암석의 종류와 이용 방법, 순환

암석의 종류와 이용 방법, 순환

암석의 종류와 이용 방법, 순환

화성암, 퇴적암, 변성암은 성인이 다른 만큼 각각의 분류 방법도 다 다릅니다. 퇴적암과 변성암의 세분 방법에 대해 다룹니다. 우리가 암석을 어떻게 이용하고 있는지에 대해서도 살펴봅니다. 퇴적암과 변성암 그리고 암석의 이용에 대해 알아보도록 하겠습니다.

퇴적암

퇴적암은 알갱이 쌓여 만들어진 암석이라고 했습니다. 이 알갱이 어떻게 공급되는지에 따라 퇴적암을 더욱 세분합니다. 만일 기존의 암석의 부스러진 알갱이들이 쌓여 만들어지면 이를 쇄설성 퇴적암이라고 합니다. 쇄설이란 깨진 부스러기란 뜻입니다. 알갱이가 생물의 유해로부터 오면 생화학 또는 생쇄설퇴적암이라고 합니다. 화학적 침전에 의해 알갱이가 공급되면 화학적 퇴적암이라고 합니다. 쇄설성 퇴적암은 다시 알갱이의 크기에 따라 역암, 사암, 이암 등으로 더욱 세분됩니다. 여기서 '역'은 자갈, '사'는 모래, '이'는 점토를 뜻합니다. 생쇄설퇴적암은 생쇄설물에 따라 석회암, 처트 등으로 나눕니다. 석회암은 탄산칼슘, 처트는 규석으로 되어 있습니다. 화학적 퇴적암도 침전물의 종류에 따라 구분하여 부르는데, 대표적인 것으로 암염과 석고가 있습니다. 사진은 미국 유타 지역에서 볼 수 있는 쇄설성 퇴적암 모습입니다. 중기 트라이 아이스기 시대에 만들어진 암석이니까 약 2억 년 이전에 만들어진 암석입니다. 쇄설성 퇴적암을 포함해서 대부분의 퇴적암이 갖는 특징적인 구조는 바로 층리입니다. 층리란 층 모양의 구조라는 뜻인데, 사진에서 보면 암석에 거의 평행한 가로 줄이 보이는데 이것이 층리입니다. 층리는 알갱이가 쌓일 때 어떤 것이든 변화가 일어나면 생깁니다. 예를 들면 알갱이의 종류가 바뀐다든가, 알갱이의 공급량이 변한다든가 하는 일입니다. 알갱이가 쌓이는 것은 중력의 힘 때문이니까 넓은 곳에서 퇴적암이 만들어지면 수평인 층리가 만들어져야 합니다. 이것을 수평 퇴적의 원리(principles of original horizontality)라고 합니다. 사진의 층리가 거의 수평을 이루므로 원래 모습을 잘 간직하고 있다고 보아야 하겠죠. 이번에는 이 퇴적암을 한번 살펴볼까요? 사진의 퇴적암은 이란 북부 지역의 Chalous road라는 도로 가에서 찍은 것인데, 층리가 매우 급한 경사를 보이는 것을 알 수 있습니다. 수평 퇴적의 원리에 따르면 이 퇴적층들은 원래 수평으로 쌓였을 것인데, 시간이 지나면서 다양한 힘을 받아 이렇게 기울어진 것입니다. 이 사진은 그리스 크레타의 습곡 된 석회암층과 처트층입니다. 퇴적암이므로 원래는 수평으로 반듯이 쌓였을 텐데 나중에 힘을 받아 이렇게 구불구불해졌습니다. 이렇게 지층이 구부러진 것을 전문용어로 습곡(fold)라고 합니다. 매일매일 평범한 일상을 살아가다 보면 우리가 발을 디디고 있는 이 땅이 조용히 아무런 움직임도 없는 것이라는 착각에 빠집니다. 그러나 이것은 사실이 아닙니다. 지구는 살아있습니다. 매일 지진이 일어나고 화산이 폭발합니다. 우리 눈앞에 드러난 화강암, 급히 기울어지고 휘어진 퇴적층들이 이 사실을 잘 말해줍니다.

