area together with established data of the Daebo granitoids: 1, granites in the Gyeonggi massif (Jwa, 2004); 2, granites in the Yeongnam massif (Jwa, 2004); 3, granites in the central Ogcheon Belt (Cheong and Chang, 1997); 4, granodiorites in the central Ogcheon Belt (Cheong and Chang, 1997); 5, Seoul granites in the Gyeonggi massif (Kwon et al., 1999); 6, Jeongeup granites in the southern Ogcheon Belt (Jeong et al., 2008). The isotopic compositions of the lower and upper crust areas from DePaolo (1981). (b) εnd (170 Ma) -time evolution diagram showing Nd isotopic compositions of the Cheongju granitoids at 170 Ma. Also shown is the time-averaged ND evolution curve for basement rocks in the Gyeonggi and Yeongnam massif (Lan et la., 1995; Lee et al., 2003a and 2003b). Depleted mantle model (DM) is after Goldstein et al. (1984). (White and Chappell, 1983; Clarke, 1992). 반상화강암및흑운모화강암에서측정한미량원소성분은전반적으로기존대보화강암체에서보고된패턴과유사하다 (Fig. 8a). 특히 Nb 의결핍이모든암상에서뚜렷이나타나고있는데, 이는청주화강암체를형성 한마그마가섭입작용과관련되어생성되었음을지시한다 (Pearce, 1982; Baier et al., 2008). 섬록암의미량원소의성분적패턴은비슷한성분의화강섬록암과유사하지만상대적으로 La, Ce, Pr 함량이낮다 (Fig. 8a). 청주화강암류와섬록암의콘드라이트 (Sun and McDonough, 1989) 로표준화한 REE 의경향성역시전반적으로기존에분석된주변의대보화강암류데이터 (Cheong and Chang, 1996) 와조화적이다 (Fig. 8b). 또한청주화강암류의 Eu 는비교적미약한음의이상치 (Eu/Eu * = ) 로나타나는데, 이는청주화강암체가사장석의분화가심하게일어나지않은상대적으로초기화강암질마그마로부터형성되었음을지시한다. 섬록암의 REE 경향성은주변의화강섬록암 (Cheong and Chang, 1996) 과비교해보면, 경희토류의함량은낮으며 Nd 이후의중희토류의함량은비슷하거나미약하게높은편이다 (Fig. 8b). 많은시료를분석한것이아니기때문에확실하게단정짓기는어렵지만대보화강섬록암에비해섬록암의중희토류가높은이유는섬록암에중희토류의함량이상대적으로많은휘석과각섬석이포함되어있기때문으로판단된다 (e.g., Rollinson, 1993). 청주화강암체의주원소, 미량원소및희토류원소지구화학자료로부터청주화강암체의모마그마가섭입과관련한맨틀의부분용융에의하여형성되었을것으로유추할수있다. 하지만이러한가설은분석한섬록암시료와반상및흑운모화강암시료의높은 87 Sr/ 86 Sr 초기값 ( ) 과일치하지않는다. 이들시료로부터측정한 εnd (170 Ma) 값은한반도의기반암들의 εnd (T) 값으로부터청주화강암체의모마그마가상당량의지각물질에의해오염되었음을알수있다 (Fig.10b). 이러한결과는 εsr (170 Ma) 과 εnd (170 Ma) 값을이용한도표에서도잘나타나며 (Fig. 10a), 청주화강암체를형성한모마그마가맨틀물질과지각물질이혼염또는부화된하부지각물질의부분용융에의하여형성되었음을지시한다. 청주화강암의기원물질 εsr (170 Ma) 과 εnd (170 Ma) 값 (Fig. 10) 에서도나타났듯이청주화강암은지각물질의재용융이나동화작용같은것에의한지각물질의혼합의가능성을지시한다. 이러한동화작용중에혼입된암석을확인하는방법중하나는저어콘의상속핵이나포획결정의연대를측정하는것이다 (e.g., Williams, 1998). 원래쇄 Vol. 20, No. 4, 2011

14 204 정원석 김윤섭 나기창 설성저어콘의연대와포획결정의연대를비교및판단하기위해서는최소 50 여개이상의일치연대결과값이있어야하지만 (Fedo et al., 2003; Williams, 1998), 초기원생대이전에형성된경기육괴 (e.g., 송용선외, 2011; Lee et al., 2000; Lee et al., 2003a) 와원생대이후에형성된옥천대 (Cho et al, 2010; 박계헌외, 2011) 사이에있는청주화강암의지리적인특성은얼마되지않는포획결정의분석개수로도마그마동화작용에작용한모암을부분적으로추정할수있다고판단하였다. 이번에분석된상속핵및포획결정들은대략 2.1, 1.8, 0.8 및 0.4 Ga 의연대가산출되었다 (Fig. 5; Table 1). 경기육괴의경우, 일부후기원생대의관입암체 (ca Ma; Cho, 2001; Lee et al., 2003b) 가있으나, 대부분 1.8 Ga 보다오래된저어콘연대들이산출된다 ( 송용선외, 2011; Lee et al., 2000; Lee et al., 2003a). 그러나청주지역주변에서후기원생대의암석이발견되었다는보고가없기때문에상속핵중에서 0.8 Ga 에해당하는상속핵이경기육괴로부터기원하였다고보기에는무리가있다. 