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편마암
편마암(片麻岩, Gneiss)은 입도가 큰 두 종류 이상의 광물들이 불규칙한 호층을 이루며 편마구조를 보여주는 변성암이다. 편마암에는 화성암 기원의 정편마암(orthogneiss)과 퇴적암기원의 준편마암(paragneiss)이 존재한다. 정편마암보다는 준편마암에서 편마리가 상대적으로 더 잘 발달된 경우가 많다. 편마암은 장석을 가장 많이 포함하며 석영, 운모류, 각섬석, 휘석, 석류석을 포함한다.
편마암 명칭은 암석내 구조와 구성광물에 따라서 세분된다.
목차
개요
편마암은 기존의 암석이 고온 고압의 변성과정을 받아 생기는 변성암의 하나이다. 편마암은 굵은 편리가 발달하여 있고 큰 결정으로 이루어져 있다. 운모, 녹니석과 같은 판상 광물의 함유량이 적다. 편마암은 어떤 암석이 변성되었는가에 따라 화강편마암, 섬록편마암 등으로 구분하기도 하지만 일반적으로는 구성 광물에 따라 석류석 편마암, 흑운모 편마암 등으로 구분한다. 화성암의 변성으로 생긴 편마암을 정편마암, 퇴적암의 변성으로 생긴 편마암을 준편마암으로 구별하여 쓰기도 한다.
편마암은 변성암의 일종으로, 검은색과 흰색의 무늬가 발달하여 장식용 암석(정원석)으로 많이 활용된다. 대중에게 가장 많이 알려진 변성암이자, 학술적으로 많이 사용되는 이름이지만 엄밀한 정의가 구축되지 않았다. 편마암의 일반적인 정의는 '편마 구조'가 드러난 변성암이다. 그러나 '편마구조(gneissosity)'라는 말 자체가 편마암에 잘 드러나는 백색-흑색 층이 교호하는 무늬를 가리키기 때문에 순환논리이다.
따라서 학술적인 용도로 연구할 때는, 야외조사 당시의 정보 차원(암석의 조직(texture) 정보를 전하기 위해)에서 편마암이라는 단어를 쓴다. 구체적인 용어는 더 확실하게 정의가 잡혀있고 더 많은 정보를 전달할 수 있는 단어를 쓴다.
편마암의 어원
편마암(gneiss; 片麻巖; 조각편, 삼마, 바위암) 어원: 18세기 중엽 독일어의 "번쩍임, 광채"의 뜻을 갖는 gneisto로부터 유래함.
암석 기재
편마암은 상대적으로 높은 온도-압력의 영향을 받는 광역변성작용에 의해 형성된다. 고온에서 변성작용을 받을 경우 입상 조직을 이루는 광물들끼리 군집을 이루고, 판상 내지 침상조직을 이루는 광물들끼리도 군집을 이루며 띠 형태의 엽리를 이루게 되는데 이것을 편마리라 하고 이러한 편마리를 가지고 있는 암석을 편마암이라고 한다.
편마암질 암석은 일반적으로 중립질 내지 조립질이다. 광물입자들은 대부분 재결정된 것이다. 변성 화성암이들은 화강 편마암, 섬록 편마암과 같이 모암을 나타내는 명칭을 수식어로 사용한다. 또한 편마암질 암석은 독특한 광물들이 포함되어 있을 경우, 석류석 편마암, 흑운모 편마암과 같이 그 광물의 이름을 수식어로 사용한다. 편마암질 암석은 그 특징이 편마암과 유사한 것을 말한다.
편마리 구조
편마암에는 줄무늬가 반복되는 호상구조(band)가 나타난다. 이 호상구조의 단면에 나타나는 각각의 띠(layer)는 서로 다른 광물들로 구성되어 있다. 이로 인해 각각의 띠는 색과 성분이 다르다. 이를 성분적 호층(compositional banding)이라고 부르기도 한다. 호상구조에서 상대적으로 어두운 부분은 고철질 광물(mafic mineral)로 구성되어 있고 밝은 색 부분은 규장질 광물로 이루어져 있다. 호상구조는 모암이 어떤 외력(전단, 압축, 인장력)을 받았는지에 따라서 모습이 달라진다.
일부 호상구조는 모암의 성분을 반영하기도 한다. 예를 들어 모암이 사암과 셰일의 호층을 갖는 퇴적암일 경우 각각의 성분이 규암과 운모 성분을 갖는 편마암으로 이루어진 호상구조로 형성할 수 있다. 그러나 모암에서의 층리의 방향과 편마암의 엽리 방향이 동일한 것은 아니다.
