한국 경기지괴 서부와 중국 주요지괴에 분포하는 신원생대 및 고생대 암류의 지구조적 특성 대비 : 지질연대학적 의미

1. 서 언

지난 20여 년 동안 국내외 지질과학계의 뜨거운 논쟁을 불러일으킨 주제 중의 하나는 한반도를 포함한 동아시아 지괴들의 지구조 진화사 및 상호 대비에 대한 것이라 할 수 있다. 이와 관련된 많은 연구들 중 보다 활발한 논의가 이루어졌던 분야는 대략 (1) 콜롬비아 및 로디니아 초대륙의 지구조운동 증거에 동아시아 지괴(남중국과 북중국지괴)의 진화사 및 상호대비 연구(e.g., Cheong et al., 2000; Li et al., 2002; Sagong et al., 2003; Kim et al., 2008; Zhang et al., 2009; Santosh, 2010; Zhai and Santosh, 2011; Zhai et al., 2011)와 (2) 동아시아 지괴들 간의 경계를 결정할 수 있는 원생누대, 고생대 및 중생대 초-중기 섭입대 및 충돌대의 분포와 연장에 대한 연구(e.g., Yin and Nie, 1993; Ernst and Liou, 1995; Chang, 1996; Ree et al., 1996; Zhai and Cong, 1996; Zhai and Liu, 1998; Cheong et al., 2000; Chough et al., 2000; Sagong et al., 2003; Lee and Cho, 2003; Yang et al., 2005; Oh et al., 2005; Oh, 2006; Metcalfe, 2006; Kim et al., 2006a, 2006b, 2008, 2011a, 2011b, 2011c, 2013; Cho et al., 2007, 2013; Kwon et al., 2009, 2013; Williams et al., 2009; Zhang et al., 2009; Dong et al., 2011a, 2011b, 2011c, 2011d, 2011e; Chang and Zhao, 2012)로 대분할 수 있다.

최근에 들어와 국내학자들에 의해서 경기지괴 서부 홍성지역과 임진강대를 연결하는 경기지괴 서부지역이 중국의 친링-다비-수루대와 지구조적으로 대비된다는 해석이 제기되어, 이 지역에 대한 지구조적 환경, 생성시기 및 변성진화과정 등에 대한 연구가 활발히 발표되고 있다(Lee et al., 2003; Oh et al., 2005, 2009; Kim et al., 2006a, 2006b, 2008, 2011a, 2011b, 2011c, 2013, 2014a, 2014b, 2014c; Cho et al., 2007, 2010, 2013; Kwon et al., 2009, 2013; Kee et al., 2011; Choi et al., 2014). 이들 지역에서는 중생대 초기 대륙충돌대 형성 이전인 로디니아 초대륙의 분열 전-후의 신원생대 화성암류, 칼레도니아 조산작용의 고생대 초-중기 화성암류 및 고테티스해의 고생대 퇴적암체들이 함께 보고되고 있으며, 이들 암류들이 신원생대 및 고생대 초-중기 섭입환경(trench-accretionary-arc)과 밀접히 연관될 가능성이 대두되고는 있다(Kee et al., 2011; Kim et al., 2011a, 2011b, 2011c, 2013, 2014a, 2014c; Choi et al., 2014). 하지만, 대륙충돌 증거를 포함하여 신원생대-고생대-중생대 지질사건들이 서로 중복되어 복잡하게 얽혀있는 경기지괴 서부지역의 지구조진화에 대해서는 보다 체계적인 연구가 필요한 시점이다. 비록, 중국의 친링-다비-수루대는 물론, 북중국 혹은 남중국지괴의 신원생대 및 고생대 초-중기 섭입환경과 관련된 암석들에 대한 상호대비 및 지구조 연구가 시행되고 있지만(Kim et al., 2006a, 2006b, 2008, 2011a, 2011b, 2013; Choi et al., 2008; Kwon et al., 2009, 2013; Oh et al., 2009), 상대적으로 자료가 부족한 실정으로서 중국과 한반도에 분포하는 다양한 원생누대 암석들의 지질문헌조사와 연대측정 자료구축을 통한 상호 지구조적 연계성 및 특성 대비 연구가 매우 절실하다.

