Journal of the Geological Society of Korea (지질학회지)

The Geological Society of Korea (대한지질학회)
권호 표지

Hornblende Geobarometry of the Mesozoic Granitoids in South Korea and the Evolution of Crustal Thickness

남한의 중생대 화강암에 대한 각섬석 지압계와 지각 두께의 진화

Cho, Deung-Lyong;Kwon, Sung-Tack
조등룡;권성택

  • Published : 19940200

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Abstract

It has been commonly believed from several geological evidences that the emplacement depths of Cretaceous Bulgugsa granites are shallow and those of Jurassic Daebo granites are deeper. In order to test this idea quantitatively we analyzed amphiboles and applied the Al - in -hornblende geobarometer initiated by Hammarstrom and Zen (1986). We report the following results from five Bulgugsa granites and 19 Daebo granites. Analyzed amphibole compositions range from actinolitic hornblende to ferroan pargasitic hornblende. The variation of $Al^{iv}$ contents indicates that pargasitic substitution was dominant mechanism. Amphiboles from the Daebo granites have higher Al and Na contents than those of the Bulgugsa granites, suggesting higher temperature and/or pressure conditions of crystallization for the former. Al content of amphibole from a mylonitized part of a pluton is much lower than that from unaffected part, which shows the effect of deformation on amphibole composition. When calculated using the equation of Schmidt (1992), the emplacement pressures of the Bulgugsa granites are less than 2.8 kb (or 10 km in depth) and those of the Daebo granites range from 3.4 to 7.8 kb (or 12 to 28 km). These data confirm the previous idea about the emplacement depths of Mesozoic granites in Korea. Assuming that the crustal thickness varies simply due to erosion and uplift, the crustal thickness of South Korea during the Jurassic can be calculated by adding average emplacement depth (18 km) of the Jurassic granites to average thickness (32 km) of present - day crust, which corresponds to about 50 km. This thick crust during the Jurassic agrees well with the idea that the Jurassic plutonism was related to an orogenic event, i.e., the Daebo orogeny (Kim, 1971).

한반도 남부에 산출하는 중생대 화강암체는 여러가지 지질학적 증거에 의하여 불국사 화강암은 천부에서, 대보 화강암은 심부에서 정치한 것으로 알려져 왔다. 이러한 정성적인 생각을 시험하기 위해 우리는 남한의 대표적인 함각섬석 화강암의 각섬석 성분을 분석하고, 각섬석 지압계를 적용하였다. 각섬석 지압계를 적용하기에 적합한 시료로 부터 다음과 같은 결과를 얻었다. 각섬석의 성분은 양기석질 각섬석에서 철 파가사이트질 각섬석 영역에 속한다. 각섬석의 $Al^{iv}$ 함량의 전체적인 변화는 온도에 민감한 이데나이트 방식과 압력에 의한 처마카이트 방식이 같은 비율로 참여한 파가사이트 방식에 의한 것임을 보인다. 대보 각섬석은 불국사 각섬석에 비해 Al과 Na 총량이 많아 보다 높은 압력 그리고/혹은 온도에서 형성되었음을 시사한다. 한편, 압쇄작용으로 재결정된 각섬석의 Al 총량은 변형작용을 받지않은 동일 심성암체의 그것에 비해 훨씬 낮은 값을 가진다. Schmidt(1992)의 식을 이용하여 각섬석 연변부의 Al 총량을 정치압력으로 환산하면, 불국사 화강암이 2.8kb(10km)미만이고 대보 화강암이 $3.4{\sim}7.8kb(12{\sim}28km)$이다. 이는 대보 화강암의 정치깊이가 불국사 화강암의 그것보다 깊다는 것을 지시한다. 이 정량적인 자료는 기존 연구의 정치깊이에 대한 정성적인 생각과 잘 일치한다. 지각의 두께가 침식에 의한 상승으로 감소하였다고 단순히 해석할 경우, 쥬라기 동안의 지각 두께는 현재의 평균 지각 두께 (32km)와 현재 지표에 노출된 화강암의 평균 정치깊이 (약 18 km)를 합한 약 50km에 해당한다. 이는 쥬라기의 화성활동이 조산운동과 관련된 것으로 추정한 기존 연구와 잘 일치한다.

Keywords

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