화산쇄설암
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1. 개요
화산쇄설암은 화산 폭발 시 분출되는 고체 입자인 화산쇄설물이 굳어져 형성된 암석을 의미한다. 화산쇄설물은 입자 크기에 따라 화산암괴, 화산력, 화산재 등으로 분류되며, 냉각된 마그마에서 유래한 신성 화산쇄설물과 주변 암석 파편인 우발적 화산쇄설물이 섞여 있다. 화산쇄설물은 폭발적인 압력 해소, 전단, 열적 파쇄 등 화산 폭발에 의해 생성되며, 대기 분출 기둥에서 침강하여 화산쇄설강하층을 형성하거나 화산쇄설류에서 퇴적되어 화산쇄설류 퇴적물을 형성한다. 플리니식 분출에서는 부석과 화산재가, 하와이식 분출에서는 용암 방울이 화산쇄설물로 생성될 수 있다.
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| 화산쇄설암 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 정의 | 화산 활동으로 인해 생성된 파편성 물질로 이루어진 암석 |
| 구성 성분 | |
| 주요 구성 | 화산 유리, 결정질 광물, 암편 |
| 기원 | 화산 폭발 또는 화산 쇄설류 |
| 분류 | |
| 입자 크기에 따른 분류 | 화산재 화산력 화산탄 |
| 퇴적 기작에 따른 분류 | 화산쇄설류 퇴적암 화산쇄설 낙하 퇴적암 재가 섞인 퇴적암 |
| 관련 용어 | |
| 관련 용어 | 화산암 응회암 화산쇄설성 퇴적물 |
| 추가 정보 | |
| 생성 과정 | 마그마의 급격한 감압 및 폭발적인 분출 기존 암석의 파쇄 |
| 퇴적 환경 | 화산 근처 화산 지형 육상 및 수중 환경 |
| 관련 학문 분야 | 화산학, 퇴적학 |
2. 분류
화산쇄설물은 다양한 기준으로 분류될 수 있지만, 가장 일반적인 것은 크기에 따른 분류이다. 화산쇄설물은 그 외에도 구성 물질, 운반 및 퇴적 방식에 따라서도 분류할 수 있다.
화산쇄설물은 폭발적인 압력 해소, 전단, 열적 파쇄(decrepitation), 또는 화산도관, 화산 제트, 또는 화산쇄설류에서의 마모와 침식 등의 화산 폭발에 의해 생성(파쇄)되었기 때문에 화산쇄설물로 간주된다.[4]
킬라우에아와 같은 하와이식 분출은 가스에 현탁된 뜨거운 마그마 방울과 응고체의 상향 제트를 생성하는데, 이를 용암 분천[10] 또는 '화염 분천'[11]이라고 한다. 착지할 때 충분히 뜨겁고 액체 상태라면, 뜨거운 마그마 방울과 응고체는 '스패터'( '응집체')를 형성하거나 완전히 합쳐져서 클라스트 생성 용암류를 형성할 수 있다.[10][11]
2. 1. 크기에 따른 분류
화산쇄설물은 입자 크기에 따라 다음과 같이 분류된다.| 입자 크기 (mm) | 화산쇄설물 | 화산쇄설암 |
|---|---|---|
| 64 이상 | 화산암괴 | 화산각력암 (volcanic breccia영어) 응회각력암 (tuff breccia영어) |
| 64 - 2 | 화산력 | 라필리석 (lapillistone영어) 화산력응회암 (lapilli tuff영어) |
| 2 이하 | 화산재 | 응회암 |
- 화산암괴(Volcanic block): 64mm 이상 크기의 각진 암석 조각이다.
- 화산력(Lapilli): 2mm에서 64mm 사이의 크기를 가진 화산쇄설물이다.
