초고철질
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1. 개요
초고철질암은 감람암, 휘석암, 각섬암, 사문암 등으로 분류되며, 마그네슘 함량이 높은 화성암의 일종이다. 지구의 맨틀에서 유래된 암석이 섭입대 위로 압상되어 형성된 오피올라이트 복합체에서 주로 발견된다. 초고철질암이 변성 작용을 받으면 활석 탄산염암과 사문암이 생성된다. 사문암 토양은 독특한 식생을 지원하며, 다른 천체인 이오와 수성에서도 초고철질 용암의 존재 가능성이 제기된다.
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2. 초고철질암의 분류
초고철질암은 주로 IUGS 분류도에 따라 조암 광물의 모드 백분율을 기반으로 분류된다. 맨틀의 전형적인 페리도타이트는 분류도에서 녹색 영역으로 나타난다.[1]
사입 초고철질암은 거대하고 층상 구조를 이루는 초고철질 관입에서 주로 발견되며, 분화된 암석 유형은 층을 이루며 나타난다. 이러한 누적 암석은 결정화된 마그마의 화학 조성을 반영하지 않는다. 초고철질 관입암에는 둔테, 페리도타이트, 휘석암 등이 포함된다. 드물게는 칼슘이 풍부한 사장석 비율이 높은 트로크톨라이트가 있으며, 이는 애너서사이트로 점이적으로 변화한다. 섬록암과 노라이트는 층상 초고철질 시퀀스의 상부에서 주로 발견된다. 각섬암과 드물게 금운모도 발견된다.[1]
2. 1. 주요 광물 조성
감람암, 휘석암, 각섬암 등으로 분류된다. 사문암은 초고철질암이 변성 작용을 받아 형성된 암석이다.[1]
3. 지구에서의 초고철질 화성암
화산 초고철질암은 시생대 이후에는 드물게 나타나며, 주로 신원생대 또는 그 이전에 형성되었다. 반심성암 초고철질암과 암맥은 더 오래 지속되지만, 이 역시 드물다. 대표적인 예시로는 코마티아이트[2]와 픽라이트 현무암이 있으며, 코마티아이트는 광석 니켈 매장지를 포함할 수 있다.[3]
3. 1. 관입 초고철질암
거대 층상 관입체에서 주로 발견되며, 여기서 분화된 암석 유형은 종종 층을 이루며 나타난다.[1] 이러한 누적 암석 유형은 결정화된 마그마의 화학 조성을 나타내지 않는다. 초고철질 관입암에는 둔테, 페리도타이트, 휘석암이 포함된다. 다른 희귀한 종류로는 칼슘이 풍부한 사장석의 비율이 더 높은 트로크톨라이트가 있다. 이들은 애너서사이트로 점차적으로 변화한다. 섬록암과 노라이트는 종종 층상 초고철질 시퀀스의 상부에서 발생한다. 각섬암과 드물게 금운모도 발견된다.3. 2. 화산성 초고철질암
화산성 초고철질암은 시생대 이후에는 드물게 나타나며, 주로 신원생대 또는 그 이전에 형성되었다. 반심성암 초고철질암과 암맥은 더 오래 지속되지만, 이 역시 드물다. 태양계 다른 곳에서도 초고철질암이 존재한다는 증거가 있다. 대표적인 예시로는 코마티아이트[2]와 픽라이트 현무암이 있으며, 코마티아이트는 광석 니켈 매장지를 포함할 수 있다.[3]3. 2. 1. 초고철질 응회암
감람석 또는 사문석이 특징적으로 풍부하고 장석과 석영이 희소하거나 없는 특징을 가진다. 매우 드물게 나타나며, 남아프리카 및 다른 지역의 다이아몬드 광산에 있는 마르의 킴벌라이트와 같은 특이한 지표면 퇴적물이 대표적이다.3. 3. 초고칼륨 초고철질암
기술적으로 초고칼륨암과 멜릴라이트 암석은 용융 모델 기준에 따라 별도의 그룹으로 간주되지만, MgO가 18% 이상인 초고칼륨 및 고도로 규산 포화 불량 암석은 "초고철질"로 간주될 수 있다.람프로파이어, 람프로아이트, 킴벌라이트와 같은 초고칼륨, 초고철질 화성암은 지구 표면에 도달한 것으로 알려져 있다. 현대의 분출은 관찰되지 않았지만, 유사한 지질 구조가 보존되어 있다.
