길림-랴오원 지역의 중생대 화강암 형성의 구조적 배경
1. 고대 아시아 태평양 구조 영역 변환
중국 동북부의 지질 진화는 매우 복잡한 역사를 거쳤다. 고생대 고대 아시아 지역의 진화는 기본적으로 본 지역의 구조 (Sengor 와 Natal'in, 1996) 를 확립했지만, 중생대 태평양 지역은 본 지역에 중요한 영향을 미쳤다. 주로 동부 가장자리에 다양한 시대체의 콜라주와 미끄럼틀 구조체계의 발육, 후기 변두리 일련의 분지와 대면적 마그마암의 발육 (조월 등),1994; 왕신문, 1997). 그들의 연구는 일련의 새로운 인식을 얻었지만, 고대 아시아 구조역과 태평양 구조역의 체계 전환이 발생한 시기에 대해서는 논란이 있었다 (사오안 등,1997; 이김일, 1998), 이 문제는 사실 이미 고대 태평양의 기원에 관한 것이다. 이 논쟁의 주된 원인은 이 시기 지질작용 산물의 속성에 대해 의견이 분분하기 때문이다. 한편, 연구할 수 있는 지질 구조는 상대적으로 제한적이며, 동시에 시공 영역의 전환은 단시간에 완성할 수 없다. 이것은 발전 진화 과정일 수 있다. 우리는 고대 아시아 해양의 마지막 폐쇄 시간이 만고생대 말부터 조기 중생대 초까지라고 생각하지만, 화북지대 북연에 있는 일련의 연산말기 사건은 여전히 고아시아 구조역의 진화와 관련이 있다는 것을 시사하며, 조산운동 후의 육내 지속효과를 반영하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 계절명언)
본 연구구역의 경우, 그 본질은 인지기 암석 건설의 구조적 특성을 어떻게 해석하는가이다. 본 연구구역에서는 1 박 3 층 화강암만 확인되었지만 북부의 소흥안령 장광재령과 연변 지역을 보면 이 시기에 대량의 화강암 (손덕우, 2001) 이 존재했다. 장 등, 2004) 공간 분포를 보면 면적 분포의 특징을 가지고 있다. 이에 따라 평면분포된 후기 삼겹세 화강암은 평행 해구 벨트에 분포된 판급강하로 형성된 화성암과는 완전히 다르다. 태평양 해구 1000 여 킬로미터 떨어진 대흥안령에서 이 시기의 화강암을 발견했다. 우리는 맹각성조산대 동부 (본 연구구 포함) 만삼겹세 화강암이 만층세-조삼겹세 고대 아시아양이 사라지고 남북판 충돌의 구조적 배경 아래 조산후 구조환경에 속하며 본구 삼도강 A2 형 암체와 완전히 일치한다고 생각한다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), Northern Exposure 명언) 구체적인 성암 메커니즘은 충돌 조산 후 암석권 침강으로 맨틀 마그마 바닥이 침범하는 배경, 하지각 밑 고온 맨틀 원원 현무질 마그마 밑바닥 침공, 대량의 열에너지를 가져와 대면적의 현무질 껍데기 부분을 용해시켜 화강암 풀을 형성하는 것이다.
홍기령 마그네슘 철분-초마그네슘 철질암은 길림성 반석시 호란진에 위치해 있으며 우리나라 구리 니켈 광산의 중요한 산지 중 하나이다. 이전에는 이 암석들이 초기 고생대, 혹은 적어도 후기 고생대 초기에 형성되었다고 생각했다. 그러나 우리의 최신 새우 연령 수치에 따르면, 그것은 실제로 인도 차이나에서 형성된 것이다. 동쪽 표류합천암체는 암맥 형식 (150 맥 이상) 으로 생산되며 시대는 홍기령암체와 같다. 상세한 지구화학 연구에 따르면 이 암석들은 고마그네슘 현무질 마그마의 결정체 (오 등, 2004b) 에서 유래한 것으로 확인됐다. 따라서 지질과 지구화학 연구 성과와 결합해 고온으로 인한 암석권 휘장 부분 용융에서 비롯된 것으로, 이 용융에 가장 유리한 구조배경은 조산운동 후 암석권의 분리다.
이에 따라 인도기 A2 형 화강암의 출현은 이들 화강암이 후조산 환경에서 형성됐으며 남북판 충돌 조산작용의 종말을 상징하고 있음을 보여준다. 한편 홍기령과 표류강 (2 16Ma) 마그네슘-초마그네슘 철질암의 대규모 출현 (오 등, 2004b) 은 이 조산운동의 끝과 클라통화화의 발생을 상징하며 동아시아 대륙의 최종 고결을 상징하며 클라통화화를 상징한다. 하지만 이 시기 A 형 화강암의 발육 시간은 쥐라기까지 계속될 수 있어 이 책에서 연구한 육교강 A 형 화강암을 형성한다는 점을 지적해야 한다.
