환경지질연구정보센터

일본 혼슈 중부의 히다대(Hida Belt)는 다양한 양상의 선캠브리아기(?)-중생대의 변성암과 화성암으로 구성되어 있다. 이 대는 오래전부터 북중국 지괴의 남쪽 연변부에 형성된 선캠브리아기 강괴의 한 부분으로 고려되어 왔다(Kobayashi, 1941)(그림 1).

그림 1. 대륙 연변부의 한 조각으로서의 일본 히다대의 위치 (KY:경기육괴, YM: 영남육괴).

근년의 연구에서는 이 히다대가 고생대 말에 북중국 지괴의 동단부에 충돌한 한 미세지괴로 고려되고 있다(특히, Mizutan and Hattori, 1983; Ernst et al., 1988; Maruyama et al., 1989). 구조적인 연구에 의하면 강괴의 연변부에서 히다대는 페름기-쥬라기의 부가복합체(변성되지 않았거나 약하게 변성된 퇴적암과 사문암으로 구성)로 드러스트에 의해 남쪽으로 이동하여, 대규모의 나쁘(nappe)를 형성하고 있다(Komatsu and Suwa, 1986; Komatsu et al., 1993; Sohma et al., 1990). 250-220 Ma의 시기를 보이는 중압형 변성작용으로 미루어 북중국과 남중국 사이의 충돌의 결과로 해석되고 있다(Sohma et al., 1990; Sohma and Kunugiza, 1993).

그러나 CHIME 등의 연대에 의하면 히다대의 변성된 기반암 원암의 생성시기는 고생대이고, 선캠브리아기로 알려졌던 시기는 유래지가 불확실한 선캠브리아기 암편의 시기에 해당한다(특히, Suzuki and Adachi, 1991, 1994). 최근의 히다편마암에 대한 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대는 시생대를 보인다(Sano et al., 2000). 그러나 화성활동의 시기와 성격은 아직 미해결된 분야이다.

히다 연변부대 외곽의 미노-탐바대(Mini-Tamba Belt)는 쥬라기의 부가복합체이다(Isozaki, 1997b) (그림 2). 히다대는 두 개의 지구조 단위로 구분된다. 히다 편마암 지역과 우나주키대(Unazuki Belt)이다. 히다 편마암 지역은 주로 준편마암(paragneiss)과 정편마암, 그리고 각섬암과 결정질 석회암으로 구성되며, 근원암은 대륙붕과 대륙대지(platform) 지역에서 형성되었다(Sohma et al., 1990). 우나주키대는 퇴적기원 및 화산기원의 편암과 결정질 석회암으로 구성되며, 근원암의 시대는 석회암 내의 화석에 의하면 우리나라의 평안계에 해당하는 석탄기 말에서 페름기 초로 알려져 있다(Hiroi, 1978). 이 암석은 트라이아스기 중기-말기에 중압형의 광역변성작용을 받았다(Hiroi, 1983). 우나주키대 변성암의 근원암은 히다편마암을 기반암으로 하여 퇴적되었다(Hiroi, 1978; Sohma and Kunugiza, 1993).

그림 2. 히다대의 지질과 지구조구의 구분

히다 변성암 지역은 두 번의 광역변성작용을 받았다. 첫 변성작용은 백립암상으로 약 350 Ma(석탄기 초)에 일어났다. 두 번째 변성작용은 중압형의 각섬암상이며, 240-220 Ma(트라이아스기 중기)에 일어났다. 두 번째는 우나주키대에서도 일어났다.

히다 편마암 지역에서는 세 번의 화성활동이 확인된다. 첫 번째 화성활동은 염기성 마그마의 분출이며, 후기에 각섬암으로 변성되었다. 야외에서 각섬암은 준편마암과 정편마암 그리고 결정질 석회암과 교호하고 있다. 그러므로 각섬암의 근원암은 아마도 쇄설암의 퇴적작용 동안 현무암질 화산암으로 정치한 것으로 여겨진다. 이 화산활동은 Sm-Nd 전암연대와 광물연대에 의하면 약 415 Ma(실루리아기 말)에 일어났다(Asano et al., 1990). 두 번째 화성활동은 반려암질-섬록암질 맥암을 형성한 염기성 마그마의 관입으로 Rb-Sr 연대에 의하면 340-320 Ma(석탄기 초)에 일어났다(Arakawa, 1984; JMIT, 1978). 이 암체는 중생대 초의 광역변성작용을 받았다. 세 번째 화성활동은 230-180 Ma(페름기 초-쥬라기 초)에 걸친 칼크-알칼리 심성암의 광범위한 관입이다. 이 시기의 심성암체는 반려암(섬록암)에서 화강암 사이에서 두 타입으로 구분되며, 화강섬록암과 토날라이트형과 화강암형으로 나뉘어진다.

※ 이 내용은 Arakawa et al.(2000, Tectonophysics, 328, 183-204)의 논문에서 발췌한 것이다.