Original Article

Econ. Environ. Geol. 2019; 52(5): 367-379

Published online October 31, 2019

https://doi.org/10.9719/EEG.2019.52.5.367

© THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY

Reassessment of the Pyeongan Supergroup: Metamorphism and Deformation of the Songrim Orogeny

Hyeong Soo Kim*

Department of Earth and Environmental Sciences, Korea University

Correspondence to : haskim2@korea.ac.kr

Received: August 8, 2019; Revised: September 22, 2019; Accepted: October 4, 2019

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

Pyeongan Supergroup (PS) in the Taebaeksan basin preserves key geological evidences to understand the tectonometamorphic evolution of the Songrim orogeny that affected the formation of the Korean Peninsula during the late Paleozoic to early Mesozoic. The aims of this paper therefore are to investigate the characteristics of the Songrim orogeny based on the previous results of metamorphism and deformations of the PS, and then to review geological significance and research necessity of the PS. Age distributions and Th/U ratio of detrital zircon in the PS indicate that sedimentary environment of the Taebaeksan basin during the late Paleozoic was arc-related foreland basin and retro-arc foreland basin at the active continental margin. In addition, the main magmatic activities occurred in the early Pennsylvanian and Middle Permian, thus sedimentation and magmatic activities occurred simultaneously. The PS was affected by lower temperature–medium pressure (M1) and medium temperature and pressure (M2) regional metamorphism during the Songrim orogeny. During M1, slate and phyllite containing chloritoid, andalusite, kyanite porphyroblasts intensively deformed by E–W bulk crustal shortening combined with folding and shearing. And garnet and staurolite porphyroblasts were formed during the N–S bulk crustal shortening accompained by M2. Such regional metamorphism of the PS is interpreted to occur in an area where high strain zone is localized during ca. 220–270 Ma. In order to elucidate the evolution of the Taebaeksan basin and tectonic features of the Songrim orogeny, it is expected that the study will be carried out such as the regional distribution of metamorphic zones developed in the PS, characteristics and timing of deformations, and late Paleozoic paleogeography of the Taebaeksan basin.

Keywords Taebaeksan basin, Pyeongan Supergroup, Songrim orogeny, metamorphism-deformation, detrital zircon

평안누층군의 재조명: 송림 조산운동의 변성작용과 변형작용

김형수*

고려대학교 지구환경과학과

요 약

태백산분지에 분포하는 평안누층군은 고생대 말–중생대 초기 동안 한반도 형성에 영향을 미친 송림 조산운동의 지구조적 특성을 이해하는데 필요한 지질학적 증거들을 가지고 있다. 따라서 이번 논문은 기존에 발표된 평안누층군의변성–변형작용과 쇄설성 저어콘의 연령측정 결과들을 바탕으로 송림 조산운동의 특성을 알아보고, 평안누층군의 지질학적 중요성과 연구 필요성에 대해 고찰해 보고자 한다. 평안누층군의 쇄설성 저어콘의 Th/U 비와 연령분포 결과는고생대 말 태백산분지의 퇴적환경은 능동적 대륙연변부의 화산호 형성으로 인해 만들어진 대륙전호분지와 후호 대륙전면분지일 것으로 판단된다. 또한 주된 화성활동은 펜실베니안 초기와 페름기 중기에 발생하였고, 따라서 평안누층군의 퇴적작용과 화성활동은 거의 동시기에 발생하였다. 송림 조산운동 동안 평안누층군은 저온–중압(M1)과 중온–중압(M2)의 광역변성작용에 영향을 받았다. M1 동안 경녹니석, 홍주석, 남정석 반성변정을 함유한 점판암과 천매암은 동–서 방향의 압축작용과 함께 수반된 습곡/전단운동에 의해 심하게 변형되어 산출되며, M2와 함께 수반된 남–북 방향의 최대 압축작용 동안 석류석과 십자석이 반상변정으로 형성되었다. 이런 평안누층군의 변성작용은 약 220–270Ma 동안에 변형작용이 집중되는 지역에서 발생한 것으로 해석된다. 향후 고생대 태백산분지의 진화와 송림 조산운동의 지구조적 특성을 규명하기 위해서 평안누층군에 발달한 변성대의 광역적인 분포와 지질구조들의 특성과 형성 시기 그리고 고생대 말 태백산분지의 고지리 위치 등과 같은 연구가 수행되기를 기대한다.

주요어 태백산분지, 평안누층군, 송림 조산운동, 변성-변형작용, 쇄설성 저어콘

Article

Original Article

Econ. Environ. Geol. 2019; 52(5): 367-379

Published online October 31, 2019 https://doi.org/10.9719/EEG.2019.52.5.367

Copyright © THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY.