- 화산재(Volcanic ash): 2mm 이하 크기의 화산쇄설물이다. 조립 화산재는 2mm에서 0.063mm 사이의 크기를 가진다.[4]
2. 2. 구성 물질에 따른 분류
화산쇄설물은 냉각된 마그마에서 유래한 신성 화산쇄설물과, 주변암(주변암) 파편인 우발적 화산쇄설물이 섞여 있다.[4] 크기에 따라 화산재(volcanic ash), 라필리(lapilli), 또는 화산암괴(volcanic block)(만약 고온의 용융 상태였음을 보여주는 증거가 있다면 화산탄(volcanic bomb)으로 분류)로 분류된다.[4]| 쇄설물 크기 | 화산쇄설물 | 주로 다져지지 않은 경우(테프라) | 주로 다져진 경우: 화산쇄설암 |
|---|---|---|---|
| > 64 mm | 암괴(각진) 탄(유동형인 경우) | 암괴; 응회암 | 화산쇄설암; 응회암 |
| < 64 mm | 라필리 | 라필리 | 라필리스톤 (라필리가 응회암 기질 내에 지지되는 경우 라필리-응회암) |
| < 2 mm | 조립 화산재 | 조립 화산재 | 조립 응회암 |
| < 0.063 mm | 세립 화산재 | 세립 화산재 | 세립 응회암 |
2. 3. 운반 및 퇴적 방식에 따른 분류
화산쇄설물은 크게 두 가지 방식으로 운반되고 퇴적된다.- 화산쇄설강하: 대기 분출 기둥에서 화산쇄설물이 침강하여 지형을 덮는 층을 형성한다. 플리니식 분출에서처럼, 부석(pumice)과 화산재(ash)가 화산도관에서 파쇄되어 고온의 가스와 섞여 초음속 제트를 형성한다. 이것이 차가운 대기와 섞여 가열되면 강력한 부력을 가진 분출 기둥이 형성되어 성층권까지 상승하고, 항공 위험을 초래한다.[4] 대기 분출 기둥에서 떨어진 입자는 지면에 층을 이루며 쌓여 강하 퇴적물을 형성한다.
- 화산쇄설류 (PDC): 화산쇄설물과 가스의 고온 혼합물이 대기보다 밀도가 높아 지형 위로 퍼져나간다. 이는 화산에서 가장 큰 위험 중 하나이며, '완전히 희석된' (하부 수준까지 희석된 난류 화산재 구름) 또는 '과립 유체 기반'(하부 수준이 상호 작용하는 화산쇄설물과 부분적으로 가두어진 가스의 집중된 분산으로 구성됨)일 수 있다.[6] 화산쇄설류는 이동하면서 지면에 입자를 퇴적하고 차가운 대기를 끌어들여 가열하고 열적으로 팽창한다. 밀도류가 충분히 희석되어 떠오르면, '피닉스 플룸'(또는 '공동 PDC 플룸')으로 대기로 상승한다. 이러한 피닉스 플룸은 일반적으로 응집된 미세 화산재의 작은 알갱이를 포함할 수 있는 얇은 화산재 강하층을 퇴적한다.[9]
3. 분출 유형에 따른 화산쇄설물
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3. 1. 플리니식 분출
플리니식 분출은 급격한 압력 해소와 미세 기포의 성장에 의해 구동되는 빠른 전단으로 인해 거품이 많은 규장질(silicic) 마그마가 화산도관에서 파쇄되면서 부석(pumice)과 화산재(ash)가 형성되는 분출이다.[4] 화산쇄설물은 고온의 가스와 함께 섞여 초음속 제트를 형성하여 화산에서 분출되고, 차가운 대기를 섞어 가열하여 강력한 부력을 가진 분출 기둥을 형성하여 성층권으로 수 킬로미터 상승하고 항공 위험을 초래한다. 대기 분출 기둥에서 입자가 떨어져 지면에 층으로 쌓이는데, 이를 강하 퇴적물이라고 한다.3. 2. 하와이식 분출
킬라우에아와 같은 하와이식 분출은 가스에 현탁된 뜨거운 마그마 방울과 굳은 파편들의 상향 제트를 만들어 낸다. 이를 용암 분천[10] 또는 '화염 분천'[11]이라고 한다. 이들이 땅에 떨어질 때 충분히 뜨겁고 액체 상태라면, 뜨거운 마그마 방울과 굳은 파편들은 '스패터'( '응집체')를 형성하거나 완전히 합쳐져서 클라스트 생성 용암류를 형성할 수 있다.[10][11]참조
[1]
논문
Proposed classification of volcaniclastic sediments and rocks
1961
[2]
서적
Pyroclastic rocks
Springer-Verlag
[3]
서적
Volcanism
Springer
2003
[4]
서적
Volcanic Ash
University of California Press
[5]
서적
Principles of igneous and metamorphic petrology
Cambridge University Press
2009
[6]
논문
Inside pyroclastic density currents – uncovering the enigmatic flow structure and transport behaviour in large-scale experiments
2017-01
[7]
논문
Chapter 2 Sedimentology, Depositional Mechanisms and Pulsating Behaviour of Pyroclastic Density Currents
2008
[8]
논문
Contribution of Fine Ash to the Atmosphere From Plumes Associated With Pyroclastic Density Currents
http://nora.nerc.ac.[...]
2016
[9]
논문
Diversity of soluble salt concentrations on volcanic ash aggregates from a variety of eruption types and deposits
http://dro.dur.ac.uk[...]
2019-07
[10]
서적
Volcanoes in the sea : the geology of Hawaii
University of Hawaii Press
1983
[11]
서적
A dictionary of geology and earth sciences
Oxford University Press
2013
[12]
서적
学術用語集 地学編
日本学術振興会
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