유진동
[중국지질대학(우한)]
1999년 신중국 건국 50주년을 기념할 때 저자는 한때 중국 변성암석학의 지난 50년간의 발전을 검토하는 기사를 썼습니다[1]. 21세기에 들어서면서 전통지질학은 '지구계과학'을 핵심 내용으로 하는 현대지질학으로 변모하고 있다. 전 세계 지질통합 상황에서 중국 지질조사국은 본토에서 새로운 1:250,000 지역 지질조사를 시작했을 뿐만 아니라 칭하이-티베트, 신장 및 중국에서 1:250,000 지역 지질조사를 활발하게 실시했습니다. 서부 지역의 다른 지역에서는 지질 조사를 통해 서부의 티베트 남부, 곤륜, 천산 등 일부 중요한 변성 지역에 대한 상세한 지도 작성을 수행하고 많은 귀중한 직접 정보를 획득하여 연구의 기초를 마련했습니다. 우리 나라의 변성암석학과 변성지질학에 대한 견고한 기초입니다.[3] 이 글은 암석학 학문 발전의 관점에서 변성암석학의 성과와 전망을 살펴보고자 한다.
1. 극한 조건에서의 변성
변성암석학 자체의 발전이라는 관점에서 볼 때, 지난 10년간 극한 조건에서의 변성 작용에 대한 연구가 점차 연구자들의 주목을 받아왔다. 소위 "극한 조건"은 변성 온도, 압력 등 외부 요인이 기존 변성과 다른 범위(예: t=250~800℃, p=1~2.5 GPa)를 의미합니다. 초고압 변성, 초고온 변성, 극저급 변성, 충격 변성 등 극한 조건에서의 변성은 모두 최근 몇 년 동안 중국에서 상당한 발전을 이루었습니다.
1. 초고압 변성작용
변성 지질학에서 사람들은 변성작용의 유형을 분류하기 위해 지열 구배를 사용하는 데 익숙합니다. 지열경사도가 매우 낮고(10℃/km 이하) 변성압이 2.5GPa 이상이므로 일반 변성암에서는 나타나지 않는 코에사이트, 다이아몬드 등 고압광물이 석류석에 나타날 수 있다. 지르콘 및 기타 광물.
1980년대 이후 다비에산맥-술루 지역에서 발견된 초고압 변성작용은 극한 상황에서의 일종의 변성작용이다. 이곳은 에클로자이트와 그로부터 파생된 편마암에 있는 초고압 상징 광물인 다이아몬드와 조암의 미세한 함유물이 흔히 발견되는 것이 특징입니다. 이곳은 세계에서 가장 크고 최고의 초고압 노출 지역이 되었습니다. 영역은 국내외 학자들의 관심을 끌었습니다. 지난 10년 동안의 연구에 따르면 이러한 유형의 암석은 서쪽의 Tianshan 산맥에서 시작하여 동쪽의 Altyn Tagh-Qilian 및 East Qinling-Dabie Mountains-Sulu까지 확장되어 "중앙 구조"를 형성하는 지역적으로 분포되어 있음이 입증되었습니다. 벨트'는 중국 전역에 걸쳐 있다. 초고압 변성암의 존재는 대륙 지각 물질이 얼마나 깊게 맨틀 속으로 침강될 수 있는지를 보여줍니다. 이러한 특이한 조산대의 심층 구조를 조사하기 위해 중국 지질과학원 지질학 연구소는 국토자원부의 지원을 받아 중국 본토에서 최초로 과학적인 시추를 실시했습니다(Keduan No. 1음) 2001년부터 장쑤성 동중국해에서. 4년 만에 최종 구멍 깊이가 5000m가 넘었다. 지구물리학 및 기타 분야에 대한 전체 코어 시추 및 학제간 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었습니다. 압력 변성작용, 변성암의 형성 및 발굴 중 초고압 지각 역학 및 지각-맨틀 상호 작용 탐사, 지각 및 맨틀 유체 순환 과정 및 광물화 연구, 지각 역학 및 진화 연구를 위한 장기 관측 실험실 설립 깊은 대륙 지각의 [4].
