변성암석학 정리자료 자료 변성암석학 정리자료변성암석학 정리자료변성암석학 정리자료1. 탄산염암의 비종결반응2. 일본의 쌍변성대3. 각섬암상의 전진변성작용4. 녹색편암상과 각섬암상의 특징1. 탄산염암의 비종결반응 낮은 P-T조건에서 속성작용에 의해 변질된 석회암의 안정광물조합은 석영(Qtz), 돌로마이트(Do), 방해석(Cc)으로 이루어져 있다. 낮은 P-T조건에서는 Qtz-Cc-Do, Qtz-Do-Tc(활석), Tc-Do-Mg광물이 안정하다. 하지만, 온도가 증가하는 환경에서는 안정한 영역이 변하게 된다. 온도가 증가하게 되면 Qtz-Cc-Tc, Tc-Cc-Do 그리고 Tc-Do-Mg광물이 안정하다. 이는 돌로마이트, 석영, 활석, 방해석 등은 P-T조건이 달라지면 공존선이 이동하기 때문에 안정하게 공존하지 못함을 지시하고 있다. 2. 일본의 쌍변성대 환태평양 고리에 위치하는 지역 중 대표적인 곳은 바로 일본이다. 일본은 대표적인 화산호로 해양판이 수렴하는 해구 부근의 경계에서는 지온구배가 낮으며 판의 충돌로 인해 고압환경을 띠고 있으므로 저온고압변성작용이 일어난다. 이러한 지역에서는 광역적으로 삼바가와형 혹은 프란시스칸 형의 변성분대가 나타난다. 삼바가와형이나 프란시스칸형 변성대의 경우 심부에서부터 표층까지 에클로자이트상, 청색편암상, 녹색편암상, 프레나이트-펌펠리아이트상, 불석상 순으로 암석이 등장한다. 반면, 화산이 발생하는 내측에는 마그마의 분출로 인해 중온중압 혹은 중온저압 형태의 변성작용이 나타난다. 전자의 경우 나타나는 변성상 계열은 바로비안 변성상계열, 후자는 부칸형 변성상계열이다. 이 두 변성상계열은 모두 불석상, 프레나이트-펌펠리아이트상, 녹색편암상, 각섬암상, 백립암상 순으로 암석이 분포한다. 여기서 부칸형 변성상계열과 바로비안형 변성상계열을 구분하는 기준으로는 홍주석 유무를 통한 판별방법이 있다. 부칸형 변성상계열의 경우 홍주석이 존재하는 반면, 바로비안형의 경우는 홍주석이 존재하지 않는다. 일본의 내측 변성대의 경우, 홍주석이 존재하는 부칸 변성상계열과 홍주석이 존재하지 않는 바로비안 변성상계열이 교호하며 존재한다. 3. 각섬암상의 전진변성작용 온도의 상승에 의해 각섬암상에서 백립암상으로 변성이 일어날 때, 이질편암에서 나타나는 대표적인 변성작용으로 백운모의 분해반응을 들 수 있다. 백운모는 대표적인 함수광물로 고온환경에서 분해되는 특징을 가지고 있다. 여기서 저압인 환경인 경우에는 알루미늄 규산염 광물이 홍주석으로 존재하고 보다 고압환경의 경우에는 규선석으로 존재한다. 하지만, 인도나 스리랑카 등지에서 발견되는 염기성편마암에서는 온도가 일정해도 각섬암상의 암석이 백립암상 암석으로 변성된 흔적을 찾을 수 있다. 이렇게 온도가 일정함에도 불구하고 변성상이 변화하는 경우는 가 풍부한 유체의 침투를 의심해 볼 수 있다. 각섬암상의 암석이 백립암상의 암석으로 변화하는 경우, 아래와 같은 화학변화가 일어날 수 있다. 이렇게 가 침투하면 각섬석과 흑운모와 같은 함수광물의 탈수반응을 일으키고, 백립암상의 대표적인 광물인 사방휘석을 만들어낸다. 4. 녹색편암상과 각섬암상의 특징 변성상이란 광물조합을 기준으로 해석한 개략적인 변성광물조합을 뜻한다. 즉, 이는 암석의 화학조성(원암)이 달라도 특정한 온도-압력 범위를 나타내는 안정한 광물조합을 포함하면, 모두 동일한 변성상으로 취급한다는 것을 뜻한다. 변성상 중 하나인 녹색편암상은 구별되는 여러 특징을 보이고 있다. 녹색편암상은 녹니석, 조장석, 양기석, 녹염석 등의 변성염기성암을 포함하며 이질편암의 경우, 석영, 녹니석, 백운모, 조장석 등을 포함한다. 이러한 녹색편암상을 AFM도로 나타내면, A(알루미늄 규산염 광물)에는 키올리나이트(Ky), 그리고 그밖에 녹니석(chl), 경녹니석(cld), 흑운모(bt) 등을 도시할 수 있다. 녹색편암상 영역은 중온ㆍ중압의 영역으로 백운모와 흑운모와 같은 암석의 탈수반응이 이루어지지 않아 이러한 함수광물들이 존재할 수 있다. 녹색편암상 영역은 편의상 여러 개의 대(belt)로 나눌 수 있는데 대표적인 것으로는 녹니석대와 흑운모대가 있다. 녹니석대는 녹니석이 우세하기 존재하며, 키올리나이트(ky)와 녹니석(chl)의 두 광물이 공존하는 영역, 녹니석(chl)과 경녹니석(cld)의 두 광물이 공존하는 영역 그리고 녹니석(chl), 경녹니석(cld), 키올리나이트(ky)의 세 광물이 공존하는 삼상조합으로 나타낼 수 있는 영역이 존재한다. 하지만, 온도가 증가하는 경우, 암석의 성분에 있어서 Mg의 비율이 증가하게 되므로 AFM도에서 각 암석의 공존선들은 오른쪽으로 이동하게 된다. 이 경우, 석류석(gt)이라는 새로운 광물이 생성되는데 이는 경녹니석(cld)과 흑운모(bt)가 반응하여 만들어진 것이다. 이렇게 녹니석 대에서 성분의 Mg함량이 증가함과 동시에 석류석이 생성되기 시작하는 녹색편암상 내의 대(belt)를 흑운모대라고 한다. 만약 여기서 온도가 더욱 높아질 경우에는 흑운모(bt)와 경녹니석(cld)을 연결하는 공존선이 이동하여 녹니석(chl)과 석류석(gt)을 잇는 선분이 그어지게 되는데 이를 석류석대라고 한다. 이 대(belt)는 녹색편암상의 온도영역을 뛰어 넘는 각섬암상의 변성영역에 도달하게 된다. 이러한 석류석 대에서는 녹니석(chl)이 흑운모(bt)로 분해되는 반응이 이루어지며, AFM도에서 막대영역으로 존재하는 녹니석(chl)은 점차 감소하게 된다. 또한, 온도가 증가함에 따라 광물의 Mg의 비가 증가하는 현상이 나타난다. 하지만, 온도가 계속적으로 증가하면, 흑운모는 석류석으로 변성반응을 일으킨다. 엄밀히 말하면, Mg석류석(파이로프)과 Fe흑운모가 반응하여 Mg와 Fe를 교환함으로써 Fe석류석(알만딘)과 Mg흑운모를 만들어낸다. 이는 흑운모와 석류석이 공존하는 경우 Mg-Fe 교환반응을 나타낸 것으로 온도가 증가하게 되면 석류석과 흑운모의 Mg함량비는 높아지며 온도가 이후에도 계속적으로 증가하게 된다면 십자석대로의 암상의 변화가 이루어진다.
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