자무시 구획 콜라주와 고대 태평양 구조 영역의 시작.
현재, 고대 태평양 구조역 시작 시간에 대한 연구는 상당히 제한적이다. 본 지역의 만고생대-초기 중생대의 복잡한 대양과 대륙 구도와 말기 구조 블록의 조합과 회전 변형으로 인해 단순히 구조선의 흐름으로 태평양 구조영역의 시작 시간을 판단할 수 없다. 일반적으로 자무스 구획 동부 만고생대암층의 존재는 당시 이 지역의 급강하 체계 (이김의, 1998) 를 반영한 것으로 알려져 환태평양 구조역의 산물이다. 그러나 정확한 연대 데이터가 부족해 현재로서는 명확한 판단을 내리기가 어렵다.
한편, 대부분의 학자들은 동아시아 대륙 가장자리가 중생대에서 성질적으로 변했다고 생각한다. 해저 자기 이상 밴드 등의 수단 연구 (MaruyamaandSeno,1986; Maruyama, 1997), 이 지역의 중생대 초기에는 수동적인 대륙 가장자리를 위주로 했지만, 우리 연대학 자료에 따르면 쥐라기 이후 중국 동북지역에는 강한 마그마 활동과 동반되는 활동 대륙 가장자리가 있는데, 이는 최근 흑룡강군에 대한 우리의 인식에서 비롯된 것으로 나타났다.
흑룡강군은 주로 파란 편암 (얕은 변질현무암 포함), 대리암, 초마그네슘 철질암 등으로 구성된 암석 조합이다 (그림 4-3 1). 모란강 단층에 위치하고 있습니다. 헤이룽장성 광산국 (1993) 은 그 서열에 대해 심도 있는 작업을 했지만, 지금은 기본적으로 이 그룹이 동부 자무스를 대표하는 뱀녹색 혼합암이어야 한다고 생각한다. 장이하 등 1998). 하지만 문제는 흑룡강군의 고압 블루편암상 변질작용이 언제 발생했는가 하는 것이다. 과거의 지질연대학 자료에 따르면 이런 변질작용은 초기 고생대에서 발생할 수 있으며, 서부 장광재령 지역 (장흥주, 1992) 이 이른바 가리동기 화강암 사건에 해당하지만, 그 원시 데이터의 신뢰도는 아직 확인되지 않았다. 모란강 지역의 블루편암에 대한 연대 측정을 통해 중생대의 연령 데이터 (예회문 등1994) 를 얻었다. 이김의 등 1999) 하지만 대부분 돈밀단층의 말기 구조 파괴로 해석된다. 화중 일란 지역 헤이룽장성 지질광산국은 약 65438±0.85Ma 의 Rb-Sr 광물 등시선 연령을 얻었지만 가의파단의 영향을 받을 수 있다는 의혹으로 간과되고 있다.
흑룡강군 블루편암상 변질 시기를 결정하기 위해 우리는 로북지역에서 운모 편마암을 채집해 광물의 Rb-Sr 등시선 나이를 측정했다. 이 바위의 원암은 화강암이고, 지르콘 연령은 침위 연령이 265Ma 로 자무스구획 대면적 화강암의 나이와 일치하지만 운모의 Rb-Sr 광물 등시선 연령은 184Ma 로 일란 지역과 비슷한 연대학 결과와 정확히 일치한다. 이 초보적인 자료에 따르면 이전에 얻은 흑룡강군 중생대 연령은 중요한 의미를 가질 수 있다.
흑룡강군의 중생대 연령의 신뢰성을 더욱 검증하기 위해 우리는 최근 대만성립대에서 이 학교 Ar-Ar 설비를 이용해 흑룡강군 운모편암 (오 등, 2007a) 을 측정했다. 그 결과, 숫돌 주위의 파란 편암 중의 파란 섬석은 입도가 작아 이상적인 나이를 주지 않은 것으로 나타났다. 일란 지역 운모 중 흑운모의 나이는 60Ma 정도이고 백운모의 나이는 약 175Ma 입니다. 입자 레이저 방법을 사용하면 고온 단계 연령은 195Ma 입니다. 각기 다른 광물 Ar-Ar 시스템의 폐쇄온도를 고려해 볼 때, 우리는 175 ~ 195 Ma 가 본 지역의 블루편암 변질의 시대를 대표해야 한다고 생각한다. 마찬가지로 단산자, 자작나무 남, 로북지역 유사 샘플의 나이는 175 ~ 185 Ma 로, 가무스와 송논 구획의 조합을 기본적으로 확인할 수 있는 흑룡강군은 중생대와 조쥐라세에 의해 형성된 뱀녹색 혼합암이다. 앞서 논의한 고대 아시아 구조역의 종말과 함께, 우리는 자무스가 환태평양의 증생지체에 속해야 한다고 생각한다.