변성암

변성암이야말로 지구가 살아있음을 보여주는 명백한 증거입니다. 변성암은 소위 변성 작용이라고 부르는 다양한 작용에 의해 만들어집니다. 이 그림은 지각에서 어떻게 다양한 변성 작용이 일어날 수 있는지를 보여줍니다. 여러분은 아직 판구조론에 대해서 배우지 않았기 때문에 그냥 간단하게 변성 작용의 유형만을 언급하도록 하겠습니다. 운석과 같은 것의 충돌은 거대한 압력과 열을 동반하며, 충돌 변성 작용을 일으킵니다. 퇴적암이 두껍게 쌓인 곳에서는 암석의 무게와 지열 때문에 매몰 변성 작용이 일어납니다. 상대적으로 넓은 지역에 걸쳐 열과 압력을 받는 곳에서는 광역 변성 작용이, 관입암과 접촉한 암석에서는 열에 의한 접촉 변성 작용이, 단층이 일어나는 곳에서는 변형 변성 작용이, 대양저의 해령에서는 해령 변성 작용이 일어납니다. 각 변성 작용에 의해 만들어진 암석은 해당 변성 작용 뒤에 '-암'이라 붙여 부르면 됩니다. 예를 들면 접촉 변성 작용에 의해 만들어진 암석은 접촉 변성암이라 부르시면 되겠습니다. 앞의 다양한 변성 작용 중 가장 대표적인 것은 광역 변성 작용, 접촉 변성 작용 그리고 동력 변성 작용입니다. 광역 변성 작용에 의해 만들어진 암석은 변성 작용에 의해 만들어진 구조에 따라 또는 암석의 조성에 따라 더욱 세분됩니다. 여기에 해당하는 암석이 점판암, 편암, 편마암, 대리암, 규암 등입니다. 변성암에 대한 더욱 자세한 내용은 나중에 전문 서적 등을 통해 차차 알아가시기 바랍니다 경기, 강원 지역의 암석은 변성암이 주를 이룹니다. 강원도 춘천시 강촌면에 있는 구곡폭포는 많은 관광객들이 즐겨 찾는 명소입니다. 이 폭포는 겨울이 되면 꽁꽁 얼어 빙벽 등반을 하는 사람들이 이곳을 자주 찾습니다. 이 폭포를 이루는 깎아지른 듯한 암벽은 규암과 편마암으로 되어 있습니다. 지금까지 화성암, 퇴적암 그리고 변성암에 대해 살펴보았습니다. 그런데 이 암석들이 순환 또는 윤회한다는 걸 알고 계십니까?

암석의 순환

일단 화성암이 되고 나면 영원토록 화성암으로 남는 것이 아니라 풍화/침식을 받아 운반되어 퇴적암을 만들 수 있습니다. 이 퇴적암은 깊게 매몰되어 변성암이 될 수 있고, 이 변성암은 다시 지하 깊은 곳에서 용융되어 마그마를 만든 후 화성암이 됩니다. 이와 같이 암석은 시간이 지남에 따라 주어진 환경에 의해 끊임없이 다른 암석으로 바뀝니다. 사실 지구라는 시스템 자체가 매우 역동적이기 때문에 모든 물질은 순환합니다. 우스갯소리로 우리 몸에 천재 과학자 뉴턴을 구성했던 탄소 몇 개씩은 다 들어있다는 말을 합니다. 물질의 순환 때문이죠. 많은 분들은 화석에너지가 재생이 안 된다고 합니다. 우리 일생 정도의 짧은 주기 기간에는 그렇습니다. 하지만 지구의 지질 시대 스케일에서는 그렇지 않습니다. 이 물질의 순환은 자원-환경 분야에서 매우 중요한 개념입니다. 이에 대해서는 나중에 따로 시간이 있을 때 토론할 수 있기를 바랍니다. 암석은 광물로 구성되어 있으므로 암석의 용도란 결국 구성 광물의 성질과 성분에 따른 용도와 겹친다고 볼 수 있습니다. 광물의 이용에 대해서는 이미 앞에서 말씀드렸기 때문에 여기에서 다시 설명할 필요는 없는 것 같습니다. 암석은 군집체이므로 군집체 자체로서도 매우 유용하게 활용됩니다. 암석은 다양한 구조물의 건축, 도로포장, 미술품, 건축 내외장재 및 특수 재료 등으로 사용됩니다. 이 사진은 그 유명한 경주 불국사입니다. 화강암으로 만들어진 계단과 다리가 아름다운 우리 문화유산입니다. 석굴암 본존불의 사진입니다. 암동 및 주변의 부조는 물론 전체가 다 화강암으로 되어 있습니다. 암석은 때론 이와 같이 예술품의 재료로도 이용됩니다. 이것은 뉴욕 메트로폴리탄 박물관에 소장되어 있는 로렌조 바르톨리니 대리석 조각 작품입니다. 숲 속의 길을 포장할 때도 암석을 이용합니다. 이 사진은 강원대학교 중앙도서관 전경인데, 높은 도서관까지의 계단은 물론이고 도서관을 지탱하는 기둥까지 전부 암석으로 되어 있습니다. 강원대학교 도서관 내부입니다. 암석으로 내부 장식을 하여 고급스럽고 깔끔한 느낌을 줍니다. 지금까지 암석의 정의, 종류 그리고 그 이용에 대해 알아보았습니다.