본 논평에서는 최근의 한국 경기지괴 서부지역 및 중국에 분포하는 고원생대, 신원생대, 고생대 암석의 분포 및 연대측정 자료를 바탕으로 동북아 지역의 지각진화 상호 연계성 및 특성 대비 연구에 기초가 되는 정보를 제공하고자 한다.

2. 지질배경

중국에 분포하는 시생대부터 고원생대 기저암을 이루는 고지각들은 북중국지괴, 남중국지괴, 타림지괴 등의 여러 소대륙지괴(microcontinental block)들로 구성되는데 북중국지괴는 25억년과 19~18 억년에 소대륙들의 섭입-봉합-충돌에 의해 형성되었던 것으로 보고되고 있다(그림 1a; e.g., Zhao et al., 2005; Kim et al., 2008; Santosh, 2010; Zhai and Santosh, 2011). 낭림지괴, 경기지괴, 영남지괴 등으로 구성되는 한반도 역시, 원생누대에 일어난 콜롬비아 및 로디니아 초대륙 진화과정을 재구성하는데 중요한 단서들을 포함하고 있는 것으로 보고되고 있다(e.g., Cheong et al., 2000; Sagong et al., 2003; Kim et al., 2008, 2014a, 2014b, 2014c).

최근, Kim et al. (2014b)는 한반도의 낭림, 경기, 영남지괴와 임진강대 및 옥천대에서 보고된 고원생대 콜롬비아 초대륙 및 로디니아 초대륙의 진화와 관련된 약 200여개의 지질연대자료를 바탕으로 중국의 주요지괴 및 지구조 사건에 대비하고 다음과 같이 해석하였다. 북중국지괴와 한반도의 콜롬비아 초대륙 관련 조산운동은 매우 유사하여 한반도와 중국의 주요지괴들 간의 정확한 대비를 어렵게 하지만, 지질연대적 경향은 낭림지괴, 경기지괴 동부, 영남지괴 동부를 포함하는 한반도의 북부와 동부(Domain I & II)는 북중국 지괴와 유사하며, 경기지괴 서부 및 영남지괴 서남부(Domain III & IV)는 신원생대 로디니아 초대륙 관련 호 및 열곡환경 심성암과 지질연대가 비슷한 암석들의 산출을 근거로 양쯔지괴 혹은 케세이아지괴와 대비하였다(그림 1b). 이와는 다르게 Zhai et al. (2005)과 Lee et al. (2014)은 경기지괴 양양지역의 라파키피암과 영남지괴 지리산지역의 차노카이트와 회장암 등, 일부 암석들의 산출양상과 지질연대가 북중국지괴에서 산출되는 동일 암석들과 대비된다는 가정 하에 낭림육괴를 포함한 한국의 경기 및 영남지괴를 북중국지괴로 해석하였다.

Fig. 1.

(a) Tectonic map of Northeast Asia showing the distribution of the Precambrian cratons in China and the Korean Peninsula. (b) Distribution of the Precambrian rocks in a 1:1,000,000 tectonic map of the Korean Peninsula (KIGAM, 1995). Sample localities and histograms for the age results of the compiled U-Pb zircon age dating are also shown. NB, Nangnim block; GB, Gyeonggi block; IB, Imjingang belt; OB, Okcheon belt; YB, Yeongnam block; PYB, Pyeongnam basin; GYB, Gyeongsang basin (modified from Kim et al., 2014b).

하지만 중국과 한반도의 주요 지괴들에서 콜롬비아 초대륙 진화를 지시하는 ~19-18억년의 지질연대가 광역적으로 관찰되고, 유사한 지화학 혹은 동위원소 특성을 가지는 암석의 산출양상은 중국과 한반도의 주요 지괴들 간의 대비를 어렵게 하는 요인으로 작용하고 있으며, 이에 대한 명확한 해결안이 아직 제시되지 못하고 있는 실정이다.