지금까지 발견된 다양한 초고압 변성 지역에 대한 심층적인 연구는 점점 더 활발해지고 있으며, 침강에 대한 새로운 결과도 끊임없이 나오고 있습니다. 암석권 판의 연구는 실험적 암석학 및 기타 수단을 통해 지각-맨틀 상호 작용 및 유체 순환과 같은 주요 과학적 문제에 대한 심층 연구가 수행되고 있습니다.
2. 초고온 변성
과립암상 변성작용에 속하지만 변성온도가 800°C 이상이라는 점에서 일반 과립암과 다르다.
사피린, 오스밀라이트 등 고온 광물이 발생하는 것이 특징이다. 현재 남극, 인도 및 기타 지역에서 발견되었으며 중국에서는 흑룡강성 마산그룹에서만 가짜 사파이어가 보고되었습니다. 최근 몇 년 동안 북경대학교는 일본 고시대학교 산토시(Santosh) 대학과 협력하여 내몽고의 쿤자 암석지대를 재연구했습니다. 변성 광물 조합, 유체 함유 특성, 모나자이트 및 지르콘 동위원소 연대기 등을 통해 과립이 결정되었습니다. 처음에는 암석 조합에서 다음과 같은 초고온 광물 조합이 발견되었습니다:
유사사파이어 석영, 저-Zn/Fe3 스피넬 석영 및 고온 매질; -줄무늬 장석. 허위 프로파일에 대한 최신 연구를 기반으로 한 기존 광물 열기압계와 상평형 시뮬레이션을 사용하여 이 영역의 변성 온도는 1000°C에 도달할 수 있고 변성 압력은 약 1.0GPa인 것으로 나타났습니다. 최고 변성작용은 거의 등압에 가까운 냉각 과정을 거쳐 다시 돌아와서 거의 등온에 가까운 감압 경로를 형성합니다. 미세한 구조, 광물 반응 및 상평형 시뮬레이션은 암석이 시계 반대 방향의 pT 궤적을 겪는다는 것을 나타냅니다.
초고온 변성 광물에는 조성이 CO2인 고대 유체가 포함되어 있는데, 이는 암석에서 무수 광물 조합이 광범위하게 발생하는 것과 일치합니다. 모나자이트와 지르콘 단일 광물 시료의 화학 및 동위원소 연대측정에 따르면 초고온 현상의 연대는 192만년으로 고생대의 고온 변성작용에 속하는 것으로 나타났다. 동쪽에서는 초고온 변성 사건의 연대가 195만년에서 192만년으로 바뀌었고, 분명히 더 새로운 추세가 있다. 이를 토대로 저자는 고생대 때 중국 북지괴가 컬럼비아 초대륙에 융착하면서 내몽골 봉합대에서 초고온 변성 사건이 일어났고, 남쪽의 오르도스 대륙괴와 2000년의 인산 대륙괴가 융착하면서 일어난 것으로 추측하고 있다. 북측에서는 폐쇄로 인한 경사충돌과 가위형 충돌이 발생하였다[5].
내몽고에서 초고온 변성대가 확인된 것은 우리나라 변성지질학의 중요한 진전이다.
3. 매우 낮은 등급 변성작용(Very Low Grade Metamorphism)
매우 낮은 등급 변성작용은 속성 발생과 낮은 등급 변성 사이의 변성 온도 조건을 갖는 변성작용을 말합니다. 제올라이트, 점토광물, 녹니석 등의 저온 변성광물과 이들의 광물 조합을 이용하면 매우 낮은 등급의 변성작용의 동형선을 그려 그 열구조를 밝힐 수 있으며 이는 열구조의 전망 예측에 일정한 역할을 할 수 있다. 탄화수소 자원은 일반적으로 다음과 같이 믿어지고 있습니다. 지온이 변성 수준에 도달하면 탄화수소 자원에 대한 전망이 크게 감소합니다.
