환경지질연구정보센터

침식작용(erosion), 운반작용(transportation) 및 퇴적분지에서의 침전(settling)에 이르는 전체의 작용

물리적 퇴적작용: 퇴적입자를 운반하는 유수 또는 해수의 속도가 감소됨으로써 운반되던 퇴적입자가 침적되는 과정

화학적 퇴적작용: 해수에 유입되는 막대한 양의 하천 풍화용해물질이 해수 자체의 성분평형 유지과정을 통하여 해수로부터 화학적으로 침전(precipitation)되는 과정

퇴적작용에 의하여 침적된 퇴적물은 상당한 시간의 경과에 따라 물리적 변화와 화학적 변화를 받고 고화(lithification)되어 암석으로 되며, 이 때에 퇴적물의 성분과 조직(texture)에 변화가 수반된다. 이러한 변화를 속성작용(diagenesis)이라 한다.

쇄설성 퇴적암

대부분의 퇴적암은 기존 암석의 쇄설물이 교결작용에 의하여 형성된 쇄설성 퇴적암이다. 이들 암석의 조각, 즉 쇄설물은 화강암, 셰일등의 암편, 풍화나 침식에 의하여 암석으로부터 떨어져 나온 모래 크기의 석영, 장석의 결정등으로 구분해 낼 수 있다. 화학적 풍화에 의하여 형성된 점토광물 역시 기존의 암석으로부터 기원하는 쇄설물고 간주된다. 대부분의 경우에 있어서 퇴적물은 퇴적되기 전에 침식되어 이동된 것이다. 이동하는 동안에 이들 쇄설입자들은 마모되고 분급작용을 받게 된다. 퇴적암은 입자의 크기에 따라 역암, 사암, 실트암 및 셰일로 구분된다.

셰일

셰일은 점토와 미사 크기의 입자로 구성된 암석으로서 전 퇴적암의 55%를 차지하는 가장 흔한 암석이다. 셰일은 극히 세립질 물질로 되어 있어 육안으로 입자를 구별할 수 없으나 층리가 발달되어 보통 성층면을 따라 잘 조개지는 성질이 있다. 이러한 쪼개짐은 셰일의 미세층리를 따라서 나타나낟. 대부분의 셰일은 실트와 점토를 함유하고 있으며 너무 세립질이어서 암석표면이 매우 부드러운 것으로 느껴진다. 굳어서 셰일이 되는 실트나 점토 퇴적물은 호수의 바닥위에, 삼각주의 말단부에, 홍수시에 강을 넘어 범람원에 쌓인다. 만일 셰일이 압력을 받아 성층면과 평행하지 않은 방향으로 얇게 쪼개지는 성질을 가지게 되면 이를 슬레이트라고 하며 약한 변성을 받은 변성암으로 취급된다.

화산쇄설암

화산분출 때에 분출된 입자들에는 직경이 64mm이상인 화산탄과 화산암괴 4-32m인 화산력, 4mm이하인 화산회가 있다. 이들 입자들로 만들어진 화성쇄설물은 다음과 같은 것이 있다. 화산회를 주성분으로 하는 화성쇄설암을 응회암, 화산탄, 화산암괴를 주로하는 화성쇄설암을 집괴암이라 한다.

화학적 퇴적암은 용액으로부터 광물질이 침전하여 형성된 암석이다. 이러한 무기적 침전의 쉬운 예로서 바닷물이 증발할 때에 형성되는 암염, 방해석, 석고등을 들 수 있다. 암석속의 공간에서 용액으로부터 결정화되는 광물 또는 동굴속의 종유석과 같은 것들도 화학적인 침전에 의해 생성된다. 화학적 침전은 유기체에 의해서도 야기될 수 있는데, 산호나 해조류의 생화학적 작용에 의해 형성되는 석회암을 들 수 있다. 이와 같은 경우는 유기적 석회암이라고 부르기도 한다.

석고(CaSO4 2H2O)

석고는 물에 녹기 어려운 물질이므로 그 용액은 가장 먼저 침전을 일으킨다. 석고는 SO4기를 가지고 있어서 비료의 원료로 사용된다. 석고는 암염과 같이 물이 증발하고 남은 경우에 종종 형성되며 따라서 암염과 석고를 증발암이라고 부르기도 한다.

