규암

규암(珪岩, Quartzite)

규암(珪岩, Quartzite)은 각암이나 규질의 사암에 열에 의한 접촉변성작용이 일어나 형성된 변성암이다. 흔히 차돌이라고 부른다. 규암은 석영이 재결정하여 이루어져 있으며 매우 단단하다. 대한민국에 있는 고생대 조선 누층군의 지층 중 장산 규암층과 동점 규암층이 규암으로 구성되어 있다. 규암의 색은 흰색에서 회색이 일반적이나, 분홍색, 갈색, 검은색을 띌 때도 있다.

개요

규암은 대부분이 석영으로 구성된 변성암의 일종이다. 규암의 석영 함량은 대체로 90% 이상이며, 일부 경우에는 99% 이상에 달하기도 한다. 대부분의 규암은 석영질 사암이나 처어트와 같이 석영이 풍부한 퇴적암이 변성작용을 받아 형성된다. 규암은 정의상 변성작용의 산물인 변성암의 일종이다. 하지만 석영 함량이 매우 높고 석영 입자들의 과성장(overgrowth)을 포함하는 완전한 석영질 사암도 종종 규암이라 불리기도 한다

색은 백색·회색 ·홍색·적색·갈색·흑색 등을 띠며, 일반적으로 담색이다. 유리광택이 있다. 백운모·규선석·남정석·녹렴석·석묵 등의 광물을 함유하고 있는데 이는 원래의 사암에 함유되었던 점토질 물질이나 석회질 물질 등이 변성도에 따라 생성된 것이다.

석영질 사암이 변성작용에 의하지 않고, 규산분이면서 입자가 치밀하게 결합된 암석으로 되는 일이 있는데, 이를 정규암(正硅岩)이라 한다. 이것은 무수규산이 석영입자 둘레에 결정을 이루어 각 석영입자가 증대된 듯이 되어 있는 것이 많다. 이 퇴적암에 속하는 규암은 변성암인 규암과 쉽게 구별하기는 힘들지만, 현미경으로 살펴보면 간단히 구별된다.

어원

한국명은 규소+암석의 준말인 규암이다. 주성분인 석영의 화학식에 규소가 포함되어있기때문.

영어명은 석영을 뜻하는 영어인 Quartz에서 나왔다. 석영이 주가 되어 만들어진 암석이니 어찌보면 당연한 이름. 참고로 Quartz는 독일의 지명 Quarz에서 유래했다.

중국어로는 시잉얜(石英岩, shí yīng yán)이다.

특징

규암의 성분은 석영(SiO₂)이다. 석영이 주성분인 사암이나 처트 등이 광역 변성 작용이나 열변성 작용을 받아 생기는 광물이다. 모래를 구성하던 다량의 석영 입자가 치밀하게 재결정되고 덧자라면서 암석이 치밀해지고 단단해진다. 이 때문에 까끌까끌한 사암과 달리 규암은 견고하고 각지며 매끈한 인상을 받게 된다.

석영이기 때문에 단광물암(말 그대로 단일 광물로 이루어진 암석)이라고도 표현할 수 있다.

사암이었을 때는 쇄설성 조직(입자와 입자 사이에 약간의 빈 공간이 존재)이었으나 변성 작용을 받은 규암은 입상변정질 조직(입자와 입자 사이가 매우 치밀하게 붙어있다)으로 변한다. 덕분에 암석이 매우 단단하고 풍화작용에 강하다.

만들어질 때의 사암이 석영 100%가 아니라 점토질 물질 등을 포함하고 있다면 운모류나 남정석, 전기석 같은 점토 광물들이 발견된다. 이럴 때에는 단순히 불순물이 들어갔기 때문에 불순규암이라 부르거나 운모 규암, 남정석 규암 같이 광물의 이름을 붙여 특별하게 분류한다. 그러나 이런 것은 드물고 보통은 이런 변성 광물들이 잘 생기지는 않고 순수한 SiO₂들만 관찰된다.

사암이 변성 작용을 받으면 생기기 때문에 구릉지, 산이나 판과 판이 충돌하는 지역에서 자주 생성된다. 실제로 미국의 애팔래치아 산맥 등지에서 거대한 규암층들이 발견되고는 한다.

