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응회암
응회암(凝灰巖, Tuff)은 화산재가 쌓여서 굳어져 만들어진 퇴적암이다. 다공질이며, 장식재료로 사용할 수 있다. 용결응회암이라고도 한다. 대한민국에는 구산동 응회암 등이 있다.
화산활동으로 발생하는 유준명(凝灰巖)은 퇴적암의 한 종류로 분류된다. 화산 분진 및 쇄설성 퇴적물 중 퇴적물의 입자 크기가 웬트워스의 분류에서는 4mm 이하, 피셔의 분류에서는 2mm 이하인 화산재(0.06mm~2mm)와 화산진(0.06mm 이하)이 퇴적, 고결되어 굳은 쇄설성 퇴적암이다. 응회암은 암질에 따라 유리질응회암(암석의 75% 이상이 유리파편), 결정응회암(주로 마그마에서 연유한 결정 위주로 구성된것), 석질응회암(기존 암석의 파편 위주로 구성된것)으로 분류된다. 화산탄을 함유한 응회암은 응회집괴암이라 하고, 부석이나 암재가 굳어진 암석을 각각 부석응회암, 암재응회암이라 한다. 응회암의 일종인 용결응회암은 화산재, 부석, 암재가 고온인 채로 두껍게 퇴적될 때 그 하중으로 인한 압력으로 암편이 용결하여 생기는 것이다. 이렇게 만들어진 용결응회암은 고열에 매우 강한데, 일본 아키타현의 오가 반도에는 고열에서 달군 용결응회암을 냄비에 넣고 조리하는 '이시야키(石燒)'라는 나베 문화가 있다.
한반도에서는 경기도 연천군 청산면 장탄리 선봉의 남쪽과 북서쪽 그리고 변산 반도, 제주도 수월봉에서 산출된다.
상세
화산 응회암으로도 알려져 있는 응회암은 화산 분화 시 화구에서 분화한 직경 2 mm 이하의 화산재로 만들어진 암석이다. 화산 분화에서 방출되는 물질은 고체, 액체, 기체의 3가지 상으로 분류할 수 있다. 첫째, 화산 가스는 주로 증기, 이산화탄소 및 황 화합물(온도에 따라 이산화황, SO₂ 또는 황화수소, H₂S)로 만들어진 혼합물이며, 둘째, 용암은 마그마가 지표면 위로 흘러넘칠 때의 이름이며, 셋째, 테프라 (tephra)는 대기 중으로 방출되는 튀어나오는 모든 모양(각지거나 또는 둥근)과 모든 크기의 고체 물질 덩어리를 말한다. 특히 테프라는 화산 내부의 마그마가 뜨거운 화산 가스의 급격한 팽창으로 인해 날아갈 때 주로 만들어진다. 마그마는 일반적으로 지표면에 흘러 나올 때 압력이 감소함에 따라 용액에 녹아있는 가스가 탈출하면서 폭발한다. 이러한 격렬한 폭발로 인해 화산에서 날아갈 수 있는 단단한 물질이 생성된다. 화산학(화성암석학)에서는 지름 2 mm보다 작은 덩어리(모래 크기 이하)를 화산재라고 부른다. 화산재는 분출되고 퇴적된 후 고화작용이라고 불리는 단단한 암석으로 다져지는 작용을 거친다.
응회암은 화산재가 쌓여서 고화되는 과정을 중시하면 퇴적암으로 분류하며, 화산재가 생성된 성인 즉 마그마로부터 만들어진 것을 강조하면 화성암으로 분류한다. 과거에는 주로 퇴적학적 용어를 사용하여 기술되었지만, 최근에는 성인을 중요시하여 화성암석학적 개념으로 연구된다.
응회암은 화성쇄설성 퇴적물 중 퇴적물의 입자 크기를 기준으로 웬트워스의 분류에서는 4 mm 이하, 피셔의 분류에서는 2 mm 이하인 화산재(2 mm~0.063 mm)와 화산진(0.06 mm 이하)이 퇴적, 고결되어 굳은 화성쇄설성 퇴적암이다. 응회암은 일반적으로 75% 이상의 화산재로 구성되며, 나머지는 화산력(라필리)과 화산암괴를 포함할 수 있다.
응회암은 구성되는 화산재의 주성분 원소 성분의 화학 조성에 따라 유문암질 응회암, 조면암질 응회암, 안산암질 응회암, 현무암질 응회암 등으로 분류되며, 고온에서의 용결구조가 발달하면 용결 응회암으로 분류된다.
응회암은 구성하는 암질의 비율에 따라 유리질 응회암(암석의 75% 이상이 유리파편), 결정질 응회암(주로 마그마에서 연유한 결정 위주로 구성된 것), 석질 응회암(기존 암석의 파편 위주로 구성된 것)으로 분류된다. 결정질 응회암은 주로 마그마로부터 비롯된 결정으로 되어 있으며, 석질 응회암은 기존 암석의 파편이 주가 되고, 유리질 응회암은 암석 전체의 75% 이상의 유리파편으로 되어 있다. 화산탄을 함유한 응회암은 집괴암이라 하고, 부석이나 스코리아가 굳어진 암석을 각각 부석 응회암, 스코리아 응회암이라 한다. 응회암의 일종인 용결 응회암은 화산재, 부석이 고온인 채로 흘러 두껍게 퇴적될 때 그 하중으로 인한 압력으로 부석과 암편이 압축 신장되고 용결하여 생기는 것이다. 우리나라에서는 경북 주왕산 화산암체, 경기도 연천군 전곡읍 장탄리 선봉의 남쪽과 북서쪽, 그리고 변산 반도 등 여러 곳에서 산출된다. 응회암은 단기간에 형성되고 넓은 범위에 걸쳐 거의 균등한 특징을 나타내기 때문에 층서학상 중요시된다. 즉, 지층의 층서를 판별할 때 열쇠층(건층, key bed)으로 이용된다.