중국 및 한반도의 주요 지괴 간의 경계부(예; 중국의 친링-다비-수루대와 강남조산대, 한국의 임진강대와 옥천대)나 그 내부에 특징적으로 산출되는 고생대 지층 또한 주요 지괴들 간의 지구조적 연계성 및 특성 대비 연구에 중요한 정보를 제공하고 있다. 경기지괴 서부지역은 초대륙 판게아의 집합(assembly)과 관련하여 고생대 대륙 연변부의 섭입-열-퇴적사를 주로 기록하고 있으며, 판게아 초대륙의 형성 후기 단계에서 퇴적된 것으로 해석되는 고생대 플리시 퇴적층인 태안층이 대상 분포하는 지구조적으로 매우 중요한 지역이다. 또한, 이들 지역에서는 중원생대를 포함한 신원생대 암석들도 소규모 암주상으로 대상 분포하고 있는 것이 보고되고 있다(Kee et al., 2011; Choi et al., 2014). 그러므로 한국의 경기지괴 서부 지역과 중국의 주요 지괴에 분포하는 신원생대, 고생대 지층들 간의 지구조적 연계성 및 특성 대비는 고원생대 암석의 대비 연구와 함께 필수적이라 할 수 있다.

3. 지질연대학 자료에 대한 지구조 특성 대비

3.1 신원생대 로디니아 초대륙 관련 조산운동 지질연대자료 비교

중국지괴들과 경기지괴 서부지역의 신원생대 로디니아 초대륙 관련 조산운동 지질연대자료들의 비교에 앞서, 중국의 중원생대 및 신원생대 암석의 분포(그림 2)를 알아보면, 북중국지괴에는 중원생대 퇴적암류(~1.7-1.0 Ga) 및 화산암류(~1.7-1.6 Ga Changcheng System, ~1.6-1.4 Ga Jixian System, ~1.4-1.0 Ga Xiamaling Formation)가 중앙부 및 북동부를 따라 대상으로 분포하며 이들 층준 내에 국소적으로 신원생대 퇴적암류 및 화산암류(~1.0-0.78 Ga Qingbaikou System, ~635-543 Ma Sinian System)가 산출 하는 것이 특징이며 일부 암석들은 북중국 지괴의 남쪽 경계를 따라 산출되기도 한다(e.g., Gao et al., 2007a, 2007b, 2008a, 2008b, 2008c). 또한 북중국지괴의 중부와 동남부에는 신원생대 초기(ca. 920 Ma) 열곡환경과 관련된 북서-북북서 방향의 염기성 맥암류가 군집으로 산출된다(그림 2; Peng et al., 2011). 남중국지괴에는 양쯔지괴의 서남부지역(운남성 서부 및 사천성 서부)에 중원생대 말기의 변성암류(1032 및 1028 Ma)가 산출되지만, 양쯔지괴와 케세이시아지괴 사이의 강남조산대(Jiangnan Orogenic Belt)을 중심으로는 약 10~6.3억년 퇴적암과 심성암이 주로 분포하며, ~780-635 Ma의 난후아계(Nanhuan System)에 속하는 퇴적암류 및 화산암류을 포함한다(그림 2). 특히 강남조산대에는 변성심성암류(~913-818 Ma)가 특징적으로 분포한다(Gao et al., 2012 and references therein).

Fig. 2.

Tectonic map of Northeast Asia showing the distribution of the Mesoproterozoic to Neoproterozoic rocks in China with Early Neoproterozoic dykes and Neoproterozoic plutonic rocks in China and the Korean Peninsula.

한편, 한반도에서의 중원생대 및 신원생대 암석은 북중국과 남중국지괴에 비해 상대적으로 드물게 분포한다. 중원생대 변성퇴적층은 경기지괴 중부 및 서부에서 소규모로 대상 분포하고 있는 것이 보고되고 있다(그림 2, 3; Kee et al., 2011; Choi et al., 2014). 신원생대의 변성 심성암류(~913-703 Ma)는 경기지괴 서부 연안과 고군산군도, 임진강대의 남부, 영남지괴의 지리산변성암복합체 등에 소규모 독립적인 암주상으로 분포하며, 신원생대 변성 화산암류(~800-760 Ma)는 옥천변성대의 북부 및 북서부에 국한되어 산출된다(그림 1b, 2; Lee et al., 1998, 2003; Kim et al., 2006a, 2006b, 2008, 2011b, 2011c, 2013, 2014b; Song, 2010; Kee et al., 2011). 하지만 지리산 지역의 경우에는 신원생대 변성 화성암의 존재에 대해 좀 더 추가적인 확인이 필요하다(Lee et al., 2014). 한편 한반도의 중앙부인 임진강대와 평남분지 사이엔 신원생대 후기 상원계가 분포하며 중국의 지나계(Sinian System)와 대비되는 것으로 추정된다.

