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변성암석학 정리본 Up

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변성암석학 정리본

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1. 전진변성작용과 후퇴변성작용

2. 변성상과 변성상계열

3. AFM 상평형도에서 사암의 도시

1. 전진변성작용과 후퇴변성작용

변성작용은 크게 전진변성작용과 후퇴변성작용으로 구분할 수 있다. 전진변성작용이 일어날 경우, 암석은 STP(지표 온도와 압력조건)에서 떨어져 보다 높은 압력과 온도에 의한 영향을 받아 변성된다. 반면, 후퇴변성작용은 최고 변성도에 도달한 암석이 다시 STP상태로 변이하는 것을 말한다. 즉, 후퇴변성작용이 일어나는 경우, 온도와 압력이 지표조건에 가까워진다. 여기서 중요한 사실 중 하나는 후퇴변성작용이 일어나면서 생성된 암석은 온도 상승기의 조건에 있을 때의 암석을 지시하지 못한다는 점이다. 그 이유는 전진변성작용 시에 탈수반응이 일어나기 때문에 이러한 전진변성작용이 일어나는 동안 유체의 이동에 의한 재결정작용이 촉진되는 반면, 후퇴변성반응 시에는 상당수의 유체가 빠져나가 버리기 때문에 원암과 동일한 암석을 지시할 수 없게 되기 때문이다.

2. 변성상과 변성상계열

변성상이란 암석의 화학조성이 다르더라도 같은 온도와 압력 조건에서의 암석조건을 나타내는 것이다. 대표적인 변성상으로 불석상, 프레나이트-펌펠리아이트상, 녹색편암상, 각섬암상, 백립암상, 청색편암상, 에클로자이트상 등이 있다. 보통 높은 지온구배를 갖는 영역은 호온펠스상을 거쳐 백립암상으로 상변이가 이루어지고 저온고압 변성지역의 경우는 불석상에서 프레나이트-펌펠리아이트상을 거쳐 청색편암상, 에클로자이트상을 경유하는 변성상대가 만들어진다. 가장 구별되는 변성대 지역으로는 일본의 예가 있다. 일본의 경우 판이 수렴하는 경계에 생긴 화산호가 존재하므로 판이 수렴하는 경계와 화산이 분출하는 지역의 변성대가 각기 다른 쌍변성대의 특징을 갖는다. 먼저, 판이 수렴하는 해구가 분포하는 지역은 낮은 지온구배를 갖는 특징이 있으며 굉장한 고압 변성조건을 가지고 있다. 반면, 일본의 화산호 지역은 고온ㆍ중압변성대로 부칸 혹은 바로비안 변성대가 만들어진다. 부칸형과 바로비안형은 불석상, 프레나이트-펌펠리아이트상, 녹색편암상, 각섬암상, 백립암상으로 이어지는 변성상계열로 홍주석의 산출 유무로 부칸형과 바로비안형의 변성상계열을 구분한다. 일본의 화산호 지역에서는 내측에 이러한 부판형과 바로비안형 변성대가 동시에 존재하며, 외측의 해구 근방의 섭입대에서는 삼바가와형 변성상계열이 존재한다. 반면, 이러한 수렴지역과는 달리 발산형 경계지역인 해령지역에서는 고온저압형 변성작용이 나타나므로, 호온펠스상에 이어 백립암상의 암석이 나타나는 특징을 갖는다. 또한, 조산대의 경우에는 보통 중온중압형 변성작용이 나타나므로 바로비안형 변성상계열이 존재하며, 심부에는 백립암상의 암석이 존재한다. 이러한 백립암상의 암석의 존재유무는 백운모의 유무로 판별할 수 있다. 백운모는 함수광물로 고온 환경에서 근청석과 정장석으로 분해되어 백립암상에서 백운모는 존재하지 않기 때문이다. 이렇게 바로비안형 변성작용은 중압형 변성작용으로써 나타나며 어느 정도 광역적으로 존재한다. 마찬가지로 부칸형 변성작용 또한 광역적으로 나타나는 변성작용으로 바로비안 변성작용과 다르게 저압형 변성작용에 속한다. 부칸형 변성작용은 접촉변성작용과는 다르게 광역적으로 나타나며 엽리상 조직이 존재한다는 특징이 있다. 하지만, 접촉변성작용은 고온 변성작용으로 국소적으로 나타나며, 엽리상 조직이 없는 반면, 새니디나이트상 조직이 있다는 특징을 갖는다.

3. AFM 상평형도에서 사암의 도시

AFM도는 세 꼭지점에 알루미늄규산염광물(A), Fe(F), Mg(M) 성분을 바탕으로 암석의 성분특징을 도시한 삼각형이다. 즉, 꼭지점 A 근방에는 석영사암과 같은 알루미늄 점토 성분 함량이 많다. 반면 암편사암과 같이 미분화된 암석은 Fe, Mg를 많이 함유한 광물을 포함하므로 꼭지점 Mg와 Fe를 잇는 선분 부근에 도시된다. 사암의 성분은 AFM도에서와 마찬가지로 QFL도에 도시할 수 있는데, Q는 Quarz의 약자로 석영을 많이 포함하는 점을 나타내며, F는 Felcite의 약자로 장석을 의미한다. L은 암편을 의미한다. 마찬가지로 풍화가 잘 이루어지지 않는 사암은 암편을 많이 포함하며 QFL도에서 꼭지점 L에 가깝게 도시된다. 반면, 침식으로 인해 심성암 부분이 노출될 경우 여기서 나타나는 사암에는 장석의 성분이 많으므로 점 F에 가깝게 도시된다. 반면, 풍화가 많이 일어난 암석의 경우 최종 풍화잔존물인 석영의 함량비가 높아지므로 점Q에 가깝게 도시된다.

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