섬록암
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1. 개요
섬록암은 주로 사장석, 흑운모, 각섬석, 휘석 등으로 구성된 심성 화성암의 일종이다. 화학 조성은 반려암과 화강암의 중간이며, 석영 함량에 따라 석영섬록암 등으로 분류된다. 구상 섬록암은 동심원상 또는 방사상 구조를 나타내는 희귀한 종류이다. 섬록암은 섭입대 위 현무암의 부분 용융으로 생성되며, 화산호와 조산대에서 발견된다. 고대 이집트 문명부터 현대까지 조각, 건축 자재, 건설 골재 등 다양한 용도로 사용되었다.
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섬록암 | |
---|---|
개요 | |
![]() | |
분류 | 화성암 |
조직 | 현정질 조직 |
색상 | 흑색, 백색, 회색 |
구성 광물 | 사장석 각섬석 흑운모 휘석 올리고클레이스 섬장암 |
화학 성분 | 52-66% 이산화 규소 (SiO2) |
산출 환경 | 섭입대와 관련된 화산 및 관입 환경 |
상세 정보 | |
정의 | 중간적인 조성의 심성암 현무암과 화강암의 중간 조성 |
어원 | 그리스어 "diorizein" (구분하다) |
특징 | 반상 조직을 가질 수 있음 석기 시대에 도구로 사용 장식용 석재로 사용 |
주요 산출 지역 | 스코틀랜드 잉글랜드 독일 루마니아 미국 (메인주, 매사추세츠주, 버지니아주) |
용도 | 건축 자재 도로 건설 조경 모아이 석상 제작 (일부) |
종류 | |
석영 섬록암 | 석영 함량이 높은 섬록암 |
몬조니암 섬록암 | 정장석 함량이 높은 섬록암 |
2. 명칭
각섬석을 비롯한 다른 유색 광물이 상대적으로 적게 포함된 섬록암의 종류를 류코다이오라이트(leucodiorite)라고 한다. 감람석과 고철질 오자이트(augite: Ca를 포함하는 휘석의 일종)가 있으면 페로다이오라이트(ferrodiorite)라고 하고 반려암과의 경계에 위치한다. 석영이 5% 이상 포함된 섬록암은 석영섬록암, 20% 이상 포함되었을 경우 토날라이트(tonalite)라고 한다. 정장석이 10% 이상 포함되어 있는 섬록암은 몬조다이오라이트(monzodiorite) 또는 화강섬록암(granodiorite)이라고 한다. 섬록암은 중간 크기의 알갱이 크기를 보이고, 반정질인 경우가 많다.
섬록암은 중간 크기의 알갱이를 가지며, 반정질(일부 결정이 크고 나머지는 작은 형태)인 경우가 많다. 지질학자들은 조립질 화성암을 분류할 때 광물 함량을 기준으로 엄격한 정량적 정의를 사용한다. 주로 규산염 광물로 구성되고, 광물 함량의 최소 10%가 석영, 장석, 장석류 광물로 구성된 화성암의 경우, QAPF 다이어그램을 사용하여 분류한다. 석영(Q), 알칼리 장석(A), 사장석(P), 장석류(F)의 상대적인 양을 기준으로 다이어그램에 암석의 위치를 표시한다.[3][4][5]
섬록암의 희귀종 중 하나는 동심구상의 껍질들로 이루어진 구형섬록암이다. 이러한 이산화규소 구의 기원은 가열된 마그마의 갑작스러운 냉각으로 설명될 수 있다. 특징적인 것은 방사상의 결정 성장이다. 결정 성장 속도와 용액 안에서 물질의 확산을 통해 구형섬록암에서 볼 수 있는 구각으로 나뉜 구조를 설명할 수 있다.
3. 성분 및 특징
암석은 석영이 QAPF 함량의 20% 미만, 장석류가 QAPF 함량의 10% 미만, 사장석이 전체 장석 함량의 65% 이상을 차지하는 경우 '''섬록암류''' 또는 반려암류로 분류된다. 섬록암류는 총 사장석의 애노타이트(칼슘 사장석) 비율이 50% 미만이라는 점에서 반려암류와 구별된다.