쳐어트

규질의 화학적 침전물로서 치밀하고 굳은 암석이다. SiO2 의 함량은 95%에 달한다. 쳐어트는 심해저에 규질물질이 침전되거나 석회암에 들어있는 규질물질이 한곳에 집중하여 형성된다.

유기적 퇴적암은 유기체의 잔재물이 집적되어 형성된 암석을 말한다. 석탄은 식물조각이 쌓인 후 압력을 받아 형성된 유기적 암석이라 할 수 있다. 해저면에서 조개껍질이 집적되어 형성된 석회암도 역시 유기적 암석이다. 그밖의 유기적 퇴적암으로는 쳐트, 규조토가 있다.

석회암

석회암에는 화학적 침전에 의해 생성된 것과 유기적 성인을 가지는 것이 있다. 유기적 석회암은 유기 탄산염 물질 말하자면 산호나 해조류의 생화학적 작용에 의해 생성된다.

쳐어트

방산충과 같은 생물의 규질 유해가 쳐어트를 형성하기도 한다. 석회암과 같이 화학적, 유기적 특성을 가진다.

규조토

해중에 사는 아주 작은 생물인 규조의 유해사 무수히 쌍여서 만들어진 백색의 지층이다. 화학성분은 SiO2 이다. 다공질이며 좋은 단열재로 사용된다.

석탄

셀롤로스와 리그닌을 주성분으로 한 수목이 두껍게 쌓여서 만들어진 층이 그 위의 압력으로 탄화되어 생성된 것이 석탄이다. 탄화정도에 따라 토탄, 갈탄, 역청탄, 무연탄이 있다.

지구 내부의 특정한 장소에 집적된 높은 열과 압력은 지각 심부와 맨틀의 물질을 용융시켜 마그마를 생성하는 데 큰 역할을 한다. 이 마그마가 지각의 보다 높은 곳으로 관입하거나 지표로 분출하여 굳어져서, 마침내 여러 종류의 조직이 상이한 화성암이 된다.
마그마에 의한 화성활동에 의해 생성된 암석으로 산출 상태와 조직 화학 조성(광물) 등에 따라 화성암을 구분한다.

- 조직에 따른 분류 (깊이에 따른 분류)

분출(화산)암: 마그마가 급히 냉각, 유리질 또는 세립질

반심성암: 마그마가 비교적 서서히 냉각, 반상 조직

심성암: 마그마가 아주 서서히 냉각, 입상, 등립 조직

- 조성(성분)에 따라(SiO2 함량에 따라)

유색: 색흑운모, 각섬석, 휘석, 감람석 - 고온 광물, Ca, Mg, Fe 풍부 질

무색: 사장석, 정장석, 석영 - 저온 광물, Na, K, Si 풍부

유색: 염기성← 52% ― 중성 ― 66% → 산성 : 무색

SiO2 함량 (%)		이하 52% ~ 66% 이상
성분		Ca, Mg, Fe  /  K, Na, Si
온도		고온  /  저온
색		짙은색  /  밝은색
광물		감람석, 회석, 각섬석, 사장석, 운모, 정장석
산출상태	조직	염기성	중성	산성
화산암 반심성암 심성암	세립   조립	현무암 휘록암 반려암	안산암 섬록반암 섬록암	유문암 화강반암 화강암

편광현미경에 의해 관찰된 화성암

지표로 통하는 화산분출물 통로-화도(火道)
화도의 상단-화구(火口)

화구에서 분출되는 물질은 수증기, 화산가스, 용암, 화산쇄설물 등이다. 이와 같은 물질은 화도 밑에 저장되어 있는 마그마에서 비롯하며 마그마는 용융상태의 비휘발성 물질과 휘발성 물질로 구성되어 있다. 마그마는 깊은 지하에서 고압력하에 놓여있기 때문에 휘발성의 가스성분은 용융상태의 비휘발성 물질 속에 완전히 용해되어 있다가 마그마가 화도를 통하여 화구에 접근하면, 압력이 낮아지므로 마그마 중의 가스성분은 따로 분리되어 기체로 변하며, 이 때문에 마그마의 성분이 처음과는 달라진다.