4. 변성 초고철질암
초고철질암이 물 또는 이산화 탄소와 함께 변성 작용을 받으면 활석 탄산염암과 사문암이 생성된다.[1]
4. 1. 활석 탄산염암
초고철질암이 녹색편암에서 알칼리암 변성 작용을 받을 때, 변성 유체에 이산화탄소(CO2)가 10% 이상 포함되면 활석 탄산염암이 생성된다.[1]변성 유체의 CO2 몰 분율이 10% 미만이면, 사문암화 반응이 일어나 녹니석-사문석-각섬석 유형의 광물 조합이 생성된다.[1]
4. 2. 사문암
초고철질암이 변성 작용을 받을 때 활석 탄산염암과 사문암, 두 가지 주요 변성 초고철질암이 생성된다. 변성 유체에 이산화 탄소 함량이 10% 미만으로 낮을 때 사문암이 생성된다.[1] 이 경우, 사문암화 반응이 일어나 녹니석-사문석-각섬석 유형의 광물 조합이 만들어진다.[1]5. 시공간적 분포
초고철질암은 대부분 조산대에서 발견되며, 시생대 및 원생대 지괴에서 주로 나타난다. 현생누대의 초고철질 마그마는 드물게 나타난다.
5. 1. 지구
초고철질암은 주로 조산대에서 발견되며, 시생대 및 원생대 지괴에서 많이 나타난다. 현생누대의 초고철질 마그마는 드물며, 현생누대에서 확인된 실제 초고철질 용암은 거의 없다.초고철질암이 지표면에 노출된 경우는 대부분 깊은 맨틀에서 유래한 암석이 섭입대를 따라 대륙 지각 위로 압상된 오피올라이트 복합체에서 발견된다.
6. 토양 및 표토
사문암 토양은 마그네슘이 풍부하고 칼슘, 칼륨, 인이 부족한 토양으로, 초고철질 암석에서 유래된 토양층에서 생성된다. 초고철질 암석에는 식물에 유독할 수 있는 크롬과 니켈도 다량 함유되어 있다. 그 결과, 이러한 토양에서는 독특한 유형의 식생이 발달한다. 예로는 애팔래치아 산맥과 피드몬트의 초고철질 숲과 황무지, 누벨칼레도니아 열대 우림의 "습윤 마키", 그리고 말레이시아 사바의 키나발루 산과 기타 봉우리의 초고철질 숲이 있다. 식생은 일반적으로 발육이 부진하며, 토양에 적응된 고유종을 포함하기도 한다.
두꺼운 마그네사이트-석회암 모자암, 라테라이트 및 경반(duricrust)은 열대 및 아열대 환경에서 초고철질 암석 위에 형성되는 경우가 많다. 특히 니켈 함량이 높은 초고철질 암석과 관련된 특정 식물 군집은 광물 탐사의 지표가 된다.
풍화된 초고철질 암석은 라테라이트 니켈 광상을 형성할 수 있다.[4][5]
7. 다른 천체
목성의 위성 이오와 수성에서 초고철질 용암이 발견되었을 가능성이 제기되었다. 이오는 표면 열화상을 통해, 수성은 화산암 조사를 통해 초고철질 마그마의 존재 가능성이 확인되었다.[6][7]
7. 1. 이오
목성의 위성인 이오에서 초고철질 용암이 감지되었을 수 있다. 이는 이오 표면의 열화상을 통해 1200°C를 초과하는 초고온 지역이 발견되었기 때문이다. 이러한 핫스팟 바로 아래의 마그마는 지구의 용암에서 관찰된 표면-지하 온도 차이를 근거로 약 200°C 더 뜨거울 것이다. 1400°C의 온도는 초고철질 마그마의 존재를 나타내는 것으로 여겨진다.[6]7. 2. 수성
수성은 초고철질 화산암을 가지고 있는 것으로 보인다.[7]참조
[1]
간행물
Petrology of layered mafic-ultramafic intrusions of the Giles Complex, western Musgrave Block, central Australia
AGSO Journal
1995
[2]
서적
Physical volcanology of komatiites; A field guide to the komatiites of the Norseman-Wiluna Greenstone Belt, Eastern Goldfields Province, Yilgarn Block, Western Australia.
Geological Society of Australia
1990
[3]
논문
Genesis of komatiite-associated nickel sulfide deposits at Kambalda, Western Australia: A distal volcanic model
Institution of Mining and Metallurgy, London
1984
[4]
학술지
Nickeliferous Laterite Deposits
1981
[5]
간행물
Geochemical principles of lateritic nickel ore formation
Proceedings of the 2. International Seminar on Lateritisation Processes, São Paulo
1983
[6]
뉴스
Space Volcanoes
https://www.bbc.co.u[...]
BBC
2019-03-06
[7]
학술지
Phase equilibria of ultramafic compositions on Mercury and the origin of the compositional dichotomy
https://orbi.uliege.[...]
2013
[8]
서적
学術用語集 地学編
日本学術振興会
1984
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