현장 조사에서 사장석의 조성을 쉽게 결정하기 어렵기 때문에, 섬록암류와 반려암류는 고철질 광물의 함량을 기준으로 예비적으로 구분한다. 섬록암류는 일반적으로 각섬석을 포함하는 35% 미만의 고철질 광물을 가지는 반면, 반려암류는 주로 휘석 또는 감람석을 포함하는 35% 이상의 고철질 광물을 갖는다. "섬록암"이라는 이름(고대 그리스어: διορίζειν|italic=nogrc, "구분하다")은 섬록암의 특징적이고 쉽게 식별 가능한 큰 각섬석 결정을 바탕으로 르네 쥐스트 아위가 처음 암석에 붙였다.[6][2]
섬록암류는 몬조섬록암, 석영 섬록암, 네펠린 함유 섬록암 등 섬록암과 유사한 암석 유형의 집합이다. 섬록암 자체는 석영이 QAPF 함량의 5% 미만, 장석류가 없고, 사장석이 장석 함량의 90% 이상을 차지하는 섬록암류로 더 좁게 정의된다.[3][4]
각섬석 및 기타 어두운 광물이 부족한 변종은 "백색 섬록암"이라고 한다.[4][7] 철과 티타늄이 풍부한 섬록암류는 "철섬록암"이라고 하며, 하부 해양 지각에서 흔히 발견된다.[8]
조립질(현정질) 섬록암류는 세립질(비현정질) 안산암을 형성하기 위해 빠르게 굳는 용암과 동일한 조성을 가진 마그마가 천천히 결정화되어 생성된다.[3][4] 섬록암 또는 안산암과 유사한 조성이지만 중간 질감을 가진 암석은 "미세 섬록암"이라고도 한다.[9] 섬록암은 때때로 반상 조직을 보인다.[10]
3. 1. 화학 조성
섬록암의 화학 조성은 중간 조성으로, 고철질 반려암과 산성 화강암 사이이다.[1][2] 사장석 종의 조성을 기준으로 반려암과 구분되는데, 섬록암의 사장석은 나트륨 함량이 더 높고 칼슘 함량이 더 낮다.[3][4][5]
섬록암은 소량의 석영, 미사장석, 감람석을 포함할 수 있다. 지르콘, 인회석, 티탄석, 자철석, 일메나이트, 황화물은 부성분 광물로 나타난다.[3][4]
3. 2. 광물 조성
섬록암은 주로 사장석 장석(보통 중성 장석), 흑운모, 각섬석, 때로는 휘석으로 구성된 심성암이다.[1][2] 섬록암의 화학 조성은 중간 조성으로, 고철질 반려암과 산성 화강암 사이이다.[1][2] 사장석 종류의 조성을 기준으로 반려암과 구분된다. 섬록암의 사장석은 나트륨 함량이 더 높고 칼슘 함량이 더 낮다.[3][4][5]
섬록암은 소량의 석영, 미사장석, 감람석을 포함할 수 있다. 지르콘, 인회석, 티탄석, 자철석, 일메나이트, 황화물은 부성분 광물로 나타난다.[3][4][5]
각섬석을 비롯한 다른 유색 광물이 상대적으로 적게 포함된 섬록암의 종류를 류코다이오라이트(leucodiorite)라고 한다. 감람석과 고철질 오자이트(augite: Ca를 포함하는 휘석의 일종)가 있으면 페로다이오라이트(ferrodiorite)라고 하고 반려암과의 경계에 위치한다. 석영이 5% 이상 포함된 섬록암은 석영섬록암, 20% 이상 포함되었을 경우 토날라이트(tonalite)라고 한다. 정장석이 10% 이상 포함되어 있는 섬록암은 몬조다이오라이트(monzodiorite) 또는 화강섬록암(granodiorite)이라고 한다.