중국과 한국의 신원생대 로디니아 초대륙 관련 지구조 사건을 서로 대비하기 위하여 남중국지괴 내 양쯔지괴, 케세이시아지괴, 강남조산대와 경기지괴 서부, 임진강대, 고군산군도 등의 지역에서 수집된 130 여개의 변성심성암 지질연대자료를 분석하였다(그림 4). 지질연대자료에 대한 분석 결과를 요약하면 북중국지괴에는 중원생대와 신원생대의 퇴적암과 일부 화산암이 다양하게 산출되지만 로디니아 초대륙 관련 섭입조산활동을 지시하는 변성심성암 혹은 심성암이 지역적으로 드물게 산출하는 반면에, 남중국지괴(양쯔지괴, 강남조산대, 케세이시아지괴)에는 로디니아 초대륙 봉합과 분열에 관련된 신원생대 변성심성암류, 퇴적암과 화성암이 다양하게 광역적으로 산출되는 것이 특징이다(e.g., Li, Z.X. et al., 2002, 2003, 2006, 2008; Zhou et al., 2002, 2006; Li, Z.X. et al., 2003; Ling et al., 2003; Wang and Li, 2003; Greentree et al., 2006; Wang et al., 2006; Wan et al., 2007; Wu et al., 2007; Xiao et al., 2007; Ye et al., 2007; Huang et al., 2008; Zhao and Zhou, 2008; Wang, L.J. et al., 2010; Wang, Q. et al., 2010; Dong et al., 2011b and references therein; Peng et al., 2011; Shu et al., 2011; Yao et al., 2011, 2012; Gao et al., 2012 and references therein). 경기지괴 서부일대의 신원생대의 변성심성암류도 유사한 로디니아 초대륙 봉합과 분열에 관련된(908~703 Ma) 지구조 활동을 보여주는 것으로 보고되고 있다(그림 4; Lee et al., 2003; Kim et al., 2008, 2011b, 2011c, 2013, 2014b, 2014c; Oh et al., 2009; Song, 2010; Kwon et al., 2013). 상기 연구결과들을 근거로 중국의 남중국지괴와 한국의 경기지괴 서부지역은 유사한 신원생대의 로디니아 봉합관련 섭입 후 분열 관련 지구조사건을 점진적으로 경험했을 것으로 추정하고 있지만, 최근 경기지역 서부지역에서의 정밀 지질조사 결과(Kim et al., 2014c)는 기존 지구조 해석과 다소 다른 해석을 대변한다. 현재까지의 경기지괴 서부지역 내 신원생대의 로디니아 섭입-관련 암석은 908에서 703 Ma까지의 연대분포를 보여주며, ~841-805 Ma 변성심성암은 남-북방향의 대상으로 광역적인 산출양상을 보여준다(그림 3, 4). 극히 일부 지역에서는 중원생대 말기 ~1200 Ma의 변성심성암이 포획암 형태로 산출되기도 한다. 반면, 로디니아 초대륙의 대륙분열과 관련되었을 것으로 추정되는 암석의 산출양상은 광역적이고 다양한 분열-관련 암상을 가지는 남중국지괴와는 달리 섭입-관련 암석 내에서 소규모이며, 독립적인 암주상으로 알칼리 화강암(~760-703 Ma)만이 산출되는 특징을 보여준다(Kim et al., 20111b, 2013, 2014c). 이러한 알칼리 화강암만의 산출양상은 로디니아 초대륙 분열에 관련된 신원생대 변성심성암류-퇴적암-화산암이 광역적 대상 분포하는 남중국지괴의 대규모 지구조 사건과 대비 시킬 수 없을 것으로 판단된다. 그러므로 대륙분열의 화학적 특징을 보여주는 ~760-703 Ma 알카리화강암은 섭입의 정체기(stagnant) 혹은 종점를 지시하는 것으로 판단된다. 결과적으로 경기육괴 서부지역은 남중국지괴와는 달리 로디니아 초대륙 당시 대륙지괴의 연변부이며 908에서 703 Ma까지의 섭입-관련 지구조 사건만을 경험한 것으로 추정된다.