최근에옥천변성대쇄설성저어콘을분석한결과는고생대부터시생대까지다양한연대의쇄설성저어콘이존재한다고발표되었다 (Cho et al, 2010; 박계헌외, 2011). 따라서이번에분석된저어콘들의상속핵은경기육괴뿐만아니라옥천변성대의암석에서기원한것으로보는것이타당하다. 산성암맥의포획결정들은대부분 1.8 Ga 이상의저어콘들만있기때문에경기육괴암석만이동화작용을일으켰다고볼수도있지만 (Fig. 5c; Table 1), 분석개수가적기때문에단정짓기는어렵다. 결론적으로화강암에서다양한연대의포획결정과상속핵연대측정결과는동화작용에참여한지각물질이경기육괴와옥천변성대의암석일가능성을지시한다. 결 론 청주화강암체는반상화강암과흑운모화강암, 섬록암및각종암맥류로구성되어있다. 이번연구에서수행한 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대측정결과청주화강암체는 Ma 에관입하였다. 전암시료에대한주원소및미량원소분석결과는청주화강암체가칼크 - 알칼리계열의중알루미나성분의화강암 - 섬록암에속하며섭입과관련하여생성되었을가능성을지시하는한편, 기존의대보화강암체의전암지화 학분석결과와도잘일치한다. 청주화강암체의 Sr- Nd 동위원소조성역시기존의대보화강암체의결과물과일치하며, 이결과는청주화강암을형성한마그마가부화된하부지각물질의부분용융산물이거나맨틀기원의모마그마와지각물질의혼염에의하여생성되었을가능성을지시한다. 다양한저어콘의상속핵및포획결정의연대 (~2.1, 1.8, 0.8 및 0.4 Ga) 는연구지역주변의경기육괴와옥천변성대의암석이나경기육괴나옥천변성대를형성한기원암들이마그마형성과정중에동화작용에의해혼염되었음을지시한다. 이와같은연구결과는청주화강암체가쥐라기중기대보화강암체의일부임을지시한다. 사 사 이연구는 2009 년도충북대학교학술연구지원사업과한국연구재단일반연구자지원사업 (# ) 의연구비지원으로수행하였다. 참고문헌 권영일, 진명식, 1974, 1:50,000 청주지질도폭및설명서. 국립지질광물연구소, 8p. 김남훈, 송용선, 박계헌, 이호선, 2009, 영남 ( 소백산 ) 육괴북동부평해지역화강편마암류의 SHRIMP U-Pb 저콘연대. 암석학회지, 18, 박계헌, 김명정, 양윤석, 조경오, 2010, 한반도쥐라기심성암의연령분포. 암석학회지, 19, 박계헌, 이태호, 이기욱, 2011, 옥천변성대대향산규암층쇄설성저어콘의 SHRIMP U-Pb 연령. 지질학회지, 47, 송용선, 박계헌, 서재현, 조희제, 이기욱, 2011, 평창 - 원주지역의경기육괴기반암편마암복합체에대한 SHRIMP 저어콘연대측정. 암석학회지, 20, 윤현수, 홍세선, 이윤수, 2002, 포천 - 기산리일대에분포하는쥐라기대보화강암류의암석및암석화학. 암석학회지, 11, 이기욱, 최승호, 2009, 청주지역화성암류의 SHRIMP U- Pb 연대측정. 추계지질과학연합회학술발표회초록집, p 이종혁, 이민성, 박봉순, 1980, 1:50,000 미원지질도폭및설명서. 자원개발연구소, 29p. 이호선, 박계헌, 송용선, 김남훈, Yuji, O., 2010, 영남육괴북동부홍제사화강암의 LA-ICP-MS U-Pb 저콘연대. 암석학회지, 19, 정창식, 정연중, 길영우, 정기영, 2003, 청주화강암의 U- Pb 스핀연대, 한국광물학회한국암석학회공동학술발표회논문집, 53p. J. Petrol. Soc. Korea

15 청주화강암의 SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대, 지구화학및 Sr-Nd 동위원소연구 205 정연중, 정창식, 박천영, 신인현, 2008, 정읍엽리상화강암의지구화학및동위원소특성과 U-Pb 스핀연대. 지구과학회지, 29, Baier, J., Audtat, A. and Keppler, H., 2008, The origin of the negative niobium tantalum anomaly in subduction zone magmas. Earth and Planetary Science Letters, 267, Cheong, C.S. and Chang, H.W., 1996, Geochemistry of the Daebo granitic batholith in the central Ogcheon Belt, Korea: A preliminary report. Economic and Environmental Geology, 29, Cheong, C.S. and Chang, H.W., 1997, Sr, Nd, and Pb isotope systematics of granitic rocks in the central Ogcheon Belt, Korea. Geochemical Journal, 31, Cho, M., 2001, A continuation of Chinese ultrahigh-pressure belt in Korea: evidence from ion microprobe U-Pb zircon ages. Gondwana Research, 4, 708. Cho, M., Cheong, W. and Kim, J. 2010, Geochronologic vs. lithotectonic subdivision of central Ogcheon Metamorphic Belt, Korea: Correlation with the Taean Formation and detrital zircon ages of the Hwanggangri Formation. The autumn joint conference, Geological Society of Korea, 61. Clarke, D.B., 1992, Granitoid rocks. Chapman & Hall, London, 283p. Claoué-Long, J.C., Compston, W., Roberts, J. and Fanning, C.M., 1995, Two Carboniferous ages: a comparison of SHRIMP zircon dating with conventional zircon ages and 40 Ar/ 39 Ar analysis. In: Berggren, W.A., Kent, D.B., Auberey, M.P. and Hardenbol, J.