화산가스	화산 가스의 95% 이상은 수증기이다. 수증기 이외의 가스로는 이산화탄소, 질소, 아황산가스와 수소, 일산화탄소, 황, 염소 등이 포함되어 있다.
용 암	지표로 분출한 마그마가 아직 녹은 상태에 있는 것은 용암이라 부른다. 용암은 SiO2의 함유량에 따라 산성(66% 이상), 중성(66∼52%), 염기성(52∼45%), 초염기성(45% 이하)으로 구분된다. 현무암은 염기성암, 안산암과 조면암은 중성암, 유문암은 산성암에 속한다. 용암은 대체로 산성일수록 온도가 낮고 유동성이 작으며, 염기성일수록 온도가 높고 유동성이 크다.
화산쇄설물	폭발에 의해 지표에 방출, 집적된 파편상의 고결물을 총칭한다. 용암이 분출할 때는 압력의 급격한 감소로 인하여 부피가 갑자기 늘어나면서 가스가 빠져나가 경석이라 불리우는 다공질 쇄설물이 맣이 생긴다. 경석은 가벼워서 물에 뜨므로 부석이라고도 불리우며, 안산암질 내지 유문암질 용암에서 비롯하는 것이 많다.

현재 화산 분화를 계속하는 화산은 활화산(活火山, active volcano), 휴식중에 있는 화산은 휴화산(休火山, dormant volcano), 화산 활동이 완전히 끝나서 해체되고 있는 화산은 사화산(死火山, extinct volcano)이라고 한다.

아이슬란드식 분화 Icelandic eruption

용암이 주로 지각에 생긴 선상의 균열, 즉 열하를 따라서 분출되는 것을 아이슬란드식 분화(Icelandic eruption) 또는 열하분화(fissure eruption) 라고 한다. 대량의 현무암질 용암을 조용히 일출식으로 분출하는 것이 특색이며, 용암은 거의 물처럼 흐르면서 넓게 퍼진다.

불칸식 분화 Vulcanian eruption

분화간의 시간적 간격이 길어서 고결된 용암으로 막힌 화국가 화산 가스의 압력으로 다시 뚫릴 때, 화산쇄설물 등이 강렬한 폭발에 의하여 방출되는 형식의 것을 불칸식 분화라고 한다

화산의 형태와 구조에 영향을 미치는 인자로서는 분출물의 특성, 즉 용암의 유동성, 점성, 화산쇄설물과 용암의 비율 등이 중요하다.

마르 (Marr)

주로 화산 가스의 폭발분화에 의하여 형성되는 것으로서 화산이라기보다는 화구에 가까운 지형이다.

측화산 (adventive cone)과 복합화산 (compound volcano)

측화산이란 거대한 성층화산이나 순상화산의 산록에 형성된 작은 화산을 가리킨다. 기생화산 (parasitic cone)이라고도 불린다. 복합화산은 두 개 이상의 화산체가 겹쳐서 이루어진 화산을 가리킨다. 거대한 화구 안에 中央火口丘 (central cone)가 형성된 화산, 분화의 위치가 이동함으로써 몇 개의 화산체가 결합하여 이루어진 화산이 이에 속한다.

변성 작용

암석이 고체 상태에서 온도와 압력으로 인해 새로운 조성과 조직으로 변하는 작용을 변성작용이라 한다.

접촉 변성 작용

주로 열에 의해 접촉부에서 형성 (수 백 ｍ - 2 ㎞) ⇒ 광물의 크기 증가, 치밀 견고해 짐(호온펠스 조직)
셰일 → 호온펠스, 석회암 → 대리암, 사암 → 규암

광역 변성 작용 (동력 변성)

열과 압력에 의해 주로 조산대에서 발생
지역에 따라 미친 온도와 압력이 다르기 때문에 변성도가 다르게 된다.
압력의 영향으로 평행구조인 편리가 나타난다.
온도와 압력이 증가함에 따라 점판암(슬레이트)→천매암→편암→편마암으로 변한다.