* 퇴적암의 생성과정과 환경 *

[꽉찬달]

퇴적암의 생성 과정과 환경

퇴적암의 생성 과정과 환경  

다양한 기원의 퇴적물들은 물, 바람, 빙하 등에 의해 운반되거나 단순히 중력에 의해 낮은 곳으로 이동하여 퇴적된다. 퇴적물이 쌓인 후 압력에 의해 다져지고 방해석 성분이나 규질 성분에 의해 퇴적물이 서로 단단히 결합하여 암석이 되는데, 이러한 과정을 속성 작용이라고 한다. 퇴적암이 생성되는 과정에서 다양한 퇴적 구조가 형성되는데, 특히 퇴적물이 쌓인 퇴적 환경에 따라 특징적인 퇴적 구조가 만들어지며 퇴적물의 종류도 달라진다.

퇴적 환경은 크게 육상 환경과 해양 환경, 그리고 이 두 환경이 서로 접하고 있는 전이 환경으로 구분할 수 있다. 대표적인 육상 퇴적 환경으로는 강바닥, 호수, 사막 등이 있으며, 해양 환경은 천해와 심해로 구분할 수 있다. 전이 환경에는 강의 하구와 바다가 만나는 삼각주, 해안가 등이 있다.

* 속성 작용 : 물 밑에 퇴적된 물질이 물리적, 화학적, 생화학적 변화를 받아 고화되어 퇴적암으로 변해 가는 작용을 말한다. 압력이 약 1 kPa 이하, 온도가 약 150℃ 이하인 저온∙저압 상태에서 일어나며, 다져짐 작용, 재결정 작용, 용해 및 교결 작용, 자생 광물의 생성, 교대 작용 등이 일어난다.

퇴적 환경

다음 그림은 여러 지역에서 형성되는 퇴적 환경을 나타낸 것이다.

1. 정리

1. 퇴적 환경에 따라 주로 어떤 종류의 퇴적암과 퇴적 구조가 잘 발달할지 표로 정리해 보자.

퇴적 환경	지역	특징
		주요 퇴적암	퇴적 구조
육상 퇴적 환경	하천	역암/사암/이암(셰일)	층리
	호수	역암/사암/이암(셰일), 증발암	층리, 건열, 연흔
	빙하	역암
	사막	사암	사층리
전이 퇴적 환경	삼각주	역암/사암/이암(셰일)	층리, 연흔
	해빈	사암	사층리
해양 퇴적 환경	대륙붕	역암/사암/이암(셰일), 석회암	층리
	대륙 사면	사암/이암, 석회암	층리, 점이 층리
	심해저	석회암, 처트	층리

2. 퇴적 환경과 퇴적물 알갱이의 크기에는 어떤 관계가 있는가?

하천이나 삼각주에서는 유속이 빠른 곳에 입자가 큰 것이 쌓이고 유속이 느린 곳에 작은 것이 쌓인다. 선상지나 호수의 입구와 같이 유속이 급격히 감소하는 곳에서는 분급이 불량하다. 빙하 환경에서도 분급이 불량하다.

3. 퇴적 환경에 큰 영향을 미치는 요인에는 어떤 것이 있는가?

퇴적물의 종류와 크기, 수심과 유속, 해안으로부터의 거리 등이 퇴적 환경에 큰 영향을 미친다. 이 밖에도 수역의 형태, 수저의 지형, 생물의 작용, 염분, 수온, 압력 등도 퇴적 환경에 영향을 준다.

4. 우리 주변에서는 어떤 퇴적 환경을 볼 수 있으며, 이곳에서는 어떤 퇴적암이 형성될 수 있는지 토의해 보자.

우리나라는 연강수량이 적은 편이 아니기 때문에 사막, 염호와 같은 지속적인 건조 퇴적 환경은 없다. 온대 기후 특성상 빙하 환경과 고염분의 천해 환경도 없다. 석회질 골격을 만드는 경산호의 분포가 적으며 일부 해빈에서 주로 연체동물의 석회질 골격 파편이 퇴적되기도 한다. 다음은 황해의 퇴적 환경을 예로 든 것이다. 이 밖에도 각 지역의 지형 등에 따라 독특한 퇴적 환경을 조사하고 학습할 수 있을 것이다.