변성등급이 매우 낮은 지역에서는 변성온도가 낮고 광물의 결정립 크기가 매우 미세하기 때문에 일반 암석현미경으로는 식별이 어렵다. 일라이트 결정성은 매우 낮은 변성 등급의 암석 지역에서 암석의 변성 정도를 정량적으로 분류하는 중요한 방법이며, X선 회절 분석은 일라이트 결정성을 측정하는 데 가장 효과적인 방법입니다. 1962년 이후 Weaver 지수, Weber 지수, Kubler 지수와 같은 다양한 일라이트 결정화도 지수가 서양 문헌에 등장했습니다. 북경대학교의 왕허진(Wang Hejin)은 X선 이론의 관점에서 이들 지수 간의 관계를 규명하여 일라이트 결정화도 측정 방법과 정확도를 향상시켰습니다.
우리나라의 극저품위 변성작용에 대한 연구는 미약하다. 1990년대 후반 Suo Shutian 등은 저온 금광상을 연구하기 위해 극저품위 변성작용 방법을 사용했다. 광시(廣西)성 유장(佐江)에 있다. 21세기에 들어서면서 우리나라의 초저급 변성연구는 점차 석유 및 가스 지질학 연구와 결합되어 상당한 진전을 이루었습니다. Bi Xianmei 등은 매우 낮은 등급의 변성작용과 광물화 사이의 관계를 논의했습니다[7]. Wang Hejin과 Zhu Mingxin은 층상 규산염의 구조적 변화와 일라이트 및 녹니석 결정화도, 일라이트 다형 및 결정화 축 b0와 같은 변성 온도 및 압력 조건 사이의 관계를 연구했습니다. 값 및 변형 특성 등을 바탕으로 후난 지역에 널리 분포되어 있는 반시층(Banxi Group)과 사천 북서부의 고생대 상부 셰일 및 트라이아스기 플라이쉬의 매우 낮은 등급의 변성작용을 분석하고 연구했습니다[8, 9]. 그 중 후난성 동부와 후난성 서부 등 4개 프로파일의 수직면은 프로파일에 따라 변화하는 동시에 국제 표준과 비교할 수 있는 일라이트 결정도 등의 데이터를 사용하여 지역 저온을 결정합니다. 신원생대 중기부터 고생대 후기까지는 변성기온이 250~400℃이나 연대에 따라 변성압력이 달라진다.
이 모든 것은 양쯔강 플랫폼의 고대 암석에 대한 지질학적 공동체의 이해를 심화시켰습니다.
4. 충격 변성
운석은 지구나 다른 천체와 충돌하여 분화구를 만들고, 주변 암석은 매우 높은 변형률(106~109S-1)을 겪게 되는데, 이 변성작용이 발생합니다. 순간적인 고온(1000~10000℃) 및 동적 고압(10~100GPa)에서 충격 변성작용이 발생합니다. 창어 1호 등이 보내온 데이터를 해석한 사진을 보면 달 표면이 크고 작은 분화구로 덮여 있음을 알 수 있다. 대기권 표면의 두께는 약 1000km이므로 운석은 대기권에 진입한 후 강한 마찰로 인해 지구에 충돌합니다. 따라서 지구상에는 상대적으로 적은 수의 분화구가 남아 있습니다. 통계에 따르면, 세계에는 알려진 분화구가 160개가 넘습니다. 많은 대형 크레이터에는 캐나다의 Sudbury와 같이 세계적으로 유명한 금속 매장지가 있으며, 대부분의 작은 크레이터는 독일 남부의 Ries 및 미국 애리조나의 Meteor Crater와 같은 관광 명소로 개발되었습니다 [10].
