편마암
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1. 개요
편마암은 고온과 강한 압력을 받아 형성되는 변성암의 일종으로, 뚜렷한 줄무늬인 편마 구조를 특징으로 한다. 주로 석영, 장석, 운모 등의 광물로 구성되며, 화성암이나 퇴적암이 변성 작용을 받아 생성된다. 편마암은 변성 작용의 정도와 기원에 따라 다양한 종류로 분류되며, 안구상 편마암, 미그마타이트 등이 있다. 편마암은 건축 자재나 아스팔트 포장용 골재로 사용되며, 대륙 순상지나 조산대 등에서 널리 분포한다.
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| 편마암 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 종류 | 변성암 |
| 변성도 | 고등급 |
| 조직 | 엽리상 |
| 주요 구성 광물 | 석영 장석 운모 각섬석 휘석 |
| 특징 | |
| 정의 | 광물의 알갱이가 띠 모양으로 배열된 변성암 |
| 외형 | 밝고 어두운 광물 띠가 교대로 나타나는 모습 |
| 생성 과정 | 화성암, 퇴적암, 다른 변성암 등이 고온, 고압 조건에서 변성 작용을 받아 생성 |
| 어원 | |
| 어원 | 독일어 "Gneis"에서 유래 |
| 의미 | '반짝이다' 또는 '불꽃'을 의미하는 옛 고지 독일어 "gneist"에서 파생 |
| 종류 및 구분 | |
| 조성에 따른 분류 | 화강암질 편마암 섬록암질 편마암 섬장암질 편마암 사문암질 편마암 |
| 기원에 따른 분류 | 정편마암: 화성암 기원 준편마암: 퇴적암 기원 |
| 활용 | |
| 용도 | 건축 자재, 석재, 조경용 |
2. 편마 구조와 편리
편마암의 줄무늬는 높은 온도와 강한 압력을 받았을 때 만들어진다. 편마암에 나타나는 줄무늬를 '편마 구조'라 부르고, 편마암보다 약한 열과 압력을 받은 편암에 나타나는 구조는 '편리'라 부른다. 편마 구조와 편리를 묶어서 '엽리'라 부르는데, 나뭇잎이 쌓인 것처럼 보인다는 뜻에서 유래한 용어이다.[24]
편마암은 뚜렷한 조성층리(편마암상 층리)를 보이는 조립질 변성암이지만, 잘 발달된 편암상과 뚜렷한 이판상 구조는 잘 나타나지 않는다. 즉, 눈으로 볼 수 있는 광물 알갱이들이 층을 이루지만, 이 층을 따라 쉽게 쪼개지지는 않는 변성암이다.[1] 유럽에서는 운모가 적고 높은 변성 작용을 받은 조립질 변성암을 포함하는 더 넓은 의미로 사용된다.[1]
3. 편마암의 특징
영국 지질 조사소(BGS)와 국제지질과학연맹(IUGS)은 '편마암'을 중립에서 조립질의 변성암에 대한 광범위한 조직 범주로 사용한다. 이들은 편마암이 잘 발달되지 않은 편암상을 보이고, 두꺼운 조성층리를 가지며, 두꺼운 판으로 쪼개지는 경향이 있다고 정의한다.[2][3] 또한, 판상 광물이 적은 암석일수록 편마암질 조직이 생길 가능성이 높다고 보았다. 따라서 편마암질 암석은 대부분 재결정되었지만, 다량의 운모, 녹니석 또는 기타 판상 광물을 함유하지 않는다.[4]
변성 작용을 받은 화성암이나 그와 유사한 암석으로 이루어진 편마암은 화강암 편마암, 섬록암 편마암 등으로 불린다. 석류석 편마암, 흑운모 편마암, 조장석 편마암 등 특징적인 구성 광물의 이름을 따서 명명될 수도 있다. 화성암에서 유래한 편마암은 '''정규편마암''', 퇴적암에서 유래한 편마암은 '''부정편마암'''이라고 한다.[2][3]
'편마암질'이라는 용어는 편마암의 조직을 가진 암석을 설명할 때 사용되지만,[2][3] '편마암상의'라는 용어도 여전히 일반적으로 사용된다.[5] 예를 들어, 편마암질 변화화강암 또는 편마암상 변화화강암은 모두 변성 작용을 받아 편마암질 조직을 얻은 화강암을 의미한다.
3. 1. 편마암의 층리 (Gneissic banding)
편마암의 광물들은 횡단면에서 띠처럼 보이는 층상 구조를 이룬다. 이것을 편마암의 층리(gneissic banding)라고 한다.[6] 어두운 띠에는 상대적으로 많은 마그마성(mafic) 광물(마그네슘과 철을 더 많이 포함하는 광물)이 포함되어 있다. 밝은 띠에는 상대적으로 많은 장석질(felsic) 광물(알루미늄, 나트륨, 칼륨과 같은 더 가벼운 원소를 더 많이 포함하는 장석이나 석영과 같은 광물)이 포함되어 있다.
이러한 층리는 암석이 다른 방향보다 한 방향으로 더 강하게 압축될 때(비정수압 응력) 고온에서 발달한다. 판상 광물이 평행한 층으로 회전하거나 재결정화됨에 따라 층리는 최대 압축 방향(단축 방향이라고도 함)에 수직으로 발달한다.
