화성쇄설암
화산 폭발로 만들어진 암석이 우리 주변에 의외로 많다
화산 분화는 폭발을 하면서 암석 부스러기와 용암을 함께 쏟아내는 것도 있고 분출을 하면서 용암만 나오는 것도 있다.
용암만 나와서 식은 암석에 비해서 폭발을 한 화산에서 만들어진 암석은 그 형태가 매우 복잡하여 이름을 정하는 것도 쉽지 않다.
유문암질 마그마에 비해 현무암질 마그마는 점성이 작고 유동성이 크다. 현무암질 마그마는 지표로 나왔을 때 쉽게 흘러가는 성질이 있으면 흐름의 길이에 비해 얇은 두께가 된다. 유문암질 마그마는 흘러나온 곳 가까이에서 식어서 두께가 두껍게 되는 경향이 있다. 식어서 두껍게 된 암석은 뒤이어 나오는 마그마나 용암이 잘 빠져나갈 수 없게 만든다.
보통 현무암질 화산활동보다 유문암질 화산활동이 더욱 폭발력이 강해서 폭발하는 화산작용을 일으키는 경우가 많다.
아이슬랜드의 한 화산이 폭발하는 모습
세인트헬렌스 화산 ⓒ 성종규격렬하게 폭발한 화산으로 인하여 만들어진 암석을 화성쇄설암이라 한다. 용암과 화산재, 암편(암석의 조각) 등이 공기 중에서 떨어지거나 지표의 낮은 곳으로 쏟아져 내려 쌓이면서 식은 암석이다.
화산 폭발로 만들어진 응회암을 구성하는 쇄설물은 다음과 같이 나누어진다.
화산재(volcanic ash) - 매우 세립의 입자로 2mm 이하다. 일반적으로 깨어진 유리 암편으로 구성되나 결정 암편이나 석질 암편의 양도 상당하다.
화산재화산자갈(라필리, lapilli) - 완두콩에서 호두 크기의 화성쇄설물로 2mm에서 64mm 크기다. 때때로 분석같이 보이고 물이 풍부한 곳에서의 분출에는 젖은 화산재가 화산자갈을 둘러싸서 구형으로 나타나는데 이를 부가(성장)화산자갈(accretionalry lapilli)이라 한다.
화산자갈(라필리)
부가화산자갈
부가화산자갈. 제주도 ⓒ 성종규화산암괴(volcanic block)와 화산탄(volcanic bomb) - 64mm 이상의 입자다. 화산탄은 분출할 때 공기 중에서 반용융의 상태로 밝은 빛을 내며 유체역학 상의 형태와 유선을 가진다. 화산암괴는 화산 폭발로 만들어진 각이 진 형태를 가진 암석의 조각이다.
화산암괴와 화산탄성인에 따른 화성쇄설암의 분류
화성쇄설암은 공기 중으로 올라간 화산재 등이 다시 지표로 떨어져 쌓인 강하회응회암(air fall tuff)과 높은 곳에서 낮은 곳으로 용암류, 화산재, 암편이 뒤엉켜 흘러서 쌓인 회류응회암(ash flow tuff)으로 다시 나눌 수 있다. 두 경우 모두 암석의 이름에 '응회암'이 붙는 것은 화산재가 매우 많이 포함되기 때문이다.
1. 강하회응회암
화산분출물들 중 공기 중으로 상승한 모든 것을 테프라(tephra)라고 하고 화산 분출의 주요한 산물이다. 테프라가 하강하여 쌓이면 강하회응회암이 만들어진다. 테프라는 서로 다른 크기의 파편들을 갖고, 파편들의 크기는 분류의 기준이 된다.
강하회응회암층은 층리가 발달하고 분급이 잘 되어 있으며, 점이층리, 사층리가 발달되는 경우가 있기 때문에 퇴적암층과 매우 비슷하다.
이 응회암이 주로 광물 결정들로 이루어지면 결정질응회암(crystal tuff), 암편들로 구성되면 석질응회암(lithic tuff), 유리질 파편으로 이루어지면 유리질응회암(vitric tuff)이라 한다.
Crystal; 광물 결정, Pumice; 부석, Rock Fragments; 암편2. 회류응회암
화산 폭발 시 분출되는 용암, 화산탄과 부석, 폭발로 생긴 암석의 부스러기들인 화산재, 화산자갈, 화산암괴 등이 산사면을 따라 엉키어 흘러서 쌓이게 되는 암석을 회류응회암(ash flow tuff) 또는 이그님브라이트(ignimbrite)라 한다.
회류응회암에서는 세립의 기질 위에 떠 있는 부석 조각을 관찰할 수 있다. 이 부석 조각과 주로 유리 암편으로 구성되는 화산재는 분출 초기에는 여전히 뜨거운 상태이기 때문에 가소성이 있어 모양이 변할 수 있다.
두껍게 형성된 뜨거운 회류응회암 안에서 이들은 그들 자체의 무게로 붕괴되어 재용융되고 서로 결합하여 압력의 방향과 수직으로 길게 늘어져 있는 특징 있는 조직을 보이게 되는데 이를 용결 조직(welded tecture)이라 한다. 이 경우 부석 조각들은 어두운 팬케이크 형태의 유리질로 보이는데, 이를 피아메(fiamme)라고 한다. 피아메가 보이는 회류응회암을 용결응회암(welded tuff)이라 한다.
용결응회암. 납작하면서 옆으로 나란히 배열된 검은 것이 피아메다성인에 의하지 않은 분류
화성쇄설암을 성인에 의하지 않고 분류할 때는 화성쇄설물의 함유량에 따라 분류한다. 각 암석의 사진은
앞서 쓴 글에 나온다.
응회암(tuff) - 주로 화산재로 구성
화산력응회암(lapilli tuff) - 암편이 주로 화산자갈로 구성
화산력암(lapillistone) - 75% 이상의 화산자갈
응회각력암(tuff breccia) - 25%~75%의 화산암괴/화산탄
화성쇄설각력암(pyroclastic breccia)/화산각력암(volcanic breccoa) - 75% 이상의 화산암괴/화산탄
집괴암(agglomerate) - 적어도 75% 이상의 화산탄
응결집괴암(agglutinate) - 용융되어 대개 식별되지 않는 현무암 파편을 포함
화성쇄설암의 분류분출되어 쌓인 화성쇄설암이 빗물이나 바람 등의 작용으로 뒤이어서 움직일 수 있다. 이때 주로 화산재와 화산자갈이 새로 이동을 한다. 화성쇄설물이 진흙탕 같이 되어 흘러나가는 것을 화산이류(라하르, lahar)라고 한다. 화산이류로 재퇴적된 암석에도 화성쇄설암의 분류 중 성인에 의하지 않은 분류에 따라 이름을 붙인다. 그렇지만 그 생성 원인은 구분되어야 한다.
세인트헬렌스 화산의 화산이류(라하르) 퇴적층우리나라에서도 화산 폭발에 의해서 생성된 암석이 남부 지방에 많이 분포하여 있다. 경상북도와 경상남도에 걸쳐서 매우 많은 화성쇄설암이 있으며, 이것은 남해안 도서지역으로 죽 이어져서 전라남도까지 이어진다. 경기도에서도 나타나는데 인천, 연천 등지에서 응회암을 볼 수 있다.
우리나라의 화성쇄설암이 만들어진 시대는 주로 중생대 백악기로 이 시기에 우리나라에서 많은 화산 폭발이 있었다는 것을 알 수 있다.
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