표면 퇴적물이 덮여 있기 때문에 분화구를 결정하려면 많은 연구가 필요합니다. 현재 우리나라에서 확인된 충돌 분화구로는 1997년에 공개적으로 보고된 하이난의 바이샤[11], 1970년대에 발견되어 한때 회전 구조로 간주되었던 랴오닝의 슈옌 충돌 분화구가 있습니다. 40년간의 반복적인 연구 끝에 광저우 지구화학 연구소는 최근 요녕성 야금 지질학 회사와 협력하여 307m 깊이까지 과학적인 시추를 수행했으며 107~149m 깊이에서 일련의 충격파에 의해 생성되는 충격 효과를 발견했습니다. 석영 충격 평면 리프 텍스처, 용융 유리 및 충격 유리를 포함하는 다상 각력암 등을 통해 충격 구조의 특성을 확인할 수 있습니다. 이 결과는 2009년에 공개적으로 발표되었으며[12], 이는 우리나라가 악화에 미치는 영향에 있어 중요한 진전입니다.
2. 변성암석학 교육
변성암석학의 모든 분야가 큰 발전을 이룬 것처럼 우리나라의 변성암석학 교육도 큰 발전을 이루었습니다. 이는 다음과 같이 반영됩니다. ① 많은 중국 학자들의 연구 결과가 외국의 주요 변성암석학 교과서에 채택되었습니다. 성공을 거두었습니다.
1. 많은 국내 학자들의 변성암석학 연구 성과가 외국 교과서에 편입
오랫동안 외국 학자들은 우리나라 국내 연구 현황에 대해 거의 이해하지 못했는데, 해외에서 출판된 변성암석학 연구 결과는 "과학 연구" 교과서에 인용된 결과는 일반적으로 외국 학자들의 결과입니다. 최근 몇 년 동안 개혁개방의 속도가 빨라지면서 중국과 서방 간의 학술 교류가 빈번해지고 있습니다. 이제 해외에서 출간되는 교과서에도 중국 학자들의 업적이 점차 나타나고 있다.
2011년 Springer-Verlag에서 출판된 Kurt Bucher와 Rodney Grapes가 공동 집필한 『Petro-genesis of Metamorphic Rocks』(8thed.)를 예로 들 수 있는데, 이는 국내 학자 12명의 연구 결과를 인용한 것이다.
1) 2004년부터 2007년까지 고급 변성암의 지질 열기압계에 관한 우춘밍 교수의 논문 중 4편이 책 4장 '변성 등급'에 인용되었습니다.
2) Zhang Lifei 교수(2003)는 백운암 반응 깊이 150km까지 침강되는 서부 천산산맥의 초고압 변성암 계열에서 극도로 낮은 지열 경사도의 조합에 대한 보고서를 발표했습니다. 변성암에 속하는 마그네사이트 아라고나이트를 형성합니다. 이 글은 여러 번 인용되었으며, 책의 3장 "변성과정"은 독자들이 읽을 수 있도록 지정 참고문헌으로 기재되어 있습니다.
3) 9장 '변성 기본 암석'에서도 초고압 변성작용에 관한 중국 학자들의 논문 7편이 인용됩니다. 여기에 모두 나열하지는 않겠습니다.
2. '변성암석학' 영어교육
중국에서 '변성암석학' 교육은 줄곧 '석산학'의 일부로 진행되어 왔으며, 강의시간은 코스는 40시간 동안 진행되며, 2001년 이후에는 "석산학"이 220시간에서 150시간으로 단축되었고 그에 따라 변성암도 감소했습니다. 우리나라의 고등교육과 국제표준의 통합을 가속화하고 전문인재의 국제훈련을 가속화하기 위해 중국지질대학(우한) 지구과학학원은 "변성암 암석학"에 대한 이중 언어 교육 개혁을 실시했습니다. 지난 10년 동안 Mulberry에서는 강롱 교수 등의 노력으로 영국의 암석학자 Roger Mason이 많은 어려움을 극복하고 영어로 "변성암 암석학"을 가르치는 데 전폭적인 역할을 맡게 되었습니다. 교육부의 과학교육 평가에서 충분히 인정받은 좋은 결과를 얻었습니다[13].
