The Contact Metamorphism Due to the Intrusion of the Ogcheon and Boeun granites

옥천화강암과 보은화강암 관입에 의한 접촉변성작용

  • 오창환 (전북대학교 자연과학대학 지구환경과학과) ;
  • 김창숙 (전북대학교 자연과학대학 지구환경과학과) ;
  • 박영도 (고려대학교 전략광물연구소)
  • Published : 1997.10.01

Abstract

In the metapelites around the Ogcheon granite, the metamorphic grade increases from the biotite zone through the andalusite zone to the sillimanite zone towards the intrusion contact. In the metabasites around the Boeun granite, the metamorphic grade increases from transitional zone between the greenchist and amphibolite facies through the amphibolite facies to the upper amphibolite facies towards the intrusion contact. In the Doiri area locating near the intrusion contact of the Boeun granite, sillimanite- and andalusite-bearing metapelites are found with in 500 m away from the contact. The evidence described above indicates that the Ogcheon and Boeun granites caused low-P/T type contact metamorphism to the country rocks. The P-T condition of contact metamorphism due to the intrusion of the Ogcheon granite is $540{\pm}40^{circ}C, 2.8{\pm}0.9$ kb. The temperature condition of contact metamorphism due to the intrusion of the Boeun granite is $698{\pm}28^{\circ}C$. The wide compositional range of amphibole and plagioclase in the metabasites around the Boeun granite is due to the immisibility gab of amphibole and plagioclase and unstable relict composition resulted from an incomplete metamorphic reaction. The compositional range of stable amphibole and plagioclase decreases as a metamorphic grade increases due to a close of immiscibility gab. The thermal effect of contact metamorphism due to the intrusion of the Ogcheon and Boeun granites, are calculated using the CONTACT2 program based on a two dimensional finite difference method. In order to estimate the thermal effect of an introduced pluton, a circle with 10 km diameter and a triangle with 20 km side are used for the intrusion geometries of the Ogcheon granite and the Boeun granite, respectively. The results from the field and modeling studies suggest that the intrusion temperatures of the Ogcheon granite close to $800^{\circ}C$ and the intrusion temperature of the Boeun granite is higher than $1000^{\circ}C$. However, the intrusion temperatures can be lower than the suggested temperature, if the geothermal gradient prior to the intrusion of the Ogcheon and Boeun granites was higher than the normal continental grothermal gradient.

옥천화강암 주변의 변성니질암에서는 관입체에 가까워 지면서 변성정도가 흑운모대에서 홍주석대를 거쳐 규선석대로 증가한다. 그리고 보은화강암 남서부 주변 변성염기성암에서는 관입체에 가까워지면서 녹색편암상-각섬암상 점이대에서 각섬암상대를 거쳐 상부각섬암상대로 변성정도가 증가한다. 보은화강암 근접부인 도이리 부근에서 규선석과 홍주석을 포함하는 광물군이 화강암 경계부로부터 500m 이내에 위치한 변성니질암에서 관찰된다. 이러한 연구결과는 보은화강암과 옥천화강암이 주변지역에 저압형의 접촉 변성작용을 야기시켰음을 지시한다. 옥천화강암 주변에서 석류석을 포함하는 홍주석대 시료로부터 계산된 온도-압력 조건은 $540{\pm}40^{\circ}C, 2.8{\pm}0.9$ kb이며 보은화강암 주변 상부각섬암상대의 변성염기성암으로부터 추정된 접촉변성 작용시의 온도는 $698{\pm}28^{\circ}C$이다. 보은화강암 주변의 변성염기성에서 나타나는 각섬석과 사장석의 성분은 매우 넓은 범위를 갖는데 이는 각섬석과 사장석의 불혼합구간과 불완전한 변성반응에 의해 잔류된 불안정한 성분에 기인한다. 변성정도가 증가하면서 안정된 각섬석과 사장석의 성분범위는 불혼합구간의 소멸에 의해 줄어든다. 보은화강암과 옥천화강암에 의한 접촉변성 작용시 주변암에 야기된 열적변화는 2차원의 유한차분법을 이용한 CONTACT2 프로그램을 이용하여 이론적으로 계산되었다. 이론적인 계산을 위해 보은화강암의 경우 화강암의 변의 길이가 20 km인 삼각형을 그리고, 옥천화강암의 경우 지름이 10 km인 원을 관입형태로 가정하였다. 이론적인 계산결과를 화강암 주변의 변성암에서 계산된 결과와 비교하여 보면 예상되는 관입온도는 옥천화강암 경우는 $800^{\circ}C$ 그리고 보은화강암의 경우는 $1000^{\circ}C$ 보다 높았을 것으로 추정된다. 하지만 옥천 및 화강암 관입시기에 연구지역의 지온 상승률이 일반 대륙지각에서의 지온 상승률보다 높았을 경우 관입온돈느 $800^{\circ}C$$1000^{\circ}C$ 보다 낮을 수 있다.

Keywords

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