Eocene (50-48 Ma) zircon ages recorded in a Bukpyeong Basin conglomerate and its surrounding igneous rocks: A plate tectonic perspective

조문섭; 이유영; 김정민; 정원석; 홍태경

doi:10.14770/jgsk.2026.013

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조문섭 (서울대학교) 이유영 (한국기초과학지원연구원) 김정민 (한국기초과학지원연구원) 정원석 (충북대학교) 홍태경 (연세대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제62권 제2호

발행연도: 2026.6

수록면: 287 - 303 (17page)

DOI: 10.14770/jgsk.2026.013

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우리는 북평분지의 역암과 주변암들로부터 저어콘 U-Pb연대를 측정하여 분지 확장에 관한 자료를 제공하고, 더 나아가 한반도의 신생대 화성-지구조 발달사를 동아시아 판구조 운동에 비추어 검토하였다. 한 개 역암 시료의 기질부와 석영반암질 역에서 각각 추출한 저어콘의 206Pb/238U 가중평균연대는 49.1 ± 0.7 Ma (n=10)과 48.7 ± 0.6 Ma (n=14)이다. 또한, 분지 서쪽 인근에 산출하는 규장질 응회암(48.2 ± 0.5 Ma; n=19)과 삼화화강암(48.6 ± 0.5 Ma; n=10) 역시 오차 범위 내에서 동일한 저어콘 연대를 보인다. 전자는 오십천단층의 바로 서쪽에 산출하며, 북평분지 퇴적체의 주요 근원암으로 추정된다. 또한, 오십천단층의 운동 시기는 응회암을 절단하며 발달하므로 약 48 Ma 이후이다. 이들 에오세 연대는 양산단층 부근에서 보고된 화강암체와 암맥군(+화산암류)의 약 58-47 Ma 연대와 일치하며, 북평분지와 포항분지가 서로 유사한 지구조 환경에서 형성되었음을 시사한다. 한반도 내 광역적인 에오세 화성 활동은 일본과 극동 러시아에서 보고된 약 60-46 Ma 기간의 화성 활동 갭(magmatic gap)과 대조적이며, 이러한 차이는 약 50 ± 10 Ma 경 일본 해구에 거의 평행하게 섭입한 이자나기-태평양판 해령(Izanagi-Pacific ridge)의 영향일 것으로 추정된다. 하지만, 이들 판과 해구 사이의 기하 및 운동학적 관계는 물론이고, 해령 섭입에 따른 슬랩-창(slab window)의 발달 시기 역시 정확히 알기 어렵다. 그럼에도 불구하고, 우리나라의 에오세 화성 활동이 한반도뿐만 아니라 동아시아의 지구조 발달사를 연구하는 데 중요한 열쇠를 쥐고 있음은 분명하다.

We measured the U-Pb ages of zircons from a conglomerate and the surrounding rocks of the Bukpyeong Basin to provide geochronological data on basin development, and further examined the Cenozoic tectono-magmatism in the Korean Peninsula in the context of East Asian plate tectonics. The weighted mean 206Pb/238U ages of zircons extracted from the matrix and quartz porphyritic cobble of a conglomerate are 49.1 ± 0.7 Ma (n=10) and 48.7 ± 0.6 Ma (n=14), respectively. Furthermore, a felsic tuff (48.2 ± 0.5 Ma; n=19) and a Samhwa granite (48.6 ± 0.5 Ma; n=10), both of which occur near the basin, also yielded zircon 206Pb/238U ages that are identical within the error range. The former, which occurs immediately to the west of the Osipcheon Fault, is presumably the major provenance of sediments in the Bukpyeong Basin. In addition, the timing of fault movement must be posterior to ca. 48 Ma, because the fault transects the tuff. The Eocene ages documented in this study are consistent with ca. 58-47 Ma ages reported from granitic bodies and dykes (+volcanic rocks) near the Yangsan Fault, suggesting that the Bukpyeong and Pohang (+ its equivalent) basins formed under similar tectonic environments. The widespread Eocene magmatic activity in the eastern Korean Peninsula contrasts markedly with ca. 60-46 Ma magmatic gap reported in Japan and the Russian Far East. This apparent discrepancy potentially reflects the diachronous timing of subduction, at around 50 ± 10 Ma, for the Izanagi-Pacific ridge which is positioned subparallel to the Japanese trench. However, the precise timing for the development of slab window (s) associated with ridge subduction remains uncertain, as does the kinematics and geometric relationship between the two plates and the trench. Nevertheless, it is evident that Eocene magmatic activity in Korea holds a key to understanding the tectonic evolution not only of the Korean Peninsula but also of East Asia.

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