무주분지에 분포하는 백악기 암석에 대한 고지자기 연구

Abstract

경상분지 내에 분포하는 퇴적암의 특성잔류자화 방향과 고지자기 극의 위치는 잘 정립되어있으나, 경기육괴와 옥천대 연변부에 위치하는 백악기 소분지의 퇴적암에서는 암석의 생성 연대와는 차이가 있는 재자화 방향이 보고 되고 있으며, 후기 백악기 화산암층군과 이에 대비되는 화산암에서 서로 다른 특성잔류자화 방향이 보고됨으로써 일치된 대표값 결정에 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 경상분지와 경기육괴, 옥천대 연변부에 위치하는 백악기 소분지 암석에 대한 특성잔류자화방향을 측정하여 그 결과를 선행 연구된 다른 백악기 분지의 방향 및 극과 비교하여 정립하고, 백악기 소분지에서 빈번히 보고되고 있는 재자화 여부를 밝히기 위하여 아직 연구되지 않은 백악기 퇴적분지 중 무주분지 백악기 암석에 대한 고지자기 연구를 수행하기 위함이다. 전북 무주분지의 백악기 암석인 방이리층 19지점, 길왕리층 5지점, 적상산층 5지점, 설천응회암 5지점 등 총 34개 지점에서 301개의 시료를 채취하여 고지자기 실험을 실시하였으며 생성시기와 암질이 다른 설천응회암의 5지점을 제외한 29지점 중 20지점으로부터 추출한 특성잔류자화의 방향은 경사보정전이 D/I=17.6°/46.4° (k=7.0, α95=13.3), 경사보정 후가 D/I=26.2°/50.6° (k=7.5, α95=12.8) 이다. 경사 보정 후의 평균방향이 경사 보정 전의 평균방향보다 덜 분산되었고, 선행 연구된 소분지 중 1차 자화 방향을 나타내는 분지들과 극의 방향과 유사하므로 무주분지는 재자화되지 않은 것으로 해석하였다. 이로부터 계산한 고지자기극의 위치는 Lat./Long.=67.8°N/222.1°E (dp/dm=11.6/17.2)로서 한반도 백악기의 극의 위치와 비교하여 볼 때, 무주분지 퇴적암의 자화확득 시기는 암석의 생성 시기와 동일한 후기 백악기라고 해석할 수 있다. 등온잔류자화 (IRM) 획득실험 결과는 무주분지의 백악기 암석의 특성잔류자화 방향을 기록한 자성광물은 페리자성 광물과 반강자성 광물임을 지시하며, 이는 단계별 열소자 결과와도 잘 일치한다.; Although the directions of characteristic remanent magnetization (ChRM) and paleomagnetic pole positions of the sedimentary rocks in the Gyeongsang Basin are consistently well established, pervasive remagnetizations from the sedimentary rocks of the Cretaceous small basins located in the Gyeonggi Massif and along the boundaries of the Okcheon Belt have been reported. In addition, there is no general agreement in the ChRM directions of the late Cretaceous volcanic rocks, regardless of their localities. A paleomagnetic investigation for the Cretaceous rocks in the Muju Basin, one of the Cretaceous small basins located outside the Gyeongsang Basin, was carried out in order to elucidate the paleomagnetic characteristics of the rocks in the basin and to compare the results with those of previous studies for other small basins. Paleomagnetic experiments were carried out for a total of 301 specimens from 34 sites, 19 sites of Bangyiri Formation, 5 sites of Gilwangri Formation, 5 sites of Jugsangsan Formation, and 5 sites of Seolcheon tuff, collected in the Muju Basin. The mean direction of ChRMs determined from 20 sites out of 29 sites, excluding 5 sites of Seolcheon tuff, after bedding correction (D/I=26.2°/50.6°, k=7.5, α95=12.8°) is less dispersed than that before bedding correction (D/I=17.6°/46.4°, k=7.0 α95=13.3°). The paleomagnetic pole position of the Muju Basin calculated from the tilt-corrected mean direction is located at Lat./Long.= 67.8°N/222.1°E, dp/dm=11.6/17.2). The paleomagnetic pole position is similar to those recognized as a primary magnetization from other small Cretaceous basins, indicating that the rocks in the Muju Basin were not remagnetized. Based on the comparison of the representative pole positions of the Cretaceous Period of the Korean Peninsula, it is concluded that the magnetization of the sedimentary rocks in the Muju Basin was acquired at the time of formation in the Late Cretaceous. The results of IRM acquisition experiment indicate that ferrimagnetic and antiferromagnetic minerals are the major magnetic carriers of Cretaceous rocks in the Muju Basin, which is consistent with the results of stepwise thermal demagnetizations.