암석(rock)에 대하여

암석(rock)이란? 

지구를 덮고 있는 단단한 고체 부분을 의미합니다. 돌이라고도 부릅니다. 많은 곳에서 암석층은 겉으로 드러나지 않고 흙으로 덮여 있는데, 흙도 유기물이 섞여 있는 작은 암석 조각으로 이루어져 있습니다. 암석은 지표면 뿐만 아니라 바다 밑바닥을 덮고 있습니다. 

언덕이나 작은 산을 꿰뚫는 길이 나 있을 경우, 흔히 암석층이 드러나 있는 것을 볼 수 있는데, 이를 노두라고 부릅니다. 노두는 직접 관찰 할 수 있고 접근하기 용이 하기 때문에 간단한 도구를 가지고도 암석을 채집 할 수 있습니다. 

암석을 돋보기나 현미경으로 관찰해보면 대부분 여러 가지 광물이 합쳐져 있는 것을 알 수 있습니다. 어떤 암석은 광물의 크기가 너무 작아서 입자가 없고, 덩어리로 뭉쳐진 것처럼 보이기도 합니다. 이러한 암석들도 아주 얇은 조각으로 잘라서 현미경으로 살펴보면 광물 입자를 볼 수 있습니다. 

암석과 광물은 사람에게 매우 쓸모가 있습니다. 화강암, 대리암을 비롯한 여러 암석들은 건축에 사용하기도 하고 석회암은 시멘트로 제조하여 콘크리트를 만드는 데 쓰입니다.

알루미늄, 철, 납, 주석과 같이 실생활에서 널리 쓰이는 금속은 광석이라는 암석에서 나오며, 리듬이나 우라늄과 같은 방사성원소도 광석에서 얻을 수 있습니다. 광석이 모여 있는 곳을 광상이라고 하는데 광상은 지표 가까운 곳에도 있고, 지하 깊은 곳에도 있습니다. 

암석은 만들어지는 과정에 따라서 크게 화성암, 퇴적암, 변성암으로 나뉩니다.

지구에서 볼 수 있는 암석

화성암

땅 속 깊은 곳에는 암석이 녹은 물질인 마그마가 모여 있는 곳이 있습니다. 마그마는 매우 큰 압력을 받고 있으며, 온도는 750~1250℃로 뜨겁습니다. 뜨거운 마그마는 지진이나 땅 속 깊은 곳에서 일어난 운동으로 인해 생긴 틈을 따라 지표로 올라옵니다. 올라온 마그마가 식으면 굳어져서 화성암이 만들어지고, 화성암은 다시 분출암과 관입암으로 나뉩니다.

분출암

마그마가 지표면으로 나올 때 생기는 것을 분출암이라고 합니다. 마그마가 땅 위로 나온 것을 용암이라고 하는데 용암이 나온 틈 부근에 쌓여서 굳어지면 화산이 만들어지게 됩니다. 지표면은 땅 속보다 온도가 낮기 때문에 용암은 몇 시간 안에 식습니다.  용암 안에 녹아 있던 광물도 빠르게 굳어지므로 결정은 생기지 않습니다. 용암이 빨리 식어서 굳어지면 유리질의 흑요석이나 겉면에 구멍이 많은 부석 따위가 만들어집니다. 용암이 이보다 천천히 굳어지면 결정의 크기가 매우 작은 암석이 만들어집니다. 이러한 미정질 화성암에는 어두운 색을 띄는 현무암과 밝은 색을 띄는 규장암이 있습니다.

화산이 매우 격력하게 폭발할 때에는 분화구로 화산쇄설물이 나옵니다. 화산쇄설물이란 크기가 매우 작은 화산진부터 지름이 30cm보다 큰 화산탄까지 크기가 여러 가지인 암석의 파편입니다. 화산쇄설물이 서로 모여서 굳어지면 집괴암이나 화산각력암이 만들어집니다. 분출암은 화산암이라고도 합니다. 

관입암

지표면으로 미쳐 나오지 못한 마그마가 땅 속에서 굳어져 생긴 것입니다. 가끔 마그마가 지표 가까운 곳에서 굳어지면 관입암은 피부에 물집이 생긴 것처럼 지표면을 부풀어오르게 합니다. 마그마는 암석층 사이로 뚫고 들어가 병반, 암맥, 암상을 만듭니다. 가까이 있는 암석을 녹여 빈 틈을 만들기도 합니다. 

