광물학 광물특성 7: 퇴적광물과 퇴적암 7.5: 일반적인 퇴적암 7.5.2: 화학 퇴적암
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교 소스: EK 이페어케이 플러스
7.5.2: 화학 퇴적암
화학적 퇴적암은 물에서 미네랄이 침전되거나 이미 존재하는 물질의 변화에 의해 형성됩니다. 이 암석들 중 가장 흔한 것은 증발석, 처트 및 일부 종류의 carbonate 암석 (석회암 및 돌로스톤)을 포함합니다.
쇄설성 퇴적암과 달리 암석학자들은 화학 성분에 따라 화학 퇴적암을 명명합니다. 이는 화학적 퇴적암은 일반적으로 하나 또는 몇 개의 광물만 포함하기 때문에 이를 형성하는 화학적 과정은 특정 원소를 분리하는 경향이 있습니다.
가장 일반적인 침전된 광물은 용해도가 높은 원소(예: 나트륨 또는 칼륨과 같은 알칼리) 또는 풍부한 원소(예: 규소)로 구성됩니다. 아래에서 우리는 다른 종류의 화학 퇴적암을 더 자세히 살펴 봅니다.
7.5.2.1 탄산염 암석
그림 7.72: 잉글랜드 남부 해안의 퍼벡 섬(Isle of Purbeck)에 있는 무너져가는 석회암 절벽
그림 7.73: 케언 지층(Cairn Formation), 앨버타 주 캔모어(Canmore) 근처의 돌로스톤(dolostone). 스케일을 위한 레드 스위스 아미 나이프.
석회암은 모든 탄산염 암석에 주어지는 일반적인 용어이지만, 우리는 백운석이 지배적 인 탄산염 광물 인 암석에 대해 백운석 또는 돌로 스톤이라는 이름을 사용합니다.
석회암과 돌로스톤은 모든 퇴적암의 10%에서 15%를 차지합니다. 그들은 대부분 방해석 또는 백운석으로 구성됩니다.
놀랍게도, 상당한 양의 방해석과 백운석을 모두 함유한 암석은 드물다. 방해석과 백운석 외에도 탄산염 암석에는 종종 해로운 석영 또는 점토 광물이 포함되어 있으며 때로는 많은 종류의 인증 광물이 포함되어 있습니다.
석회암과 백운석은 모두 쉽게 풍화되거나 용해되어 그림 7.72 및 7.73에서 볼 수 있는 것과 같은 독특한 질감을 생성합니다. 일반적으로 균열이 확대되고 가장자리가 둥글게 나타납니다.
외관에 따라 석회암과 돌로스톤을 구별하는 것은 노두에서 어렵거나 불가능할 수 있습니다.
신선한 표면에서 방해석과 백운석은 동일하게 보일 수 있지만 풍화로 인해 때때로 백운석이 독특한 황갈색으로 변합니다.
현장 지질학자들은 탄산염 광물을 식별하는 데 도움이 되도록 방해석 또는 분말 백운석과만 반응하는 희석된 염산 또는 화학적 얼룩을 휴대합니다.
방해석의 다형체인 아라고나이트는 매우 젊은 탄산염 퇴적물에 존재하지만, 시간이 지남에 따라 방해석으로 변하기 때문에 오래된 암석에는 존재하지 않습니다.
대조적으로, 완전히 명확하지 않은 이유로 백운석은 현대 탄산염에서는 드물지만 고생대와 선캄브리아기 암석에서는 흔합니다.
그림 7.74: 스코틀랜드 이스트 로디언(East Lothian)의 화석 석회암
언제 CaCO3 석회암을 형성하기 위해 침전물이 생기면 미세한 석회 진흙이 될 수 있으며, 그 결과 운모석이라고 하는 미결정질 방해석이 생성됩니다.
또한 육안으로 맑고 쉽게 볼 수 있는 결정체가 있는 더 거친 방해석으로 침전됩니다.
그러나 대부분의 탄산염 암석은 해롭습니다. 그들은 대부분의 생물학적 활동이 발생하는 얕은 해양 환경에 퇴적된 유기 파편에서 형성됩니다.
이 암석들은 종종 쇄설성 알갱이 사이에 화석을 포함하고 있다. 화석은 여러 종류가 있을 수 있다. 그림 7.74의 석회암은 눈에 띄는 늑골이 있는 완족류(brachiopods)를 포함하고 있다.