그림 3-43 동아시아 쥐라기 활동 대륙 변두리 흑룡강군 및 증생지 분포도 (오 등, 2007a)
앞서 언급한 사건에 해당하는 이 지역은 대량의 쥐라기 화강암을 개발했으며, 암석 유형은 석영섬장암과 화강 섬장암을 위주로 하며, 그 구조적 성질은 오늘날 태평양 동해안의 암석과 매우 비슷하지만, 가무스 구획은 그 시대의 암석을 발육하지 않는다 (그림 3-43). 따라서 우리는 가무스 구획 서쪽의 장광재령 지역에 활동 대륙의 가장자리가 있었다고 추정한다. 이는 적어도 고대 태평양 구조역의 시작을 대표해야 한다. 더 큰 공간에서 조중 쥐라세 화강암은 화남, 교동, 요동, 연변 지역 (오 등, 2005b) 에 분포되어 있어 태평양 판의 영향의 결과다.
앞서 살펴본 바와 같이 동북쥐라기 마그마암과 결합해 활동 대륙의 가장자리와 같은 암석 조합과 성분 특징을 보여 본 지역이 압착 구조의 배경임을 반영했다. 또 다른 학자들은 이 지역의 쥐라기 진화가 북부의 몽골 오호츠크 벨트와 관련이 있을 수 있다고 생각하지만, 현재 발표된 지진층 분석 영상 자료 (van der vooet al., 1999) 에 따르면 이 구조대는 중생대에서 북쪽으로 급강하하며 중생대는 이 지역의 맹각성조산대 조산의 끝과 긴 시간 간격을 두고 있다. 반대자들이 제기한 또 다른 이유는 당시 중국 동부에는 판급강하 시스템이 없었고, 심지어는 최근 10 년간의 연구에 따르면 일본해 개약 20Ma 까지 일본을 구성하는 주요 구획은 중국 동북의 동부에 위치해 있다. 현재 일본의 Hida 와 Kitakami 가 이 지역의 고생대 지질체의 확장 (Otoh 등)1990; 다나카, 1992,1999,2002; 아라카와 신촌, 1995). 쥐라기 증식잡암 (사키사키,1997; Taira, 200 1), 일부 연대의 비교적 새로운 잡암은 중국 나단하닷과 러시아 극동지역의 비슷한 지질체 (Koji-ma,1987) 와 일치한다. 팔펜노프,1993; 보포바 등1999; Zyabrey 와 송강,1999; 사토 등, 2002 년; 한추과와 필리포프, 1993). 현재 태평양 형성 시대를 제한하는 데 사용할 수 있는 해저 자기 이상 데이터는 매우 적다 (Hilde 등,1977; 엥겔 브레스턴 등1985; 마루야마와 모리노,1986; Bartolini 와 Larson, 200 1) 우리는 구체적인 지질 기록에 더 많은 주의를 기울여야 한다.
3. 초기 백악기 지각 진화
중국 동북저녁 중생대와 조백세 구조진화는 현재 가장 곤혹스러운 기초 지질 문제이다. 일부 학자들은 이 지역의 신생대 지질진화가 인도-유라시아 판의 수렴 (Molar 와 Tapponnier, 1975, 1977) 과 관련이 있다고 생각하지만, 이런 주장은 그다지 증거가 없다 (Northrup 등) 그러나 중생대 말기에는 문제가 더욱 복잡해졌다. 이 시기에 형성된 주요 지질건설은 화산암, 화강암, 송요분지로, 동쪽에는 일련의 북북동으로 미끄럼을 타는데, 예를 들면 돈화-미산 단층과 가무스-일란-이통 단층이다. 이 지질 단위는 기본적으로 현재 중국 동북지역의 주요 지형과 암석권 구조 단위를 형성하였다.
