혼펠스(Hornfels)는 접촉변성작용에 의해서 형성되며, 조직에 방향성이 없이 모자이크 구조를 띠는 세립질 변성암을 총칭하는 말로 뿔같이 치밀하고 깨진 자국은 모난 뿔 같아서 각암이라고도 부른다.
원래는 이질 퇴적암(泥質堆積岩)에서 유래하는 것에 대해서 사용한 용어이지만, 현재는 그 외의 암석으로부터 유래한 것이라도 무방향성 조직을 가진 변성암에 대해서는 혼펠스라 부르고 있다. 조직에 방향성이 없는 것은 변성작용의 요인이 주로 온도변화에 기인하기 때문이다.
혼펠스는 대체로 화성암관입암체(貫入岩體)를 둘러싼 좁은 구역에 분포하지만 압력보다 온도가 높은 조건이 우세한 지역에서는 광역변성작용에 의해서도 생성되는 예가 있다. 이 암석은 뿔같이 치밀하고 깨진 자국은 모난 뿔 같아서 각암(角岩)이라고도 부른다. A.T.브롱니아르(1827)가 처음으로 이 용어를 사용하였다.
광물조성
혼펠스의 광물조성은 암석 전체의 화학조성과 변성작용에서 받은 온도변화의 크기에 좌우되므로 다양하게 변한다. 이질 퇴적암이 중간 정도의 온도에서 혼펠스가 될 때는 흑운모나 홍주석이 생기고, 높은 온도에서는 근청석 ·규선석 ·정장석 ·흑운모가 생긴다. 또한 현무암이나 안산암 등의 화산암의 경우는 중간 정도에서 각섬석 ·단사휘석 ·사장석을 포함하고, 높은 온도에서는 단사휘석 ·규선석 ·사장석 등으로 된 혼펠스가 된다. 석회질(石灰質) 퇴적암이 이와 같은 변성을 받은 것을 스카른이라고 부른다.
상세
강암질 마그마와 퇴적암이 접촉할 때 나타나는 접촉변성작용의 한 예. 혼펠스는 마그마와 가장 인접한 부분에서 관찰된다. (출처: 대한지질학회)
저압조건에서 마그마 방(magma chamber) 주변, 맥암이나 암맥, 용암류 주변에서 접촉변성작용이 일어날 때, 깊이가 얕은 곳의 암석은 비교적 큰 항복강도(yield strength)를 갖고, 변성작용은 낮은 편차 응력(deviatoric stress) 하에서 일어난다. 이 조건에서 만들어지는 변성암류는 흔히 불규칙한 조직적인 특성(random textural fabric)을 나타내게 되는데 이를 granofels라고 부른다. 이때 특히 단단하고, 치밀하며, 세립질인 암석을 대상으로 혼펠스라고 부른다. 혼펠스 내의 광물 결정들은 대개 등립질이며 특별한 방향성을 보여주지 않는다. 혼펠스 생성온도는 대략 700-800 ℃ 정도의 범위이다. 혼펠스는 암석이 깨어질 때 산산이 부서지거나(splinter), 방향성이 없이 깨어지는 특징을 가진다, 짐승 뿔의 깨어진 표면과 같다 해서 독일어 hornfels 에서 기원하였고 암석이 깨어짐 조직(conchoidal fracture) 을 보여줄 때 혼펠스라고 부를 수 있다. 변형작용이 거의 가해지지 않았으므로, 모암에서 유래된 조직들은 보통 잘 보존되는 편이다.
혼펠스 암석들이 전단작용을 받으면 편암이나 편마암류로 변할 수 있는데 이때 구성광물은 같으나 혼펠스의 조직적 특성을 보여주지는 않는다.
혼펠스를 야외에서 구별하는 방법의 하나는 암석 조각을 지질조사용 망치나 같은 암석끼리 부딪쳐 보는 것이다. 혼펠스라면 공명이 발생하여 청명한 종소리가 들리는 경우가 많다.
혼펠스내에 반상변정들이 발생할 수 있는데 이때는 대개 계란형의 반점(ovoid spot) 형태로 나타난다. 이러한 혼펠스는 반점상 혼펠스(spotted hornfels)라고 불린다.
대개 진흙질 기원의 혼펠스가 제일 흔하며, 탄산염암, 염기성암의 혼펠스도 같이 나타난다. 변성암인 편암이나 편마암류도 혼펠스화 될 수 있다. 점토질 암석이나, 슬레이트, 셰일 등이 흔히 흑운모 혼펠스로 변하며, 이때는 주로 세립질의 흑운모와 석영, 장석 등으로 구성된다. 흑연, 전기석, 철산화물이 소량으로 나타나는 경우도 있다. 접촉변성의 정도에 따라 근청석, 홍주석이나 규선석의 결정 등이 반정 형태로 나타날 수 있는데 이 경우 세립질의 흑운모나 석영 등이 포유물로 나타나는 poikilitic 조직으로 나타나는 경우도 흔하다.
불순물을 함유한 석회암(impure limstone)이 열을 받을 때 석회규산염질 혼펠스가 될 수 있다. 순수한 석회암의 경우 대리암으로 재결정되나 모래, 진흙 등이 섞여 있는 석회암 내에서는 석영, 금운모, 장석류, 양기석 등의 각섬석류 외에 다양한 석회규산염 광물들이 만들어진다(투휘석, 녹염석, 석류석, 티타나이트, 주석(scapolite) 등). 원암의 특징을 반영하여 흔히 층상의 암체로 나타나는 경우가 많으며, 세립질이며 원래의 석회암보다 훨씬 단단한 강도를 갖는다.
현무암, 안산암류도 혼펠스화 될수 있다. 이들은 흔히 장석류와 각섬석, 휘석류의 광물로 구성될 수 있다. 스핀이나 흑운모 등이 수반되기도 한다. 용암류내 포획물로 또는 휘록암과 같은 고온의 암맥과 인접한 이질암이 부분적으로 용융될 경우 유리질의 혼펠스가 만들어지는데 이를 부카이트(buchite)라고 부른다.
참고자료
같이 보기
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