대부분의 섬록암은 석영을 포함하며, 석영을 포함하지 않는 순수한 섬록암은 거의 산출되지 않는다. 석영을 포함하는 것은 '''석영 섬록암'''(quartz diorite)이라고 부르며 엄밀히 구분한다.
3. 3. 구상 섬록암
섬록암의 희귀종 중 하나는 동심원상의 껍질들로 이루어진 구상 섬록암이다. 이산화 규소 구의 기원은 가열된 마그마가 갑작스럽게 냉각되면서 방사상의 결정 성장이 일어난 것으로 설명할 수 있다. 결정 성장 속도와 용액 안에서 물질의 확산을 통해 구상 섬록암에서 볼 수 있는 구각으로 나뉜 구조를 설명할 수 있다.[1][2]
사장석을 주성분으로 하는 무색 광물 부분과, 각섬석이나 흑운모 등으로 이루어진 유색 광물이 교대로 결정화되어 동심원상 또는 방사상 구조를 나타내는 것을 '''구상 섬록암'''(球狀閃綠岩, ball diorite)이라고 부른다.
3. 3. 1. 일본의 구상 섬록암
일본에서 구상 섬록암의 산출은 드물다.[35] 미야기현 시로이시에서 산출된 것은 국면석(菊面石)이라고도 불리며, 1923년(다이쇼 12년) 3월 7일에 일본의 천연기념물로 지정되었다.[36] 에도 시대의 기석 수집가이자 본초학자인 키우치 석정이 기록한 "운근지"에는 "난다몬다"라는 이름으로 기재되어 있다.[37]
4. 산출
섬록암은 화강암 또는 반려암 관입체와 함께 산출될 수 있으며, 경계에서는 서로 섞이기도 한다. 염기성 마그마가 섭입대 위에서 부분 용융하면서 생성된다. 일반적으로 호상열도나 코디예라(cordillera :대륙의 연변부에서 섭입이 일어나면서 생기는 긴 산맥으로 대표적인 예로 안데스 산맥이 있다)에서 발견된다. 수만 제곱킬로미터 넓이의 거대한 저반 형태로 산출된다. 굳은 후 섬록암이 될 마그마가 지표에서 암석화되면 안산암이 된다.
섬록암은 섭입대 위에 있는 현무암의 부분 용융으로 생성된다. 화산호와 조산대와 같은 곳에서 발견되며, 특히 안데스 산맥에서 많이 발견된다. 그러나 섬록암의 화산암에 해당하는 안산암은 이러한 환경에서 흔하지만, 섬록암은 주로 화강섬록암이나 화강암으로 이루어진 심성암의 구성 성분 중에서는 미미한 부분을 차지한다. 거대한 칼데라 아래에 관입된 일부 스톡을 구성하기도 한다.
4. 1. 전 세계 산출지
섬록암은 상대적으로 희귀한 암석이다. 섬록암이 발견되는 곳은 다음과 같다.지역 | 설명 |
---|---|
이탈리아 손드리오 | |
독일 튀링겐, 작센[15] | |
핀란드[16] | |
루마니아[17] | |
스웨덴 중부[18] | |
스코틀랜드 | |
안데스 산맥[21] | |
미국 미네소타 주와 대분지 지역 | |
영국 레스터셔[13], 애버딘셔[14] | |
캐나다 브리티시컬럼비아 주 빅토리아 주변 밴쿠버 섬 남부[19] | |
뉴질랜드 다란 산맥[20] | |
남아프리카 공화국 콘코디아[22] | |
미국 유타 주 헨리 산맥, 아바호 산맥, 라 살 산맥 | 각섬석 섬록암, 라콜리스 형태로 관입[23] |
코르시카 섬에서 발견되는 구상 화강암의 한 종류는 과거에 ''코르사이트''라고 불렸다. 마크필드 근처 노두를 프레데릭 헨리 해치가 1909년에 미세 섬록암의 오래된 이름으로 ''마크필다이트''라고 명명했다. 에스테렐라이트는 오귀스트 미셸레비가 프랑스의 에스테렐 산괴에 있는 노두에 붙인 미세 섬록암의 지역 이름이다.[24]