Fig. 3.

Geologic map of the western Gyeonggi block showing the distribution of Neoproterozoic metaplutonic rocks and Paleozoic (meta) sedimentary rocks (modified from Kim et al., 2014a).

Fig. 4.

Probability density diagrams of zircon U-Pb ages from representative Neoproterozoic plutonic rocks between the western marginal area of the Gyeonggi block in Korea and the Yangtz and Cathayasia blocks in China.

3.2 고생대 판게아 지질연대자료 비교

한국과 중국의 고생대 판게아 지질연대를 비교하기 위하여 경기지괴 서안(안면도-태안-서산-당진-영흥도-대부도-영종도)을 따라 남-북 방향으로 대상 분포하는 고생대 퇴적층인 태안층(그림 2; Cho, 2007; Cho et al., 2010; Kee et al., 2011; Choi et al., 2014; Kim et al., 2014a)과 중국의 주요 지괴(북중국, 양쯔, 케세이시아)들과 대륙충돌조산대(친리안-친링조산대)의 고생대 퇴적층(e.g., Shi et al., 2009; Yang et al., 2009; Li et al., 2010; Wan et al., 2010; Wang, Y. et al., 2010; Xu et al., 2010a, 2010b; Dong et al., 2013; Shi et al., 2013 and references therein)에서 보고된 6000 여개의 퇴적쇄설성 저어콘에 대한 지질연대자료를 비교 검토하였다(그림 5). 또한 경기지괴 서남부의 홍성지역에서 최근에 보고된 고생대 초-중기 광천 편마암의 퇴적쇄설성 저어콘 연대(Kim et al., 2011a, 2014c)도 비교검토하였다. 광천 편마암은 홍성군 광천읍 남부에 위치하는 오서산 일대에 분포하며, 준편마암 단위, 염기성 변성화산암 단위, 변성돌러라이트 단위의 세 아단위로 구성된다(Kim et al., 2014c). 퇴적쇄설성 저어콘 연대가 보고된 준편마암 단위는 주로 호상 구조, 혼성암 구조를 보이는 석류석-규선석 편마암과 흑운모 편마암으로 구성되며 흑운모 편암 역시 소규모로 분포한다. 준편마암 내 쇄설성 저어콘 핵에서 구해진 약 476 Ma의 가장 젊은 U-Pb 연대(Kim et al., 2011a)는 모암 연령의 상한을 제시하며, 쇄설성 저어콘의 과성장 연대로부터 약 441~403 Ma의 변성작용이 인지된다.

Fig. 5.

Probability density diagrams of detrital zircons from representative Paleozoic sequence (Taean Formation) in the western Gyeonggi block, and the Chinese continents.

일반적으로 퇴적암 내 저어콘은 부수광물로 산출되며 퇴적쇄설성 저어콘의 U-Pb 지질연대는 퇴적암의 기원지 연구에 이용된다. 그리고 퇴적쇄설성 저어콘의 연대에 대한 상대확률분포경향은 퇴적암 기원지의 진화역사에 대한 중요한 정보를 제공한다. 또한 퇴적암 내 쇄설성 저어콘의 가장 젊은 연대는 퇴적 상한시기를 제한한다. 수집된 쇄설성 저어콘 연대 중 1100 Ma보다 오래된 연대는 ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb 연대, 1100 Ma보다 젊은 연대는 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 연대를 선택하였으며, ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb 연대와 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 연대사이의 불일치비가 ±10 % 이내의 자료를 사용하였다.