(eds.), Geochronology Time Scales and Global Stratigraphic Correlation, SEPM (Society for Sedimentary Geology) Special Publication, 54, Cox, K.G., Bell, J.D. and Pankhurst, R.J., 1979, The interpretation of igneous rocks. George Allen & Unwin. London, 450p. DePaolo, D.J., 1981, A Neodymium and Strontium isotopic study of the Mesozoic calc-alkaline granitic batholiths of the Sierra Nevada and Peninsular Ranges, California. Journal of Geophysical Research, 86, Faure, G., 1986, Principles of isotope geology. John Wiley and Sons, USA, 589p. Fedo., C.M., Sircombe, K.N. and Rainbird, R.H., 2003, Detrital zircon analysis of the sedimentary Record. In: Hanchar, J.M. and Hoskin, P.W.O. (eds.), Zircon. Reviews in Mineralogy & Geochemistry Goldstein, S.J., O'Nions, R.K., Hamilton, P.J., A Sm Nd isotopic study of atmospheric dusts and particulate from major river systems. Earth and Planetary Science Letters, 70, Jwa, 1998, Temporal, spatial and geochemical discriminations of granitoids in South Korea. Resource Geology, 48, Jwa, 2004, Possible source rocks of Mesozoic granites in South Korea: implications for crustal evolution in NE Asia. Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Science, 95, Kee, W.S., Kim, S.W., Jeong, Y.J. and Kwon, S., 2010, Characteristics of Jurassic continental arc magmatism in South Korea: tectonic implications. Journal of Geology, 118, KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources), 1995, Geological Map of Korea (1:1,000,000 scale): Sungji Atlas Co., Seoul. Kim J., Yi, K., Jeong, Y.J. and Cheong, C.C., 2011, Geochronological and geochemical constraints on the petrogenesis of Mesozoic high-k granitoids in the central Korean peninsula. Gondwana Research, 20, Lan, C.Y., Lee, T., Zhou, X.H., and Kwon, S.T., 1995, Nd isotopic study of Precambrian basement of south Korea: evidence for early Archean crust. Geology, 23, Lee, S.R., Cho, M., Yi, K.-W. and Stern, R., Early Proterozoic granulites in central Korea: tectonic correlation with Chinese cratons. Journal of Geology, 108, Lee, S.R., Cho, M., Hwang, J.H., Lee, B.-J., Kim, Y.