전반적으로, 이 지역의 후기 중생대 구조 진화의 통제 메커니즘에 대해 세 가지 관점이 있다. 하나는 동태평양판 급강하와 관련이 있습니다 (Uyeda 와 Miyashiro,1974; 힐드 등1977; 다카하시,1983; 덩 등1996; 주 등 1997), 나단 하닷 지역의 중생대 뱀녹암의 존재는 상술한 구조체계의 존재의 중요한 구현이다. 그러나 반대 의견은 이 지역 동부에 급강하 시스템이 있어도 대흥안령에서 너무 멀리 떨어져 있다는 것이다. 두 번째 견해는 북몽골-오호츠크 해 남침강 관련 (왕 등, 2002) 또는 조산대 조산 후 진화 관련 (등,1998); 세 번째 견해는 이 지역의 만중생대가 스트레칭 작용을 위주로 맨틀 기둥 구조나 독립 진화 메커니즘을 갖춘 육내 구조체계 (사오안 등, 200 1) 에 의해 통제된다는 것이다. 앞서 언급한 문제에 대해 융합 결론을 도출할 수 없는 주된 이유는 우선 대흥안령 화산암의 시대가 불분명하다는 점이다. 둘째, 송요분지의 형성 메커니즘은 불분명하며, 최근 몇 년간 축적된 자료는 이 문제에 대해 긍정적인 답을 제시하기 어렵다. 우리의 추측은 이 사건이 태평양의 진화와 관련이 있지만 구체적인 구조적 배경은 장성이어야 한다는 것이다. 이 논점은 주로 다음과 같은 증거에서 나온 것이다.
1) 중국 동부의 조백세 마그마 활동은 통일되어 있다. 참고로 120 ~ 130 Ma 마그마암은 동북지방뿐만 아니라 교동 동부, 양자구획 동부, 화남지역에서도 매우 발달했다 우리는 이 특징에 대해 많은 설명을 할 수 있지만, 가장 간단한 설명은 그들의 형성이 동태평양 시스템의 통제를 받는다는 것이다.
2) 조백세 마그마 활동은 같은 기간 변질핵잡암과 관련이 있다. 조백세 시절 우리나라 동부에서 일정량의 변질핵잡암이 발달했고 대표적인 예는 요남 변질핵잡암이었다. 이 잡암은 황려단동쪽에 위치해 있으며 금주 분리단대, 원고주-중생대 퇴적암 덮개, 선캄브리아기 변성암 (핵) 으로 구성되어 있다. 그 중에서도 조백세화강질 침입체가 금주를 따라 단층을 분리해 침입한 것으로, 주요 암체는 고도령, 만완령, 묘령, 마만산, 칠성대였다. 야외지질조사에 따르면 이 암체들은 뚜렷한 다기성을 가지고 있어 암상학에 따라 중심상과 변상으로 나눌 수 있다. 중심상암성은 주로 흑운모 이장화강암과 흑운모 화강암으로, 암석은 중입자 화강암 구조와 덩어리 구조로, 암석은 일반적으로 변형되지 않는다. 가장자리상은 주로 화강 섬장암으로 변형이 강하여 편마암 모양이다. 면리의 산상은 인성 전단대 중 모연암의 산상과 동일하며, 같은 구조암체이다. 지르콘 U-Pb 정년은 이 바위들의 침입이 주로 1 18 ~ 129 Ma 사이 (오 등, 2005a 곽춘리 등, 2004) 에서 발생한다고 밝혔다
3) 조백세 A 형 화강암의 광범위한 발육: 동북지역 조백세는 대량의 A 형 화강암을 형성했다. 대흥안령 지역에는 발치, 정자산, 누워서 강을 건너고 소렌이 있다. 장광재령 지역에서, 이 시기의 암석은 백석루와 청양루자가 있다. 본구 남부의 요동반도에는 앞산과 사평거리 암체가 있다. 실제로 요동반도 동쪽의 통화지역에는 강산화강암으로 대표되는 A 형 화강암이 거의 10 종에 육박한다. 현재, 요연대는 산세관, 향산, 천층등, 무령산, 공룡산, 가산 등 A 형 화강암을 발견했다. 최근 몇 년 동안 이 지역의 거의 모든 A 형 화강암은 120 ~ 130 Ma 기간에 형성되어 I 형 화강암의 대규모 분포와 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 우리는 중국 동북지역의 조백세의 진화가 스트레칭 체계와 관련이 있다고 믿을 만한 이유가 있다.
상술한 고려에 근거하여, 우리는 중국 동부에 동북지역을 포함해 조백세가 주로 동부 대양판의 급강하와 조산 후 진화 통제를 받는다고 생각한다. 초기 판의 수렴은 암석권 두꺼움과 활동 대륙 가장자리의 마그마 작용을 초래한 뒤 두꺼워진 암석권 해체가 얇아지면서 동부에 연류권 휘장이 지각과 직접 접촉하는 독특한 지질현상이 나타났다. 연류권 휘장이 지각과 직접 접촉하는 동력효과는 마그마판의 강렬한 밑바닥 침범작용과 동반되는 지각 심부 고온변질과 부분 용해로 거대한 마그마의 침입과 분출을 초래한 것으로, 이는 조백세 화강암이 형성된 원인이다.