* 황해 먼바다 : 반폐쇄성 대륙붕으로서 양쯔 강, 황허 강, 한강 등에서 운반된 육성 기원의 퇴적층이 형성된다.
* 황해 연안 : 갯벌(조간대), 해빈(사빈), 염하구 등이 주로 발달하였으며, 사주, 사취, 염습지, 염호 등은 찾아보기 어렵다. 갯벌은 실트와 모래, 약간의 점토로 이루어져 있고 조류에 의해 지속적으로 부유하는 등 혼합이 비교적 활발하여 층리가 잘 발달되지 않는다. 서남부 해안에는 수중에 사퇴가 잘 발달하여 있고 흑산도 일대부터 제주까지는 이질 퇴적대가 형성되어 있다

화강암이나 현무암 같은 화성암과 마찬가지로 퇴적암도 종류는 다양해요. 모래가 쌓여서 이루어진 사암, 자갈과 모래, 진흙이 섞여 쌓여서 생긴 역암도 있어요. 그런데 이 퇴적암들은 어떤 기준으로 분류하고 이름을 붙이나요?

퇴적암의 종류

퇴적물이 오랜 시간 힘을 받아 눌려지고 다져져 굳어진 암석을 퇴적암이라고 해요. 다양한 물질이 운반되어 쌓인 후에 지하에 묻히면 압력이 커져서 다져져요. 이렇게 다져진 퇴적물은 부피가 줄어들고, 퇴적물 알갱이 사이에 미세한 물질이 스며들어 시멘트처럼 알갱이들을 단단하게 연결시키면 퇴적암이 완성돼요.

암석의 부스러기가 쌓이면 역암, 사암, 셰일이 돼요. 알갱이의 크기에 따라 분류하면, 모래가 쌓여서 굳어지면 사암이 되고, 자갈과 모래, 진흙이 함께 쌓이면 역암이 되며, 점토가 쌓이면 셰일이 돼요. 물에 녹아 있던 탄산칼슘이 가라앉아 쌓이거나 조개껍데기가 쌓여서 석회암이 돼요. 또 죽은 식물이 쌓여서 석탄이 돼요.

• 1
• 2
• 3
• 4

• 1역암
• 2사암
• 3셰일
• 4석회암

퇴적물	구성 물질	퇴적암
암석 부스러기가 쌓인 것	자갈(2mm 이상) 모래(1/16~2mm) 점토(1/16 mm 이하)	역암 사암 셰일
녹은 물질이 가라앉아 쌓인 것	탄산칼슘	석회암
죽은 생물체, 껍데기 등이 쌓인 것	식물	석탄
	조개껍데기	석회석

퇴적암의 분류

암염도 퇴적암인가요?

광산에서 얻은 소금 덩어리를 암염이라고 해요. 오스트리아의 할슈타트라는 도시는 선사시대부터 소금을 채취해 온 오랜 역사를 자랑하는데 도시의 이름 자체가 ‘소금도시’라는 뜻이에요. 이곳에서는 탄광에서 석탄을 캐듯이 소금을 광산에서 캐요. 암염은 아주 옛날 물속의 소금 성분이 퇴적되어 만들어진 암석이에요.

                                                         

암염

퇴적암

요약 암석은 1가지 이상의 광물로 구성된 집합체이며 광물은 일정한 화학조성과 질서 있는 원자 배열상태를 갖고 천연으로 산출되는 균질한 고체.

목차

접기

1. 개요
2. 분류
3. 조직
4. 퇴적구조
5. 퇴적환경
6. 종류

개요

퇴적암은 지각 상부에 있는 얇은 층에서만 나타난다.

퇴적암은 부피로 대륙지각의 약 5％만을 차지하고 있지만, 면적에 있어서는 육지의 75％, 해양분지와 대륙주변부의 90％에 해당되는 부분을 구성하고 있다. 지각의 외각을 구성하고 있는 퇴적암은 비록 부피에 있어서는 비교적 적은 양이지만 지표면에 나타나는 대부분의 암석을 이루고 있다. 퇴적암의 기록은 많은 중요한 지사적인 사건들의 연대측정 및 이들의 규명에 유용한 정보를 제공해준다.

퇴적암은 기존 암석들이 풍화되어 형성된 풍화산물들이 운반되고 퇴적되어 형성된다.