비정수압 응력의 일반적인 원인은 원암(변성 작용을 받는 원래 암석 물질)이 극심한 전단력(카드 더미의 윗부분을 한 방향으로, 아랫부분을 다른 방향으로 미는 것과 유사한 미끄럼력)을 받는 것이다.[6] 이러한 힘은 암석을 플라스틱처럼 늘어나게 하고, 원래 물질은 시트로 퍼진다. 극분해 정리(polar decomposition theorem)에 따르면, 이러한 전단력에 의해 생성되는 변형은 암석의 회전과 한 방향의 단축 및 다른 방향의 신장과 같다.[7]
일부 층리는 극한의 온도와 압력을 받고 사암(밝은색)과 셰일(어두운색)의 교대층으로 구성된 원암으로부터 형성되며, 이는 석영질암과 운모의 띠로 변성된다.[6]
층리의 또 다른 원인은 "변성 분화"로, 이는 화학 반응을 통해 서로 다른 물질을 서로 다른 층으로 분리하는 과정이며, 아직 완전히 이해되지 않은 과정이다.[6]
3. 2. 안구상 편마암 (Augen gneiss)
'''안구상편마암'''(眼球狀片麻巖, Augen gneiss)은 화성암이 변성작용을 받아 생겼을 것으로 생각되는 거정질 편마암의 일종이다. 미사장석을 주로 하는 타원 또는 렌즈 모양의 장석 반상 광물 덩어리가 석영, 흑운모, 자철석 등으로 구성된 호(縞, band) 사이에 군데군데 박혀 있는 것이 특징이다.
영어명 Augen gneiss의 Augen은 '눈'을 뜻하는 독일어 'Augen'에서 유래했다.
3. 3. 미그마타이트 (Migmatite)
미그마타이트는 두 가지 이상의 뚜렷한 암석 유형으로 구성된 편마암으로, 그 중 하나는 일반적인 편마암(중간대, mesosome)의 모양을 하고, 다른 하나는 관입암과 같은 모양을 하고 있다. 예를 들어 페그마타이트, 아플라이트 또는 화강암(밝은색대, leucosome) 등이 있다. 이 암석에는 밝은색대(leucosome)와 상보적인 마그마암(melanosome)이 포함될 수도 있다.[8] 미그마타이트는 종종 부분적으로 용융된 암석으로 해석되는데, 밝은색대(leucosome)는 실리카가 풍부한 용융체를, 어두운색대(melanosome)는 부분 용융 후 남은 잔류 고체 암석을, 중간대(mesosome)는 아직 부분 용융을 경험하지 않은 원래 암석을 나타낸다.
4. 편마암의 분류
편마암은 광물이나 원소 조성이 아닌, 변성 작용을 받은 조건에 따라 분류된다. 변성 전 암석이 같더라도 변성 조건에 따라 편마암이나 다른 변성암이 될 수 있다. 편마암의 변성 전 암석은 한 종류가 아니며, 지구상에는 다양한 종류의 편마암이 존재한다.
주로 석영, 장석, 운모 등을 주성분으로 하는 편마암이 많다. 결정편암(편암)과 생성 과정은 같지만, 변성 조건이 비교적 저온이고 변성이 덜 진행된 것을 결정편암, 고온에서 변성이 많이 진행된 것을 편마암이라고 한다. 그러나 너무 고온이면 편암이 되기도 한다.
변성 전 암석의 구성 성분에 따라서는 저온에서도 편마암이 될 수 있다.[1]
4. 1. 변성 기원에 따른 분류
변성 작용을 받은 화성암 또는 그와 동등한 암석으로 이루어진 편마암은 화강암 편마암, 섬록암 편마암 등으로 불린다.[2][3] '''정규편마암'''은 화성암에서 유래한 편마암을 가리키고, '''부정편마암'''은 퇴적암에서 유래한 편마암을 가리킨다.[2][3]5. 편마암의 분포
편마암은 중간 각섬암에서 사장암 변성암상에 이르는 광역 변성 작용 지역의 특징이다. 다양한 종류의 암석이 편마암으로 변성될 수 있다.[10]
대륙 순상지 중 가장 오래된 지역에서 노출된 암석은 대부분 화강암-녹색암대(Granite-greenstone belts)에 속한다. 녹색암대에는 비교적 낮은 등급의 변성 작용을 거친 변성 화산암과 변성 퇴적암이 포함되어 있으며, 고등급 편마암 지형으로 둘러싸여 있다. 이러한 지형들이 고생대 크라톤의 노출된 암석 대부분을 차지한다.[10]
편마암 돔은 조산대(산맥 형성 지역)에서 흔히 볼 수 있다.[11] 이는 더 젊은 화강암과 혼성암이 관입하고 퇴적암으로 덮인 편마암 돔으로 구성된다.[12] 일부 편마암 돔은 실제로는 변성핵복합체(지각의 깊은 곳이 지표면으로 올라와 지각의 신장 과정에서 노출된 지역)의 핵심일 수 있다.[13]
6. 어원
"나이스"라는 단어는 적어도 1757년부터 영어에서 사용되어 왔다.[20] 이 단어는 독일어 Gneis|그나이스de (이전에는 Gneiss|그나이스de로도 표기됨)에서 차용되었는데, 이는 아마도 중세 고지 독일어 명사 gneist|그나이스트gmh "불꽃"에서 유래한 것으로 보인다 (암석이 반짝이기 때문에 그렇게 불렸다).[21]
7. 활용
편마암은 건축 자재로 사용되는데, 포코이드 편마암이 그 예이다. 리우데자네이루에서 광범위하게 사용된다.[22] 편마암은 아스팔트 포장용 골재(construction aggregate)로도 사용되어 왔다.[23]
참조
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[2]
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Utilization of gneiss coarse aggregate and steel slag fine aggregate in asphalt mixture
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지구를 소개합니다
2017
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