태안층의 변성사암 및 석회질 규산염암의 쇄설성 저어콘에 대한 약 650여개 SHRIMP 연대측정 결과는 다음과 같다. 저어콘 연대들의 전반적인 상대 확률 분포경향은 ~2486 Ma, ~954 Ma, ~432 Ma의 주요 연대집중군과 ~1862 Ma, ~1144 Ma, ~794 Ma, ~278 Ma의 부수적 연대분포등의 정보를 제공한다(그림 5). 태안층의 퇴적상한 연대는 약 402 Ma, 태안층을 관입한 화성암의 연대는 330Ma, 그리고 변성작용의 시기는 280 Ma로 각각 측정된 연대자료에 근거해 볼 때, 태안층은 약 402 Ma 이후 ~330 Ma 이전시기 동안 퇴적된 것으로 추정된다(Cho, 2007; Choi et al., 2008, 2014; Cho et al., 2010; Kee et al., 2011; Kim et al., 2014a). 하지만 태안층의 가장 하부 단위에서 산출되는 석회질 규산염암에서 인지되는 280 Ma의 변성시기 연대는 쇄설성 저어콘의 변성연대일 가능성을 배제할 수 없으므로 이들 암석에서 인지되는 약 280 Ma의 변성 과성장 연대에 대해서는 좀 더 추가적인 확인이 필요하다. 경기지괴 서남부 홍성지역 광천 혼성편마암의 퇴적쇄설성 저어콘은 두드러진 신원생대의 ~810 Ma의 주요 연대집중군과 함께 ~2630 Ma, ~1726 Ma, ~1156 Ma, ~658 Ma의 부수적 연대분포등의 정보를 제공한다(그림 6). 한편, 광천 혼성편마암의 과성장 누대 저어콘 연대는 혼성편마작용의 시기를 지시하는 고생대 중기인 ~418 Ma의 연대집중군을 보여준다(그림 6).

Fig. 6.

Probability density diagrams of overgrowth and detrital zircons from Early to Midle Paleozoic Gwangcheon migmatitic gneiss in the southwestern Gyeonggi block.

한편, 중국의 주요 지괴와 대륙충돌조산대의 고생대 퇴적층의 쇄설성 저어콘 연대들의 전반적인 상대 확률 분포경향은 북중국지괴에서 ~2566 Ma, ~1722 Ma, ~440 Ma, ~292 Ma의 주요 연대집중군, ~952 Ma의 부수적 연대분포, 남중국의 양쯔지괴에서 ~2566 Ma, 1122 Ma, ~936 Ma, ~792 Ma의 주요 연대집중군, ~1844 Ma, ~1528 Ma, ~514 Ma의 부수적 지질사건, 남중국의 케세이시아지괴에서 ~2466 Ma, ~1886 Ma, ~1120 Ma, ~962 Ma, ~806 Ma, ~442 Ma의 주요 연대집중군, ~1546 Ma, ~1546 Ma, ~372 Ma, ~286 Ma의 부수적 연대분포, 대륙충돌조산대인 친리안 조산대에서 ~2496 Ma, ~976 Ma, ~476 Ma, ~440 Ma의 주요 연대집중군, ~1592 Ma, ~812 Ma의 부수적 지질사건, 친링 조산대에서 ~2500 Ma, ~936Ma, ~734 Ma, ~530 Ma, ~446 Ma의 주요 연대집중군, ~1800 Ma, ~1578 Ma의 부수적 연대분포를 대변하는 집중연대 분포를 보여준다(그림 5).

상기한 경기지괴 서부지역에 분포하는 고생대 태안층, 광천편마암과 중국(북중국, 양쯔, 케세이시아 지괴 및 친리안-친링조산대)의 고생대 지층으로부터 보고된 쇄설성 저어콘의 주요 연대집중군과 부수적 연대분포를 비교해 볼 때, 태안층과 광천편마암은 콜롬비아 초대륙과 관련된 시생대와 고원생대 암상이 우세하게 분포하는 북중국지괴보다는 로디니아 초대륙과 관련된 신원생대 암상이 우세한 남중국으로부터 기원한 것으로 추정된다. 또한 남중국의 고생대 지층으로부터 보고된 쇄설성 저어콘의 주요 연대집중군은 태안층과 대륙충돌조산대인 친리안-친링 조산대와 유사함을 알 수 있다.