풍화작용이란 암석이 지표면에서 겪는 물리적 분해 및 화학적 분해작용을 일컫는다. 풍화산물은 침식되고 운반된 후 고화(固化)되지 않은 채로 퇴적물로 퇴적되거나, 용해된 성분으로 침전된다. 퇴적물의 운반과 퇴적은 물이나 바람, 또는 녹는 중인 빙하와 같이 움직이는 물질의 도움으로 일어나거나 중력의 작용으로 사면 아래쪽으로 이동하는 암석과 토양의 슬라이딩에 의해 일어난다.

퇴적물이 고화되면 퇴적암이 된다. 쇄설성 퇴적암은 전형적으로 퇴적물이 교결작용과 압축작용을 받아 고화되어 형성된다. 다른 종류의 퇴적암으로는 화학적 퇴적암이 있는데, 이는 기존의 퇴적물이 고화되어 형성된 것이 아니라 용액으로부터 직접 고체물질로 침전되어 형성되는 암석이다. 화학적 퇴적암은 화학적 풍화의 산물로 물속에 용해되어 있던 성분들이 화학적으로 재침전되어 형성된다.

분류

퇴적암은 일반적으로 육성 쇄설성암, 탄산염암, 비탄산염 화학적암 등의 3종류로 분류되며, 이들은 다시 광물조성과 조직에 따라 더욱 세분된다.

육성 쇄설성암은 쇄설편들(암석 및 광물 입자들)의 직경과 원마도(圓磨度)에 따라 더욱 분류된다. 조립질 퇴적물을 구성하는 쇄설편들로는 왕모래(지름 2~4㎜)·잔자갈(4~64㎜)·왕자갈(64~256㎜)·표력(漂礫：256㎜ 이상) 등이 있다. 모래크기의 쇄설편들(1/16~2㎜)은 중립질 퇴적물을 구성하며, 이들이 고화된 것을 사암이라고 한다.

세립질의 쇄설성 퇴적물은 실트(1/256~1/16㎜)와 점토(1/256㎜ 이하)로 구성되어 있는데, 실트가 고화된 암석은 미사암이라 하며, 점토가 고화된 암석은 점토암이라 한다. 점토암에 층리가 발달되어 있으면 이를 셰일이라고 한다.

조립질의 쇄설성 퇴적암은 쇄설편의 원마도에 따라 원마도가 좋은 쇄설편으로 구성된 역암과 각진 쇄설편으로 구성된 각력암으로 세분된다.

조직

퇴적암의 조직은 크게 쇄설성 조직과 비쇄설성(결정질) 조직의 2종류로 나누어진다.

조직적 특성은 특히 육성 쇄설성암에 있어 매우 중요하다. 그들은 퇴적물의 운반·분급·퇴적 작용에 관한 정보를 제공해주기 때문이다. 반면 화학적 퇴적암은 흔히 퇴적 후에 변질된다. 따라서 화학적 퇴적암의 조직은 암석의 역사를 규명하는 데 있어 그다지 유용하지는 못하다.

육성 쇄설성암의 입자크기 분포를 비롯한 조직은 이러한 조직들이 운반매질의 종류와 퇴적장소에 따라 결정된다는 기본가정하에 분석되는데, 입자크기 이외에도 입자의 형태·원마도·표면조직 등 입자의 모양도 측정된다.

입자의 형태는 입자의 전반적인 모양을 말하는데, 이는 일반적으로 입자들 축간의 상대적인 길이의 비로 정의된다. 입자의 형태는 구형(球形)·칼날형·각주형 등의 용어를 사용하여 나타내는데, 이러한 용어들은 입자들의 광물조성을 반영한다. 원마도는 입자들의 운반과정을 반영하는 조직이다. 예를 들어 바람에 의해 운반된 모래는 원마도가 좋은 반면, 빙하에 의해 운반된 모래는 원마도가 좋지 않은 특징을 보여준다.

이밖에도 원마도는 광물조성, 쇄설편의 크기와 운반거리 등에 의해 달라지기도 한다.

입자의 표면조직이란 입자의 표면에 존재하는 충격흔·연마흔·찰흔 등과 같은 작은 표식으로 퇴적물의 운반매질와 연관된 조직이다. 퇴적암의 석리(石理)는 퇴적암의 공극률 및 투수율을 조절하며, 따라서 퇴적암이 유체를 저장하거나 통과시킬 수 있는 능력을 조절한다.