응회암은 단열이 좋고, 다른 암석에 비하여 비교적 채석하기에 용이하여 고대로부터 건축 자재로 자주 사용되었다. 로마인들은 많은 건축물과 교량 축조에 응회암을 사용하였으며, 유명 건축물인 세르비안 벽(Servian Wall)도 응회암으로 건축하였다.
종류와 특징
응회암은, 화산학에서는, 구성 입자의 대부분이 직경 4mm 이하의 미세한 화산재로 이루어진 화산 쇄설암이 굳어진 것으로, 백색·회색에서 암녹색·암청색·적색까지 다양한 색이 있습니다. 덩어리 형태로 갈라지는 방법에 방향성은 없습니다. 응회암은 층상 구조(층리)를 가지지 않는 경우도 많습니다만, 대규모의 분연으로부터 강하한 경우나, 수중에서 천천히 퇴적한 경우는 층상을 이룰 수도 있습니다. 응회암은 원래 화산재의 생성상황이나 이후 퇴적상황에 따라 각각 특징을 가진 여러 종류로 분류되며 특징적인 응회암을 아래에 소개한다.
- ①경석응회암(부석응회암, pumice tuff)
분화 시 지상으로 분출된 경석(부석)을 주요 구성물질로 하는 것으로 성분은 유문암~안산암질이다. 도치기 현 우쓰노미야 시산 오타니 석은 석재로 유명하다.
- ②용결응회암(welded tuff)
거대한 칼데라 분화에 따른 화쇄류에 의해 공중으로 방출된 분출물이 지상으로 하강한 후 분출물 자신이 가진 열과 중량에 의해 그 일부가 용융되고 압축되어 이루어진 응회암의 일종이다. 두껍게 퇴적된 용결응회암은 냉각 시 천천히 수축하여 멋진 주상절리를 형성하는 것이 특징이다. 규모가 큰 분화로 형성된 것은 특히 이 그 닌 브라이트(ignimbrite)라고 불리기도 한다. 홋카이도 대설산동쪽 층운협에서는 용결응회암의 멋진 주상절리를 볼 수 있다. 아소산동 쪽 미야자키현 다카치호협은 아소산 유래의 용결응회암 대지를 고카세 강이 침식한 계곡이다. 북알프스의 호타카다케 산체는 약 170만 년 전 이곳에 있던 칼데라 화산이 대폭발 했을 때의 용결응회암으로 이루어져 있다.
- ③역질 응회암
화산재 분출 시나 이동, 퇴적 중에 도입된 다른 암석력을 포함하는 것을 말하며, 동시에 경석을 포함하는 것도 많고, 또 용결 되어 있기도 하다.
- ④녹색응회암(green tuff, 그린터프)
중국 지방의 일본해 쪽에서 중부·관동·동북 지방에 넓게 분포하고 있다. 신생대 제3기의 대규모 해저 화산 활동에서 유래한 것으로 생각되며, 일본 열도의 근간을 이루는 암석 중 하나이다.
- ⑤휘록응회암(schalstein)
염기성 응회암이라고도 하며 약간 변질된 광물을 많이 함유하기 때문에 녹색이나 붉은색을 띠고 있다.
대한민국의 응회암
구산동 응회암
구산동 응회암(九山洞 凝灰巖, Gusangdong Tuff)은 대한민국 경상 분지 의성소분지에서 경상 누층군 사곡층과 춘산층 사이에, 밀양소분지에서 경상 누층군 함안층과 진동층 사이에 있는 응회암 지층이며 경상 분지의 열쇠층이다. 이 지층은 영천시 신녕면에서 처음 발견되어 신녕 역암이라 불렸으나 이후 응회암임이 확인되어 구산동 응회암으로 명명되었다. 구산동 응회암은 두께가 1~4 m, 최대 30 m에 불과하지만 측방으로의 횡적 연장성이 우수하여 경상북도 의성군에서 남해안 사천시 앞바다까지 200 km 이상 연장된다. 구산동 응회암은 층서적으로 볼 때 함안층과 진동층의 경계와 거의 일치하기 때문에 구산동 응회암의 생성시기는 함안층과 진동층의 경계시기와 거의 일치한다고 볼 수 있다. 구산동 응회암에 대한 절대 연령 측정 결과는 대략 9600만~9700만 년 전이다.
사천시
사천시 정동면 학촌리 국도 제33호선에서 구산동 응회암이 관찰된다. 사천시 신수도에는 백악기 퇴적암 사이에 약 2.5 m 두께의 응회암이 있어 이를 신수도 응회암이라 부른다.
밀양시~양산시
밀양시 삼랑진읍과 양산시 원동읍 지역에는 경상 누층군 유천층군 운문사유문암질암류의 유문암질 회류응회암과 강하응회암이 발달한다. 유문암질회유응회암은 생림면, 상동면, 원동면과 삼랑진읍 행곡리 등에 분포하며 토속산, 무척산, 천태산 등의 험준한 산악 지대를 형성한다. 강하응회암은 응회암과 라필리 응회암이 교호하여 층리를 발달시키며 이 층리의 주향은 북동 30°~북서 80°이고 북쪽으로 12~30° 경사한다. 라필리 응회암은 회백색, 암갈색, 암회색의 유문암편을 다량 함유하고 안산암편을 드물게 함유하며, 소량의 장석과 석영립을 함유한다.
참고자료
- 〈응회암〉, 《위키백과》
- 〈응회암〉, 《나무위키》
- 〈응회암〉, 《지질학백과》
- 오아이하루, 〈응회암의 종류와 특징〉, 《티스토리》, 2023-02-08
같이 보기