5. 이용
섬록암은 단단한 암석으로, 고대부터 현대까지 다양한 용도로 사용되었다. 섬록암의 인간 사용은 적어도 중석기 시대까지 거슬러 올라가는데, 당시에는 통로 무덤에서 사용되었다. 저지 섬의 르 돌멘 뒤 몽 유베(Le Dolmen du Mont Ubé)에서 사용되었는데, 색상이 대조되는 돌을 사용한 것은 섬록암을 외관 때문에 의도적으로 선택했음을 시사한다.[25] 중세 이슬람 건축가들은 크림 반도에 있는 분수를 건설하는 데 사용했다.[31] 이후 시대에 섬록암은 일반적으로 자갈로 사용되었으며, 오늘날 영국과 건지 섬에서 많은 섬록암 자갈 거리를 찾을 수 있다.[32] 건지 섬의 섬록암은 세인트 폴 대성당의 계단에 사용되었다.[33]
5. 1. 고대 문명
섬록암은 매우 단단한 암석이라서 조각하기 쉽지 않다. 고대 이집트 문명에서는 섬록암으로 된 작은 공들을 화강암 작업에 사용하였다. 섬록암은 종종 비석에 사용되었는데, 이들 중 유명한 것은 함무라비 법전으로 높이 2m의 검은 섬록암 기둥에 새겨져 있다.[25] 중동의 고대 문명에서는 섬록암의 사용이 예술에 매우 중요했기 때문에 아카드 왕국의 사르곤 왕은 군사 작전의 목표에 섬록암 획득을 명시하기도 했다. 로마 제국에서도 섬록암은 널리 이용되었다. 이집트의 와디 움 후세인 채석장에서 산출된 섬록암으로 만든 기둥들은 로마의 포로 율리우스, 판테온, 트라얀템플, 트라얀포룸, 팔라틴, 비너스 신전, 빌라 하드리아나 등에서 볼 수 있다. 잉카와 마야 문명도 섬록암을 사용하였으나 주로 요새의 벽과 무기로 사용하였다. 중세 이슬람 건물에도 인기리에 사용되었다. 이후 시기에도 섬록암 예술품이 나오기는 하나, 뛰어난 내구성 때문에 시간에 따라 점차 포장돌로 흔하게 사용되었다.[32]최초의 위대한 메소포타미아 제국인 아카드 제국의 사르곤은 아카드 제국이 섬록암의 공급원을 장악한 후 조각에 섬록암을 사용하기 시작했다. 섬록암은 통상적인 자세나 기도하는 모습으로 통치자나 고위 관리를 묘사하는 데 사용되었으며, 조각품은 장례 의식을 받도록 설계되었을 수도 있다.[26] 섬록암은 또한 청동기 시대 장인들이 돌 항아리를 만드는 데 사용되었으며, 이들은 섬록암 및 기타 돌을 연마하는 상당한 기술을 개발했다.[27] 이집트인들은 기원전 4000년까지 섬록암 및 기타 단단한 돌을 성형하는 데 능숙해졌다.[28] 기원전 1700년경의 루브르 박물관에 있는 커다란 섬록암 석비에는 함무라비 법전이 새겨져 있다.[29]
섬록암은 잉카[30] 문명에서 구조석으로 사용되었다.
5. 2. 근현대
섬록암은 매우 단단한 암석이라 조각하기 쉽지 않지만, 뛰어난 내구성 때문에 포장돌로 흔하게 사용되었다. 어두운 색 섬록암은 20세기 중반에 묘비석으로 많이 이용되었다. 연마하기 어렵다는 단점이 있으나, 기계로 가공되어 기둥, 정원용 수조, 물병 등으로 만들어지기도 했다. 구형섬록암은 기념품으로 이용된다.[25]섬록암은 화강암과 물리적 특성이 유사하지만 건축에 흔하게 사용되지는 않는다. 섬록암은 종종 "흑색 화강암"으로 상업적으로 판매된다.[34] 현대에는 건설 골재, 연석, 치수석, 자갈 및 전면석 등으로 사용된다.
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