퇴적구조

퇴적구조란 퇴적암에서 관찰되는 큰 규모의 3차원적인 물리적 특성으로 층리·연흔·흔적화석 및 건열 등이 이에 포함된다.

성층(층리)이란 위아래의 암층, 색이나 입자크기 등과 같은 특성에 있어서 차이를 보여주는 판상(板狀)의 암층으로 표현된다. 이러한 층은 두께 및 분포면적에 있어 넓은 범위를 보여주는데, 층리의 두께가 1cm 이하인 경우에는 간혹 엽층(葉層)이란 용어가 사용되기도 한다.

퇴적암 내에서 관찰되는 암상 반복에 의한 윤회양상은 퇴적암의 특징 중 하나로 흔하게 발견된다.

대부분의 경우에 있어 성층은 거의 평행하게 나타나는데, 이러한 성층을 묘사할 경우에는 층리가 잘 발달되었다고 한다. 또한 성층은 사층리(斜層理)·점이층리(漸移層理)·와상중첩(瓦狀重疊) 등의 양상으로 나타나거나 이동연흔이나 연흔과 같은 모양을 보여주기도 한다.

사층리란 다른 층리면에 대해 일정한 각도를 가지는 퇴적구조이다. 점이층리는 기저부의 조립질 퇴적물로부터 최상부의 세립질 퇴적물에 이르기까지 입자크기가 점차 감소하는 층이다. 와상중첩 층리란 자갈로 구성된 퇴적물에 흔히 나타나는 퇴적구조인데, 이들은 길고 납작한 잔자갈이나 왕자갈들이 기왓장처럼 서로 비스듬히 중첩한 형태로 퇴적된 구조이다.

퇴적환경

퇴적환경이란 특정한 종류의 퇴적암이 형성되는 퇴적장소를 지칭하는 것으로 물리적·화학적·생물학적 특성에 의해 서로 구분된다.

물리적 특성이란 수심이나 유속과 같은 특성을 의미하고, 화학적 특성이란 염분·산성도·압력·온도와 같은 특성을 의미하며, 생물학적 특성이란 퇴적장소에 사는 식물군이나 동물군과 같은 생물군집을 지칭한다. 환경이란 특정한 단위지형을 나타내는 것이거나 지형적인 특성에 의해 정의되는 것으로, 이에 대한 예로는 삼각주, 선상지, 해양분지의 심해저가 있다.

종류

역암과 각력암은 조립질 암편들과 이들을 결합시켜주는 교결물 및 세립질의 쇄설성 기질로 구성되어 있다.

각력암의 쇄설편은 끝이 각진 모양을 하고 있지만, 역암의 쇄설편은 끝이 둥근 모양을 하고 있다. 표석점토암은 층리가 없는 점토질의 기질 중에 산재하는 분급(分級)이 불량한 층간역암이나 층간각력암을 모두 지칭하는 암석명으로, 이들은 빙하의 이동에 의해 직접 퇴적된 것이다. 사암은 양적으로 지구에 나타나는 퇴적암의 10~20％가량을 구성하고 있으며, 조직과 광물조성에 의해 정사암 및 이질사암으로 분류된다. 이암(실트 크기의 입자와 점토 크기의 입자들의 혼합물로 구성된 암석)은 지구상에 존재하는 퇴적암의 약 80％가량을 구성하고 있다.

이들은 실트 및 점토 크기의 입자들로 구성된 모든 육성쇄설성암을 지칭하는 것으로 미사암·점토암·이암을 모두 포함한다. 셰일이란 특징적인 엽층(葉層)이나 박리성(剝離性：평행한 방향으로 쉽게 갈라지는 성질), 혹은 이들 2가지 특성들이 모두 나타나는 특별한 성질의 이암이다. 석회암과 백운암은 주로 방해석이나 백운석과 같은 탄산염광물로 구성되어 있기 때문에 이들 암석을 통칭하여 탄산염암이라 부르기도 한다.

대부분의 석회암은 탄산염 성분의 퇴적물이 고화되어 형성되지만, 일부는 해수로부터 직접 침전되어 형성되기도 한다. 처트는 간헐천, 온천, 천해 대륙붕 등에서 발견되는 세립질의 규질암(硅質岩)이다. 많은 규질암은 해양저에 퇴적된 실리카를 분비하는 생물체의 잔유물이 고화되어 형성된다.