관입암은 땅 속에서 천천히 식으면서 굳어지기 때문에 광물 결정의 크기는 눈으로도 볼 수 있을 만큼 크기가 큽니다. 조립질 화성암으로는 화강암, 섬장암, 반려암이 있습니다.

 

퇴적암

퇴적암은 과거에 만들어진 암석 조각이나 동물 식물의 찌꺼기가 모여서 만들어집니다. 이러한 물질은 대부분 층을 이루며 바다 밑바닥에 쌓이고, 어떤 것은 땅 위와 호수나 강바닥에 쌓입니다. 처음에는 서로 합쳐지지 않은 상태로 있던 퇴적물이 오랜 시간이 흐르면 단단하게 뭉쳐져서 암석이 됩니다. 퇴적암은 암석을 만드는 물질의 종류에 따라 쇄설성 퇴적암, 화학적 퇴적암, 유기적 퇴적암으로 나누어집니다.

쇄설성 퇴적암 

입자가 굵은 자갈, 입자가 가는 모래, 입자가 매우 가는 미사와 점토까지 여러가지 크기의 암석 조각으로 이루어집니다. 

이러한 암석 조각은 과거에 만들어진 암석이 햇빛, 공기, 물, 생물 등의 작용으로 깨지고 부서져서 만들어진 것입니다. 암석 조각은 주로 흐르는 물이나 바람, 빙하에 쓸려서 움직이다가 어떤 한 곳에 퇴적되는데 퇴적물들이 오랫동안 층을 이루면서 쌓이게 되면 아래 있었던 층은 윗층의 압력을 받아 다져지면서 물이 빠져나갑니다. 이 때 남은 퇴적물은 교결 물질로 인해 입자끼리 서로 단단하게 맞붙은 채로 굳어집니다. 미사가 모이면 미사암, 점토가 모이면 셰일이 만들어집니다. 모래 입자는 서로 합쳐서 사암을 만들고 여러 가지 크기의 둥근 자갈은 서로 합쳐져 역암을 만듭니다. 깨져서 모가 난 암석 조각이 서로 합쳐지면 각력암이 됩니다. 

화학적 퇴적암

물 속에 녹아 있던 광물이 가라앉으면서 만들어진 퇴적암입니다. 물이 증발하면 남은 광물은 결정화하여 염화나트륨은 암염, 인산칼슘은 인산염암, 황산칼슘은 석고 등을 만듭니다. 석회암층은 탄산칼슘으로 이루어진 방해석 결정이 모여서 만들어진 경우가 많으며 철광상은 물에 녹아 있던 산화철 성분이 결정화하여 만들어집니다. 물에 녹은 실리카가 결정화하면 석영의 변종 가운데 하나인 플린트층이 만들어집니다.

유기적 퇴적암

과거에 살았던 동물과 식물의 껍데기, 뼈 등으로 만들어진 퇴적암입니다. 조개류나 갑각류는 물에 녹아 있는 탄산칼슘을 흡수하여 껍데기를 만들고, 산호는 탄산칼슘으로 산호초를 만듭니다. 이러한 생물이 죽어서 쌓인 산호초나 껍데기가 굳어지면 화석이 많은 석회암이 만들어집니다. 

 

변성암

변성암은 이미 있던 암석의 모양과 광물 조성이 바뀌어 만들어진 암석을 의미합니다. 변화는 뜨거운 마그마 때문에 일어날 수도 있고 암석이 땅 속 깊이 파묻혀있거나 조산운동이 일어날 때 나오는 열과 압력 때문에 일어날 수도 있습니다. 화성암, 퇴적암, 심지어 변성암까지 변성작용을 받게 되면 새로운 변성암이 만들어집니다. 예를 들어 화강암은 석영, 장석, 운모로 되어있고, 배열사애에 특징이 없습니다. 반면 화강암이 변성작용을 받게 되면 운모 결정으로 된 층과 장석, 석영 결정으로 된 층이 번갈아 줄지어 나타나는 편마구조가 만들어집니다. 이렇게 만들어진 새로운 암석을 편마암이라고 합니다. 그리고 석회암이 변성작용을 받게 되면 석회암을 이루는 방해석이 다시 결정화하면서 대리암이 만들어지게 됩니다. 사암이 변성작용을 받으면, 원래 있던 석영 입자들이 서로 달라붙어 더욱 커져서 규암을 만듭니다. 부드러운 셰일은 단단한 점판암으로 바뀌고 열과 압력이 더욱 높아짐에 따라서 천매암, 편암, 편마암으로 점차 바뀌게 됩니다.