섬장암
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1. 개요
섬장암은 알칼리 성분의 장석을 특징으로 하며, 사장석, 각섬석, 휘석, 흑운모 등을 포함하는 화성암의 일종이다. 주로 두꺼운 대륙 지각 지역이나 섭입대에서 알칼리 화성 활동으로 생성되며, 화강암질 또는 화성 원암의 부분 용융 과정을 거쳐 형성된다. 섬장암은 세계 여러 지역에서 발견되며, 러시아, 북아메리카, 유럽, 아프리카, 호주 등에서 산출된다. 또한, 석영이 고갈된 에피섬장암은 변성암에 독특한 색상을 부여하며, 희토류 원소, 우라늄 등 유용한 자원을 포함하기도 한다.
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| 섬장암 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 화성암 |
| 조직 | 현정질 |
| 화학 조성 | 석영이 부족한 사장석 및 칼륨 장석 |
| 화산암 상당 | 트래카이트 |
| 구성 광물 | |
| 주성분 | 사장석 칼륨 장석 |
| 부성분 | 석영 (소량) |
| 특징 | |
| 설명 | 섬장암은 석영의 함량이 적은 사장석과 칼륨 장석으로 구성된 심성암이다. |
2. 조성
섬장암은 일반적으로 두꺼운 대륙 지각 지역이나 코디예라 섭입대(대산맥 섭입대)에서 알칼리 화성활동으로부터 만들어진다. 섬장암은 화강암질 혹은 화성 원암(源岩)이 낮은 정도의 부분 용융으로 용융되어 만들어지는데, 이는 포타슘이 불호정성원소이며 용융체에 초기에 들어가는 경향이 있기 때문이다. 부분 용융이 좀 더 진행되면 칼슘과 소듐 역시 용융체에 들어가 사장석을 형성하며, 이런 용융체에서는 화강암, 아다멜라이트 혹은 토날라이트가 형성된다. 매우 낮은 정도의 부분 용융에서는 이산화규소가 불포화된 용융체가 만들어져 네펠린 섬장암을 만드는데, 이때 정장석은 준장석류인 류사이트(백류석), 네펠린(하석), 혹은 아날심(방비석)으로 치환된다.
2. 1. 광물 조성
섬장암의 장석 성분은 특징적으로 알칼리 성분인 경우가 많고 (주로 정장석), 사장석은 10% 이하의 소량이다. 고철질 광물이 있다면 보통 각섬석(hornblende)이고 휘석과 흑운모가 드물게 있을 수 있다. 흑운모는 드문데 이는 섬장암질 마그마의 알루미늄의 대부분은 장석을 만드는 데 사용되었기 때문이다.섬장암의 장석 성분은 주로 알칼리성 성질을 띤다(일반적으로 정장석).[1] 사장석은 장석 함량의 10%에서 35% 사이의 소량으로 존재할 수 있다.[1] 이러한 장석은 종종 암석의 페르사이트 성분으로 섞여 있다.[1]
고철질 광물이 섬장암에 전혀 존재하지 않는 경우, 일반적으로 각섬석(전형적으로 호른블렌드)과 단사 휘석 형태로 나타난다.[2] 흑운모는 섬장암 마그마에서 장석 형성이 거의 모든 알루미늄을 소비하기 때문에 드물다.[2] 그러나 알루미늄 함량이 적은 엽상 규산염은 애나이트와 같이 포함될 수 있다.[2]
기타 흔한 부성분 광물은 인회석, 티탄석, 저어콘 및 기타 불투명 광물이다.[3]
대부분의 섬장암은 알루미늄에 비해 알칼리 원소의 비율이 높은 과알칼리성이거나, 알칼리 금속 (주로 K와 Na) 및 알칼리 토금속 (주로 Ca) 원소에 비해 알루미늄 농도가 높은 과알루미나질이다.[4]
2. 2. 화학 조성
섬장암의 장석 성분은 특징적으로 알칼리 성분인 경우가 많고 (주로 정장석), 사장석은 10% 이하로 소량 존재한다. 고철질 광물이 있다면 보통 각섬석(hornblende)이고 휘석과 흑운모가 드물게 있을 수 있다. 흑운모가 드문 이유는 섬장암질 마그마의 알루미늄 대부분이 장석을 만드는 데 사용되었기 때문이다.섬장암은 알칼리 원소들과 알루미늄이 많기 때문에 주로 과알칼리질이나 과알루미나질이다.
3. 생성
섬장암은 알칼리 화성 활동의 산물로, 일반적으로 두꺼운 대륙 지각 지역이나 코르디예라 섭입대에서 형성된다. 섬장암은 화강암 또는 화성 모암이 비교적 낮은 정도의 부분 용융을 거쳐 생성된다고 알려져 있다.
특정 조건에서는 대량의 사장석 결정이 냉각되면서 누적암 과정에서 완전히 용융된 마그마로부터 침전될 수 있다. 이로 인해 나머지 용융물에서 규산염의 농도가 극적으로 감소하며, 이는 섬장암 형성에 유리한 조건이 된다.
3. 1. 부분 용융
섬장암은 일반적으로 두꺼운 대륙 지각 지역이나 코디예라 섭입대(대산맥 섭입대)에서 알칼리 화성활동으로부터 만들어진다. 섬장암이 만들어지기 위해서는 화강암질 혹은 화성 원암(源岩)이 명백히 낮은 정도의 부분 용융으로 용융되어야 한다. 이것은 포타슘이 불호정성원소이며 용융체에 초기에 들어가는 경향이 있는데, 부분 용융이 좀 더 진행되면 칼슘과 소듐 역시 용융체에 들어가서 사장석을 형성하기 때문이다. 이런 용융체에서는 화강암, 아다멜라이트 혹은 토날라이트가 형성된다. 매우 낮은 정도의 부분 용융에서는 이산화규소가 불포화된 용융체가 만들어지는데, 이는 네펠린 섬장암을 만든다. 이런 상태에서 정장석은 준장석류인 류사이트(백류석), 네펠린(하석), 혹은 아날심(방비석)으로 치환된다.3. 2. 분별 결정 작용
일부 섬장암은 분별 결정 작용을 통해 현무암질 마그마가 생성된 것으로 이론화되었다.[2]4. 산출
섬장암은 흔한 암석이 아니며, 세계적으로 몇몇 지역에서만 발견된다.