노르웨이 트롬스(Troms)주에 분포하는 규암의 현미경 사진. 대부분이 서로 달라붙은 석영 입자들로 구성되어 있으며, 전기석, 백운모, 석류석 등의 부성분 광물이 관찰된다

물리적 특성

규암을 구성하는 석영 입자들은 높은 온도와 압력의 변성작용을 받을 때 다짐작용과 재결정작용을 받아 서로 치밀하게 달라붙은 입상질 조직을 보여준다(그림 2). 이러한 단단하고 치밀한 조직으로 인해 규암은 깨질 때 석영 입자 사이의 경계를 따라 갈라지기 보다는 석영 입자를 관통하면서 깨지는 특성을 보여준다. 규암의 모스경도는 약 7이고 유리광택을 보여주는데, 이들은 모두 주성분 광물인 석영의 특성을 반영한 것이다. 순수한 규암의 색은 흰색에서 회색이 일반적이나 색소 역할을 하는 미량의 불순물 종류에 따라 다른 색상을 띠기도 한다. 산화철을 함유하는 규암은 분홍색 내지 붉은색을 띠며, 이외에도 다른 광물을 함유할 경우 노란색, 파란색, 갈색 등 다양한 색상을 나타내기도 한다.

생성과 산출

대부분의 규암은 수렴경계에서의 조산운동 당시 석영질 사암이 지하 깊이 매몰되면서 만들어지기 때문에 조산대에서 자주 관찰된다. 규암은 물리적·화학적 풍화에 가장 강한 암석 중 하나로 산맥 정상부나 능선을 이루는 경우가 많다. 규암은 풍화되어도 석영 입자만 남고 토양을 구성할 수 있는 점토광물은 만들어지지 않기 때문에 토양을 생성할 수 있는 모암으로서의 역할은 미미하며, 따라서 규암은 토양층이 없거나 아주 빈약한 기반암으로 나타나는 경우가 흔하다. 규암은 변성작용의 산물이므로 다양한 지질시대에 걸쳐 나타날 수 있지만, 대체로 선캄브리아시대와 고생대 같이 오래된 지층에 흔하며, 신생대 지층에서는 드물게 관찰된다. 한국에서 규암은 경기육괴와 옥천대의 여러 지역에서 발견되는데, 경기육괴에서는 선캄브리아시대의 규암이 관찰되고, 옥천대에서는 고생대의 규암이 석영질 사암과 함께 나타난다

석영질 사암과의 구분

오늘날 많은 지질학자들은 규암이라는 용어의 의미를 대부분이 석영으로 구성된 변성암으로 제한해서 적용하고 있지만, 일부 지질학자들은 석영 함량이 이례적일 정도로 매우 높은 석영질 사암에 대해서도 규암 혹은 정규암(orthoquartzite)이라는 용어를 사용하기도 한다. 정규암 용어 사용은 점차 사라지고 있지만, 오래된 서적이나 문헌에 남아 있는 경우가 많을 뿐만 아니라 여전히 많은 사람들이 사용하고 있다. 이렇게 석영질 사암과 규암 용어가 혼용되는 이유 중 하나는 많은 경우 석영질 사암과 규암의 구분이 애매하여 서로 구분하기 힘든 경우가 흔하기 때문이다. 예를 들어 일부 규암은 변성작용을 받아 재결정화되었지만, 층리 등과 같은 퇴적구조가 남아 있어 석영질 사암으로 오해하기 쉬우며, 석영의 함량이 높은 괴상의 사암은 야외에서 규암과의 구분이 현실적으로 어려운 경우가 많다. 이러한 용어 사용의 혼란을 피하기 위해 일부에서는 성인에 관계없이 규암을 거시적인 특성을 반영하는 야외 암석명으로 사용하되, 조직에 따라 여러 유형으로 세분하자는 의견도 제시된 바 있다

활용

흔히 '차돌'이라 부르는 것이 이 규암이다. 입자들이 변성 작용에 의해 치밀하게 변했기 때문에 단단하다. 도로나 철도길을 따라가다 보이는 자갈들이 대부분 이것이다. 건축적인 용도로는 건물 벽이나 바닥, 계단, 지붕용 타일 등에 넓게 사용된다. 순수하게 석영으로만 된 규암은 실리카의 원료로 사용한다. 또한 석기 시대의 인류에겐 흑요석처럼 중요한 재료였는데 단단하고 날카롭게 깨지는 특성 덕에 주먹도끼, 석창, 화살촉 등의 수많은 타제석기를 만드는데 사용되었다.

참고자료

• 〈규암〉, 《나무위키》
• 〈규암〉, 《위키백과》
• 〈규암〉, 《두산백과》
• 〈규암〉, 《지질학백과》

같이 보기

• 사암
• 변성암
• 석영

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