환경지질연구정보센터

아시아의 형성은 복합적인 부착응결과 충돌의 결과이다. 중앙아시아 조산대는 시베리아와 몽골리아가 남, 북 중국과 합쳐지게 된 영역에 해당한다. 중앙아시아 조산대의 동쪽 연장부인 만주지역은 봉합대의 위치와 봉합시기가 잘 알려지지 않았다. 만주 남부에는 두 개의 봉합대가 확인되었다(그림 1).

그림 1. 북한과 만주, 몽골 일대의 지구조도.
시대가 다른 두 개의 대륙충돌에 의한 봉합대를 보이고 있다(Faure et al., 2005).

길림(吉林, 지린, Jirin-몽골어로 지린오라 ‘강변’이라는 뜻에서 유래) 지방에는 대략 남-북 방향을 보이는 네 개의 지구조대가 확인된다(그림 1과 2). 서쪽에서 동쪽으로 가면서, 1) 고생대 초의 퇴적암과 석탄기-페름기의 탄산염암을 보이는 수동적(비활동적) 대륙연변부, 2) 오피올라이트(사문암화된 감람암, 반려암)와 변성암(각섬암, 운모편암), 3) 역질 이암과 저탁류(turbidite) 기질에 올리스토리스(olistholith-해저사태퇴적암)를 포함하는 다양한 암상(석회암, 안산암, 현무암, 사문암 등)을 보이는 기질 내 암괴(black-in-matrix)층, 4) 석영안산암-토날라이트(tonalite) 심성암체를 보이는 화성호로 구성된다.

그림 2. 만주 길림시 남부 일대의 지질도와
고생대 말-중생대 초 대륙충돌의 봉합대(suture zone)(Faure et al., 2005).

석회암에서 발견된 유공충(foraminifera)에 기초하면 혼돈된 층의 시대는 페름기로 고려되고 있다. 그러나 이 석회암이 올리스토리스이므로 기질의 실제 시대는 아직 미지수이다. 하지만 트라이아스기말 보다 더 젊을 수는 없음이 이들 혼란된 층위를 부정합으로 덮고 있는 천수성 역암과 사암 내에 발견된 조개와 식물화석으로 결정되었다. 그러므로 페름기 말-트라이아스기 초의 시대를 제시한다.

이들 층군은 서쪽으로 이동한 드러스트 복합체와 서쪽에서 동쪽으로 가면서 변성정도가 증가함을 보인다(그림 3). 서쪽으로 석탄기-페름기 암석이 km 규모로 수직하는 습곡면을 보이며 습곡 되어져 있다. 노두와 수시료 규모의 관찰에서도 쇄성의 역단층 또는 안행상 인장열극이 광범위하게 발달하고 있다. 쇄성의 미세전단구조들에 의하면 상부가 서쪽으로 이동한 양상을 보인다. 변성암에서는 동-서 방향의 광물 및 신장선구조가 잘 발달하고 있다. 또한 동-서 방향의 신장은 m 규모의 대리석의 부딘 구조로도 나타나고 있다. 선구조를 따라서 상부가 서쪽으로 향하거나 또는 북서 방향으로 전단이 발달하고 있다. 오피올라이트 나쁘의 기저면(바닥면)에서는 반려암과 휘록암(diabase)으로부터 유래된 각섬암에 광물선구조를 보이는 수평의 압쇄엽리가 발달하고 있다. 운동학적인 증거로 보아 오피올라이트 나쁘는 동쪽에서 서쪽으로 이동하였다(그림 3). 또한 서쪽으로 향하는 전단운동은 혼란된 층에서도 관찰된다. 예로 몇몇 암괴의 경계부에는 엽리와 선구조가 발달하고 있으며, 또는 점판암(slate)화 된 이암 기질에서는 역이 전단되었고 부딘화 되어져 있다. 이와는 달리 호 영역(arc domain)에서는 변성암이 남-북 방향의 선구조를 보이는데, 관입암체가 변형되지 않았으므로 드러스트 운동과는 무관한 것으로 보인다.

그림 3. 만주 길림시 남부 일대의 단면도와
페름기-트라이아스기 초의 대륙충돌 봉합대(suture zone)(Faure et al., 2005).

새로이 알려진 대리석과 각섬암의 흑운모, 백운모 그리고 각섬석에 대한 39Ar/40Ar 자료에서 약 220 Ma의 트라이아스기(2억-2억5천년 전, 250-200 Ma) 시대가 나왔다. 이 절대연령은 층서연대에 부합하며 페름기 말-트라이아스기 초의 지구조 운동을 지지한다. 지동력학적인 모델은 화성호와 부가 복합체를 형성한, 동쪽으로 향한 섭입에 뒤이어 북중국지괴의 서부 영역과 동부지괴 사이의 충돌이 일어났음을 보인다.

요녕(遼寧, 랴오닝, Liaoning) 지방의 철령(鐵嶺, 톄링, Tieling)시 근처에서는 해양 퇴적물(쳐트, 규질 셰일, 이암(pelite), 드물게 석회암), 염기성의 화산성 퇴적암(역질암(agglomerate), 현무암질 각력암), 그리고 반려암들이 발달하여 오피올라이트 층군을 보이고 있다(그림 1과 4). 이 층군의 남쪽에는 칼크알칼리의 석영안산암질 심성암이 발달하여 화성호임을 제시하고 있다. 요녕 북부에서 원생대 대륙 기반암위에 오피올라이트 나쁘가 올라타는 동안 상부가 북으로 이동한 변성과 동시기의 연성 변형이 발달하였다. 절대 연령에 대한 자료는 없지만, 층서 증거와 석탄기의 관련 심성암으로 보아 고생대 초 충돌의 존재를 제시한다.

그림 4. 만주 심양시 북동부 철령(톄링) 일대의 지질도와
고생대 초 대륙충돌의 봉합대(suture zone)를 보이는 단면도(Faure et al., 2005).

이들 두 봉합대는 내몽고에서 기재된 구조대(특히 Sengor and Natal\'in, 1996; Xiao et al., 2003; 그림 2)와 대비된다. 따라서 지린홋(Xilinhot) 지괴의 열곡에 의한 분리와 후속된 봉합, 그리고 최종적으로 북중국지괴와의 충돌이 일어났음을 제시한다(그림 5).

그림 5. 만주 일대의 고생대 초 섭입과 트라이아스기 초 까지 계속된 대륙 충돌 과정을 보이는 모식도.
석탄기 초 까지는 남쪽으로 섭입하던 양상이 석탄기 이후에는
북쪽으로 섭입의 방향이 바뀜이 특징적이다(Faure et al., 2005).

참고문헌

- Faure, M., Lin, W., Nomade, S. and Shang, Q., 2005. Paleozoic amalgamation of Asia: NE China sutures and their place within the Manchurides. In: E.V. Sklyarov (Editor), Structural and tectonic correlation across the Central asia orogenic collage: north-eastern segment. Guidebook and abstract volume of the Siberian Workshop IGCP-480. IEC SB RAS, Irkutsk, pp. 198-201.
- Li, Z. X., Powell, C. McA., 2001, An outline of the palaeogeographic evolution of the Australasian region since the beginning of the Neoproterozoic. Earth-Science Reviews, 53, 237-277.