로저 메이슨 교수는 우리나라의 전형적인 변성암 기원을 소개한 것 외에도 영국 스코틀랜드의 배로우 벨트, 노르웨이의 술리첼마 변성대, 스키도 화강암의 접촉 변성작용에 대해서도 자세히 소개했다. 영국의 접촉 영역은 학생들의 시야를 크게 넓히고 변성 지질학의 작업 방법에 대한 심층적인 이해를 제공했습니다. Sang Longkang과 Roger Mason이 공동 편집한 "변성 지질학"도 2007년에 중국 지질대학교의 "11차 5개년 계획" 기획 교과서로 출판되었으며, 2009년에는 호북성 교육 공로상에서 2등상을 받았습니다. 14].
'변성 지질학'의 출현과 '변성 암석학'의 이중 언어 교육 결과는 향후 '변성 암석학' 교육의 질을 향상시키는 데 좋은 기반을 마련했습니다.
지난 10년간 변성암석학 연구의 진행 상황을 살펴보면, ① 사회·경제 발전의 주요 문제 해결과 더불어 실제 생산 현장의 문제점을 발견하고 해결하는 것이 원동력임을 알 수 있다. 변성암석학의 발전 ; ② 주제개발의 경계에 세심한 주의를 기울이고, 뜨거운 이슈를 포착하고, 연구 노력에 투자하는 것은 주제의 이론적 수준을 향상시키는 유일한 방법이다. ③ 국제 학술 교류를 강화하고 연구 지평을 넓힌다. 규율 수준을 보장하고 국제 경쟁력을 강화하는 데 필요한 수단입니다.
현재 우리나라의 지질연구는 대지질국에서 변성암석학, 변성지질학에 대한 연구를 강화하는 것이 내 발전의 열쇠 중 하나이다. 나라의 지질학.
참고자료
[1] You Zhendong. 지난 50년간의 중국 변성암석학 참조: 중국의 지질학 50년. : 중국 지구과학 대학 출판부, 1999, 144~152
[2] You Zhendong. 지질 통합 - 지역 지질 연구의 새로운 시대 참조: 제20회 지질 학술회의 논문 편집. 중국지질학회 역사위원회, 2008년, 70~72
[3] 1:250,000 지역 지질 조사 결과 보고회의 개막식에서 연설하는 Qinghai-Tibet 고원 및 "11차 5개년 계획" 작업 핵심 세미나. Geology Bulletin, 2006, (2)
[4] Zhiqin Xu, Jingsui Yang의 Dabie-Sulu Ultrhigh 심공 시추. 압력 변성 벨트, 중국 EOS, 거래, AGU 22th Feb.2005, 86(8) ：77~78
[5]Santosh M.Liu S J.Tsuogae Tet al.고원생대 초고온 변성 과립암 중국 북부 지층: 극단적인 지각 변성작용에 대한 지각 모델의 의미. 선캄브리아기 연구, 2011
[6] Suo Shutian, Bi Xianmei, Zhou Hanwen: Youjiang 중생대 구조 벨트를 취함. 예. 베이징: Geology Press, 1999
[7] Bi Xianmei, Mo Xuanxue. Diagenesis-very low grade 변성작용 및 관련 광물, 2004, 11(4)
[8]Wang H, Rahn M, Tao X F et al. 중국 쓰촨성 북서부의 트라이아스기 플라이쉬의 생성 및 변성. 2008, 82: 17~926
9] Zhu Mingxin, Wang Hejin. Changsha-Liling-Liuyang 지역의 Banxi 그룹 매우 낮은 등급의 변성작용, Acta Petrologica Sinica, 2001, 17(2)
[10] You Zhendong, Liu Rong. 운석 충돌 구조론의 연구 현황 및 전망. Acta Geomechanica Sinica, 2008, 14(1) ): 22~36
[11] Hainan Baisha Meteorite Crater, Hainan Publishing House. 1997
[12] Chen Ming, Xiao Wansheng, Xie Xiande. 구덩이의 Xiuyan 운석 확인, 2009, 54: 2777~2780
[13] Yang Kunguang, Gong Yiming, Sang Longkang 외. 중국 지질과대학 지질학 전공의 주요 커리큘럼 구축 및 인재 양성: China Geology University Press, 2012
[14] Roger Mason, Sang Longkang. 변성 지질학(영어판). 무한: 중국 지구과학 대학 출판부, 2007