-B. and Kim, J.C., 2003a, Crustal evolution of the Gyeonggi massif, South Korea: Nd isotopic evidence and implications for continental growths of East Asia. Precambrian Research, 121, Lee, S.R., Cho, M., Cheong, C.S., Kim, H.C. and Wingate, M.T.D., 2003b, Age, geochemistry, and tectonic significance of Neoproterozoic alkaline granitoids in the northwestern margin of the Gyeonggi massif, South Korea. Precambrian Research, 122, Ludwig, K.R., 2003, User's manual for Isoplot 3.00 a Geochronogical Toolkit for Mirosoft Excel. Berkeley Geochronology Center Special Publication, 47p. McCulloch, M.T. and Chappell, B.T., 1982, ND isotopic characteristics of S- and I-type granite. Earth and Planetary Science Letters, 58, Miller, J.S., Matzel, J.E.P., Miller, C.F. and Burgess, S.D. and Miller, R.B., 2007, Zircon growth and recycling during the assembly of large, composite arc plutons. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 167, Pearce, J.A., 1982, Trace element characteristics of lavas from destructive plate boundaries. In Thorpe, R.S., eds. Andesites: Orogenic andesites and related rocks, Wiley, Chichester, Paces, J.B. and Miller, J.D., Precise U.Pb ages of Duluth Complex and related mafic intrusions, northeastern Minnesota: geochronological insights to physical, petrogenetic, paleomagnetic, and tectonomagmatic processes associated with the 1.1 Ga midcontinent rift system. Journal of Geophysical Research 98, Rollinson, H.R., 1993, Using geochemical data: evaluation, Vol. 20, No. 4, 2011

16 206 정원석 김윤섭 나기창 presentation, interpretation. Pearson, Prentice Hall, 352p. Sun, A.A. and McDonough, W.F., Chemical and isotopic systematics of oceanic basalt: implications for mantle composition and process. In Saunders, A.D., and Norry, M.J., eds. Magmatism in the ocean basins. Geological Society of London, Special Publication. 42, Wasserburg, G.J., Jacobson, S.B., DePaolo, D.J., McCulloch, M.T. and Wen, T., 1981, Precise determination of Sm/Nd ratios, Sm and Nd isotopic abundances in standard solutions. Geochimica et Cosmochimca Acta, 45, White, A.J.R., and Chappell, B.W., 1983, Granitoid types and their distribution in the Lachlan fold belt, southeast Australia. Geological Society of America Memoir, 159, Williams, I.S., U-Th-Pb geochronology by ion microprobe. In: Mickibben, M.A., Shanks III, W.C., Ridley, W.I. (Eds.), Applications of Micro Analytical Techniques to Understanding Mineralizing Processes. Reviews of Economic Geology 7, Wilson, M., Igneous Petrogenesis - A Global tectonic approach, Kluwer Academic Publishers, 466p 년 10 월 14 일접수 2011 년 10 월 17 일심사개시 2011 년 12 월 12 일채택 J. Petrol. Soc. Korea

⑦국문지리학회지-이광률-OK

⑦국문지리학회지-이광률-OK Properties of Deposits and Geomorphic Formative Ages on Marine Terraces in Gwangyang Bay, South Sea of Korea Gwang-Ryul Lee* and Chung-Sun Park** OSL 3 1 10 13m OSL MIS 5a 0.141m/ka 2 18~22m MIS 5e 3 27~32m