Reassessment of the Pyeongan Supergroup: Metamorphism and Deformation of the Songrim Orogeny

Hyeong Soo Kim*

Department of Earth and Environmental Sciences, Korea University

Correspondence to:haskim2@korea.ac.kr

Received: August 8, 2019; Revised: September 22, 2019; Accepted: October 4, 2019

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

Pyeongan Supergroup (PS) in the Taebaeksan basin preserves key geological evidences to understand the tectonometamorphic evolution of the Songrim orogeny that affected the formation of the Korean Peninsula during the late Paleozoic to early Mesozoic. The aims of this paper therefore are to investigate the characteristics of the Songrim orogeny based on the previous results of metamorphism and deformations of the PS, and then to review geological significance and research necessity of the PS. Age distributions and Th/U ratio of detrital zircon in the PS indicate that sedimentary environment of the Taebaeksan basin during the late Paleozoic was arc-related foreland basin and retro-arc foreland basin at the active continental margin. In addition, the main magmatic activities occurred in the early Pennsylvanian and Middle Permian, thus sedimentation and magmatic activities occurred simultaneously. The PS was affected by lower temperature–medium pressure (M1) and medium temperature and pressure (M2) regional metamorphism during the Songrim orogeny. During M1, slate and phyllite containing chloritoid, andalusite, kyanite porphyroblasts intensively deformed by E–W bulk crustal shortening combined with folding and shearing. And garnet and staurolite porphyroblasts were formed during the N–S bulk crustal shortening accompained by M2. Such regional metamorphism of the PS is interpreted to occur in an area where high strain zone is localized during ca. 220–270 Ma. In order to elucidate the evolution of the Taebaeksan basin and tectonic features of the Songrim orogeny, it is expected that the study will be carried out such as the regional distribution of metamorphic zones developed in the PS, characteristics and timing of deformations, and late Paleozoic paleogeography of the Taebaeksan basin.

Keywords Taebaeksan basin, Pyeongan Supergroup, Songrim orogeny, metamorphism-deformation, detrital zircon

평안누층군의 재조명: 송림 조산운동의 변성작용과 변형작용

김형수*

고려대학교 지구환경과학과

Received: August 8, 2019; Revised: September 22, 2019; Accepted: October 4, 2019

요 약

태백산분지에 분포하는 평안누층군은 고생대 말–중생대 초기 동안 한반도 형성에 영향을 미친 송림 조산운동의 지구조적 특성을 이해하는데 필요한 지질학적 증거들을 가지고 있다. 따라서 이번 논문은 기존에 발표된 평안누층군의변성–변형작용과 쇄설성 저어콘의 연령측정 결과들을 바탕으로 송림 조산운동의 특성을 알아보고, 평안누층군의 지질학적 중요성과 연구 필요성에 대해 고찰해 보고자 한다. 평안누층군의 쇄설성 저어콘의 Th/U 비와 연령분포 결과는고생대 말 태백산분지의 퇴적환경은 능동적 대륙연변부의 화산호 형성으로 인해 만들어진 대륙전호분지와 후호 대륙전면분지일 것으로 판단된다. 또한 주된 화성활동은 펜실베니안 초기와 페름기 중기에 발생하였고, 따라서 평안누층군의 퇴적작용과 화성활동은 거의 동시기에 발생하였다. 송림 조산운동 동안 평안누층군은 저온–중압(M1)과 중온–중압(M2)의 광역변성작용에 영향을 받았다. M1 동안 경녹니석, 홍주석, 남정석 반성변정을 함유한 점판암과 천매암은 동–서 방향의 압축작용과 함께 수반된 습곡/전단운동에 의해 심하게 변형되어 산출되며, M2와 함께 수반된 남–북 방향의 최대 압축작용 동안 석류석과 십자석이 반상변정으로 형성되었다. 이런 평안누층군의 변성작용은 약 220–270Ma 동안에 변형작용이 집중되는 지역에서 발생한 것으로 해석된다. 향후 고생대 태백산분지의 진화와 송림 조산운동의 지구조적 특성을 규명하기 위해서 평안누층군에 발달한 변성대의 광역적인 분포와 지질구조들의 특성과 형성 시기 그리고 고생대 말 태백산분지의 고지리 위치 등과 같은 연구가 수행되기를 기대한다.

주요어 태백산분지, 평안누층군, 송림 조산운동, 변성-변형작용, 쇄설성 저어콘

    KSEEG
    Jun 30, 2024 Vol.57 No.3, pp. 281~352

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    Economic and Environmental Geology

    pISSN 1225-7281
    eISSN 2288-7962
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