이 호상구조 형성의 또 다른 원인은 "변성 분별작용(metamorphic diiferenctiation)"이다. 변성작용 중 변성반응을 포함한 여러 작용을 통하여 동종의 광물끼리 모이는 작용을 의미한다.
모든 편마암이 뚜렷이 인지되는 호상구조를 갖는 것은 아니다. 예를 들어 화강편마암은 뚜렷한 호상구조가 관찰되지 않는 경우도 있다(오른쪽 그림)
구성광물
일반적으로 보는 편마암을 주로 구성하는 광물은 석영, 정장석, 사장석, 흑운모, 각섬석이다. 그렇지만 편마암이라는 단어 자체는 이 암석의 원암(protolith, 변성받기 전의 암석)에 대한 정보가 들어있지 않다. 또한 여러 성분의 암석에서 같은 편마구조를 발달시키는 것도 가능하다. 그래서 실제로 편마암은 원암에 따라 성분이 차이가 나기 마련이다. 또한 변성 정도에 따라서도 광물이 변한다. 어떤 암석은 근청석(cordierite)이 풍부할 수도 있고, 또 어떤 경우는 석류석(garnet)이 풍부할 수도 있다. 또한 같은 알루미늄 광물이라도 압력과 온도 조건에 따라 남정석-규선석-홍주석의 배합이 달라지게 된다.
편마암의 분류
편마 구조에 따른 분류
- 안구상 편마암(augen gneiss): 안구, 눈알 이라는 뜻을 갖는 독일어 "augen'에서 유래한 조립질의 편마암. 반상 조직을 갖는 화강암의 변성작용 중 전단력을 받은 타원 내지 렌즈형태의 반상쇄정질(porphyroclastic)의 장석이 만들어진다(그림 2).
- 호상 편마암(baded gneiss): 판상형 편마리가 띠 형태로 뚜렷하게 잘 발달한 편마암.
- 반상변정 편마암(porphyroblastic gneiss): 조립의 변정(porphyroblast)과 상대적으로 작은 입자(matrix)로 구성된 변성암.
광물 성분에 따른 분류
- 화강암질 편마암(granitic gneiss): 화강암류의 광물 조성과 비슷한 편마암류를 총칭.
- 화강편마암(granite gneiss): 화강암의 광물 조성(석영, 장석, 흑운모)로 구성되어 있고, 상대적으로 엽리의 발달이 미약한 편마암.
- 섬록편마암(diorite gneiss): 세립 입상 변정질 암석으로 편마구조가 존재하는 암석. 주 구성 광물은 사장석(안데신), 흑운모, 보통각섬석이며, 그 외에 소량의 석영, 미사장석 및 정장석도 존재한다.
- 흑운모편마암(biotite gneiss): 흑운모가 주된 엽리(편마리)방향을 정의하는 편마암. 주 구성광물은 석영, 장석, 흑운모로 화강암질 편마암과 매우 유사하다(그림 4, 5).
- 각섬석 편마암(hornblende gneiss): 주로 각섬석과 흑운모가 편마상 조직을 보여주는 편마암. 그 외에 석영, 장석류 등도 함유되어 있음. 석영은 존재 하지 않는 경우도 있다. 부수 광물로는 자철석, 인회석, 저어콘, 금홍석 등이 있다. 부성분 광물로서 자철석·인회석·지르콘·금홍석(金紅石) 등도 함유한다
원암 종류에 따른 분류
- 정편마암(orthogneiss): 화강암이나 화강섬록암 같은 화성암이 열과 압력의 광역 변성작용 결과 생성된 편마 구조를 갖는 편마암을 말한다. 정편마암에는 우백질 화강편마암, 각섬석-흑운모 화강 편마암, 흑운모-각섬석 화강 편마암 등이 존재한다.
- 준편마암(paragneiss): 모암이 퇴적암류인 편마암. 셰일이 광역변성작용을 받아 점판암-천매암-편암-편마암 순으로 변할 때 가장 마지막에 형성되는 고변성암을 지칭한다. 준편마암류 암석에는 호상편마암, 반상변정 편마암, 미그마타이트질 편마암 등이 있다. 이들 암석의 광물 조합은 정편마암과 크게 다르지 않으나, 근청석-규선석-석류석 등 고알루미늄 규산염 광물들이 준편마암에서 특징적으로 산출한다.
참고자료
- 〈편마암〉, 《나무위키》
- 〈편마암〉, 《지질학백과》
- 〈편마암〉, 《위키백과》
- 〈편마암〉, 《두산백과》
- 이상봉, 〈편마암(gneiss)에 대하여〉, 《네이버 블로그》, 2021-03-01
같이 보기