7.5.2.2 증발
이 장의 앞부분에서 우리는 미터 또는 수 미터 두께의 퇴적물에 축적될 수 있는 증발 광물에 대해 논의했습니다.
이 퇴적물 중 가장 흔한 것은 할라이트 또는 석고 층을 포함합니다. 이 두 광물로 구성된 암석은 여러 곳에서 발견됩니다.
암염 퇴적물은 두께가 1,000m 이상일 수 있지만 석고암 퇴적물은 일반적으로 훨씬 얇습니다. 두 종류의 퇴적물 모두 내해 또는 다른 고립된 수역이 증발하는 동안 형성됩니다.
예를 들어, 할라이트와 석고는 미시간 분지라고 불리는 내륙 분지에 갇힌 물이 3억 6천만-4억 4천만 년 전에 증발했을 때 수집된 광물인 미시간과 온타리오에서 채굴됩니다.
세계에서 가장 큰 지하 소금 광산은 분지 가장자리에 있는 온타리오 주 고드리치에 있습니다.
7.5.2.3 처트
그림 7.75 : 접힌 처트 침대, 글렌 캐년 공원, 샌프란시스코
우리는 위의 섹션 7.4.7에서 광물학적 처트의 종류에 대해 이야기했습니다.
Chert는 또한 정밀한 석영 결정으로 구성된 단단한 퇴적암에 주어진 이름입니다.
그림 7.75에서 볼 수 있는 암석이 그 예입니다.
Chert(암석)는 일반적으로 생물학적 기원이며, 심해저의 넓은 영역을 덮는 생물 퇴적물인 규산 진액의 석화된 잔해입니다.
Chert는 종종 규조류, 규소편모충 및 실리카로 만든 방사성 세포의 미세한 골격 잔해를 포함합니다. 그 기원에 따라, chert는 미세 화석, 작은 거대 화석 또는 둘 다를 포함 할 수 있습니다.
Chert(암석)는 색상이 매우 다양하지만(흰색에서 검은색까지) 대부분 회색, 갈색, 회갈색, 연한 녹색에서 녹슨 빨간색(때로는 짙은 녹색)으로 나타납니다.
그 색상은 암석에 존재하는 미량 원소의 표현이며, 빨간색과 녹색은 모두 소량의 철과 가장 자주 관련이 있습니다 (각각 산화 및 환원 된 형태).
최대 수백 미터 두께의 두꺼운 처트 층은 미국 남부 평원 주 대부분과 캘리포니아 일부 지역의 기초가 됩니다.
잘 이해되지 않는 이유로, 두꺼운 처트 층은 선캄브리아기 암석에서 특히 일반적입니다
7.5.2.4 기타 화학적 퇴적암
다른 많은 유형의 화학 퇴적암과 광물이 존재합니다. 풍부하지는 않지만 광석 공급원으로 중요할 수 있습니다.
Collophane, 인회석의 cryptocrystalline 형태, Ca5(포4)3(OH,F,Cl)은 많은 종류의 퇴적암에서 소량으로 발견됩니다. 그것은 유기적 기원을 가지고 있으며 때로는 농축됩니다.
인광석(phosphorites)이라고 불리는 암석에서는 콜로판/인회석이 거의 전체 암석을 포함할 수 있습니다. 와이오밍과 아이다호의 인산염 광산은 비료의 중요한 성분인 인산염을 생산합니다.
Figure 7.76: 미네소타 북부의 줄무늬 철 지층
선캄브리아기의 가장 오래된 철층은 미네소타의 메사비 산맥(Mesabi Range)과 다른 곳에서 철을 채굴합니다. 이 암석은 대부분 화학 퇴적물로 형성됩니다.
적철광을 포함한 산화철 및 수산화물(Fe2O3), 괴철광(FeO(OH)) 및 자철광(Fe3O4) 또는 Fe-카보네이트(사이드라이트, FeCO3)는 철층에서 가장 흔한 철 광물입니다.
Chert는 또한 일반적인 구성 요소입니다. 때때로, 규산철(예: fayalite, Fe2린4) 또는 황화물(황철광, FeS2)가 있을 수 있습니다.
그림 7.76에서 볼 수 있는 노두(outcrop)는 철층(iron formation)으로, 붉은색 처트(chert)가 풍부한 층과 정반사 적철광(은회색)이 풍부한 층이 번갈아 가며 형성되어 있다.
철 형성물은 원래 얕은 해양 조건에서 퇴적된 퇴적물에서 형성됩니다. 철층과 유사한 젊은 망간 퇴적물은 해저에서 준설되었습니다.