- 러시아 콜라 반도에는 로보제로 매시프와 히비니 산맥을 구성하는 거대한 두 개의 네펠린 섬장암 덩어리가 있다. 이들은 콜라 알칼리성 광상의 일부이다.[3]
- 북아메리카에서는 아칸소주와 몬태나주에서 발견되며, 뉴잉글랜드 지역에도 상당량 분포한다. 뉴욕주에서는 섬장암 편마암이 발견된다. "거대한 섬장암 암맥"은 사우스캐롤라이나주 행잉 록에서 텍사호를 거쳐 체스터필드의 브루어 및 에지워스 광산까지 이어진다.[4] 형광 소달라이트를 함유한 섬장암 자갈은 빙하에 의해 캐나다에서 미시간으로 이동했으며,[5] "유퍼라이트"라는 상품명으로 판매된다.[6]
- 유럽에서는 스위스, 독일, 노르웨이, 포르투갈, 스웨덴, 스코틀랜드 일부 지역,[7] 불가리아 플로브디프, 루마니아 디트라우 등에서 발견된다.
- 아프리카에서는 이집트 아스완과 말라위 물란제 산림 보호 구역에 섬장암 지형이 있으며, 스핑크스 부두를 만드는 데 사용되었다.
- 호주에서는 거의 모든 주에서 작은 관입체 형태로 나타나며, 뉴사우스웨일스주에서는 백악기 시대 곤드와나 분열 시기에 큰 섬장암이 관입했다.
- 그린란드 남동부의 파투소크와 캉게를루크 피오르에는 이 암석의 이름을 딴 지명이 있다.[8]
4. 1. 대한민국
대한민국 합천군 대병면과 황계폭포 주변 지역에 편마암상 섬장암이 보고되어 있다.[1]5. 어원
원래 '섬장암'이라는 용어는 이집트의 아스완(과거의 시에네)과 같은 각섬석 화강암에 적용되었으며, 여기서 그 이름이 유래되었다.
6. 에피섬장암
'''에피섬장암'''(또는 ''에피-섬장암'')은 암석학에서 석영이 심하게 고갈된 암석의 정맥, 낭상 또는 렌즈를 설명하기 위해 사용되는 용어이다.[9] 이는 종종 칼륨과 희토류 원소의 강한 농축을 동반하여 변성암에 독특한 벽돌 적색을 띄게 하거나,[10] 백색화(나트륨 농축)를 동반하여 변성암에 눈에 띄는 흰색을 띄게 한다.[11]
에피섬장암은 특성이 다양하지만, 모두 고상선 온도, 즉 모암의 용융점 이하의 온도에서 석영이 거의 완전히 사라지는 현상을 겪었다. 에피섬장암 형성(''에피섬장암화'')은 일반적으로 냉각 관입암 근처에서 약한 염수 열수 유체에 의한 석영 용출을 통해 이루어진다. 에피섬장암화는 일반적으로 화강암에서 발생하고 일반적으로 알칼리 변성 작용 (알칼리 금속 산화물이 암석에 추가됨)을 수반하기 때문에 그 결과는 화성암 섬장암의 광물 조성을 갖는 암석이 된다.[11]
희토류 원소 외에도,[10] 에피섬장암은 우라늄[12] 및 기타 귀금속의 중요한 원천이 될 수 있다.[11]
에피섬장암의 주목할만한 발생은 스페인의 중앙 이베리아 산괴,[9] 뉴멕시코와 콜로라도의 캄브리아기에서 오르도비스기 지층,[10] 스칸디나비아, 브라질, 우크라이나에서 발견된다.[11]
참조
[1]
서적
The geology of the Canary Islands
https://www.worldcat[...]
2016
[2]
웹사이트
ALEX STREKEISEN-Syenite-
http://www.alexstrek[...]
[3]
논문
Petrogenetic processes in the ultramafic, alkaline and carbonatitic magmatism in the Kola Alkaline Province: a review
http://eprints.bbk.a[...]
2005
[4]
서적
Report on the Survey of South Carolina
https://books.google[...]
South Carolina General Assembly
1856
[5]
웹사이트
'Yooperlite' a new rock found in the Upper Peninsula
http://www.wilx.com/[...]
wilx.com
2018-09-07
[6]
웹사이트
Yooperlite
https://www.mindat.o[...]
Mindat.org
2019-11-09
[7]
서적
Geology and landscapes of Scotland
Dunedin
2013
[8]
웹사이트
Syenitnaes
http://mapcarta.com/[...]
2016-05-06
[9]
논문
Characterization of multiple fluid-granite interaction processes in the episyenites of Avila-Béjar, Central Iberian Massif, Spain
1997-12
[10]
논문
Episyenites in the Sevilleta National Wildlife Refuge, Socorro County, New Mexico: preliminary results
https://nmgs.nmt.edu[...]
2020-06-11
[11]
논문
Episyenites—Characteristics, Genetic Constraints, and Mineral Potential
2019-10
[12]
논문
The Margnac and Fanay uranium deposits of the La Crouzille District (western Massif Central, France); geologic and fluid inclusion studies
1978-12-01
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