결과적으로, 경기지괴 서부지역은 로디니아 초대륙 당시 대륙지괴의 연변부로 섭입과 판게아 초대륙의 형성 후기 단계에서 퇴적된 것으로 해석되는 고생대 플리시 퇴적층인 태안층이 대상 분포하는 조산대로 지구조적으로 중국의 대륙충돌조산대와 대비가 가능하다.

4. 결 론

본 논평에서는 한국 경기지괴 서부지역과 중국의 주요지괴 및 지구조대에서 현재까지 보고된 신원생대 및 고생대 암석의 지질연대 자료를 수집 분석하여 가능한 지구조 대비를 수행하였다.

• 1) 한반도와 중국의 주요 지괴들에서 보고된 고원생대 콜롬비아 초대륙 관련 지질연대는 매우 유사하여 한국과 중국의 지괴들 간의 명확한 차이는 나타나지 않는다. 고원생대의 지질연대분포, 혹은 일부 특정암체의 산출양상에 근거한 한국과 중국의 지괴들 간의 대비는 아직 어려움이 있다.
• 2) 경기지괴 서부지역은 신원생대 ~908-703 Ma의 로디니아 초대륙 관련 변성심성암이 분포하며 로디니아 초대륙 봉합과 분열에 관련된 지구조 활동을 보여주는 것으로 보고되고 있으며 중국의 남중국지괴의 신원생대의 로디니아 봉합 관련 섭입 후 분열 관련 지구조사건과 대비되고 있다. 하지만, 최근 경기지괴 서부지역에서의 정밀 지질조사 결과는 ~841-805 Ma 변성심성암들이 남-북방향의 대상으로 광역적인 산출양상을 보여주며, 섭입-관련 암석 내에서 분열의 지화학 특징을 가지는 알칼리 화강암(~760-703 Ma)만이 소규모 독립적인 암주상으로 산출된다. 이러한 알칼리 화강암만의 산출양상은 로디니아 초대륙 분열에 관련된 신원생대 변성심성암류-퇴적암-화산암이 광역적 대상 분포하는 남중국지괴의 대규모 지구조 사건과 대비 시킬 수 없으며, 이들 암상은 섭입의 정체기 혹은 종점에 생성된 것으로 추정된다. 결과적으로 경기지괴 서부지역의 신원생대 암석은 점진적인 로디니아 초대륙 봉합과 분열을 경험한 남중국지괴와는 달리 로디니아 초대륙 당시 대륙지괴의 연변부에서 908 Ma에서 703 Ma까지의 섭입-관련 지구조 사건만을 경험한 것으로 추정된다.
• 3) 경기지괴 서부지역의 고생대 태안층, 광천편마암과 중국(북중국, 양쯔, 케세이시아 지괴 및 친리안-친링조산대)의 고생대 지층으로부터 보고된 쇄설성 저어콘의 주요 연대집중군을 비교해 볼 때, 태안층의 퇴적기원지는 콜롬비아 초대륙과 관련된 시생대와 고원생대 암상이 우세하게 분포하는 북중국지괴보다는 로디니아 초대륙과 관련된 신원생대 암상이 우세한 남중국으로부터 유래되었으며, 특히 대륙충돌조산대인 친리안-친링 조산대와 매우 유사함을 알 수 있다. 결과적으로, 경기지괴 서부지역은 로디니아 초대륙 당시 대륙지괴의 연변부로 섭입-관련 암상과 판게아 초대륙의 형성 후기 단계에서 퇴적된 것으로 해석되는 고생대 플리시 퇴적층인 태안층이 대상 분포하는 조산대로 지구조적으로 중국의 대륙충돌조산대와 대비될 수 있다.

Acknowledgments

이 논문은 한국지질자원연구원의 주요 사업인 ‘한반도 중서부의 층서지구조 규명 및 통합지질정보시스템 구축(GP2015-005)’에 의해 지원되었다. 논문의 심사과정에서 유익한 조언을 해주신 편집위원님과 한국기초과학지원연구원 정창식 박사님과 익명 심사위원께 감사합니다.

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