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퇴적암
퇴적암(堆積巖 , sedimentary rock)은 퇴적물이 단단하게 변해서 만들어지는 암석이다. 퇴적물이 퇴적암이 되는 과정을 속성작용(diagenesis)이라 한다. 암석의 풍화, 화산 분출, 생물 등에 의해 만들어진 물질이 물, 얼음, 공기, 중력 등의 매체에 의해 운반되어 해저면, 호수와 강의 바닥, 사막, 빙하 아래와 같은 다양한 환경의 지표에 쌓이거나 침전된 물질을 퇴적물(sediment)이라고 한다.
퇴적암은 경제적 측면에서도 중요하다. 화석연료인 석유와 천연가스, 석탄 등은 퇴적암 내의 유기물 성분으로부터 만들어진 것이므로, 이들 자원의 생성과 배태, 매장량 정보를 얻기 위해서는 퇴적암에 대해 잘 이해해야 한다. 이 밖에 퇴적암은 우라늄, 석회석, 암염, 철, 칼륨 등 유용 자원의 주요 공급원이기도 하다.
개요[편집]
퇴적암은 퇴적물들이 쌓여서 화학적ㆍ물리적 변형을 거쳐 만들어진 고화된 암석을 일컫는 말이다. 여기서 퇴적물은 광물 뿐만 아니라 생물이나 유기물, 자갈, 흙, 화산재, 모래도 포함된다. 퇴적암은 주로 지각 활동이 드문 곳이나 퇴적물들이 잘 흘러들어올 수 있는 곳에서 생성된다. 지구 표면의 75~80%를 차지하는 암석으로 사실상 땅에서 제일 흔하게 볼수 있는 암석이다.
퇴적암의 제일 큰 특징은 퇴적환경과 퇴적물의 시간에 따른 변화로 생기는 층리다. 층리는 수평방향으로 생기는 줄무늬로 퇴적ㆍ시암 지층이 쌓이는 데 걸린 시간, 퇴적물의 변화, 퇴적지형의 변화 등을 알 수 있다. 연속한 두 층에서 퇴적이 일정 시간 동안 계속 되었을 경우는 정합, 퇴적이 중단되었다가 재개되었을 때는 부정합이라고 부른다.
퇴적암은 퇴적물이 쌓일 당시의 환경을 비교적 온전하게 보존하고 있기 때문에 당시의 기후나 습도 등을 추측해 볼 수 있는 퇴적구조가 종종 발견된다. 화석 역시 생물의 유해가 형태를 유지하도록 남아있어야 하기 때문에 거의 대부분 퇴적암에서만 발견된다. 퇴적암 외에는 일부 흔적 화석이 화성암에서 발견되는 예외가 있다.
형성[편집]
퇴적암은 바람, 빙하, 중력, 유수에 의하여 쌓인 퇴적물이 위에서 누르는 힘(하중)에 의하여 형성된다. 퇴적물층이 깊이 쌓일수록 하중이 무거워지므로, 먼저 쌓인 아래의 퇴적물들은 층상으로 눌려지게 되고 (압축작용), 퇴적물 사이에 존재하던 공극수는 빠져나오게 된다. 퇴적물 알갱이 사이가 교결물(cement)에 의하여 결합되는 교결작용도 함께 일어난다. 속성작용은 퇴적물이 쌓이고 암석화 되는 과정 동안 받는 모든 형태의 화학적, 물리적, 생물학적 변화를 기술하는 용어로 압축작용과 교결작용을 포함한다.
퇴적암의 특성[편집]
퇴적암은 육지에 노출된 암석 중 가장 흔하게 나타나는 암석이다. 암석 종류별로 보면 지표에서는 퇴적암이 73%, 화산암 9%, 심성암 7%, 변성암이 11%를 차지한다. 퇴적암은 주로 표층에서의 작용에 의해 형성되며 고온 고압 환경에 놓이면 변성암과 화성암으로 변화하기 때문에, 퇴적암은 주로 지각 표층에만 분포하고 전체 지각에서 차지하는 부피비는 8% 정도에 불과하다.
퇴적암은 지구 역사의 기록물이다. 퇴적암을 연구하면 과거 퇴적물이 퇴적될 당시의 퇴적 환경, 기후, 고지리, 지형, 식생 등을 이해할 수 있으며, 속성작용과 매몰, 융기 역사 등 퇴적 이후의 환경 변화에 대해서도 알 수 있다. 과거 생명체의 직접적 흔적인 화석 또한 퇴적암에서 발견되기 때문에 생물의 진화에 대한 정보도 얻을 수 있다.
다른 암석과 구분되는 퇴적암만의 특징으로는 층리와 화석이 있다.
층리[편집]
층리는 퇴적 환경과 퇴적 물질이 시간에 따라 변화하면서 생기는 수평 방향의 줄무늬이다. 층리들 간의 차이는 시간에 따라 환경이 변했고 그에 따라 퇴적되는 물질이나 퇴적되는 양태가 변화했음을 의미한다. 상부에 있는 퇴적암은 하부에 있는 퇴적암층보다 새로운 암석이다. 연속한 두 층이 중단 없이 쌓인 경우 두 층의 관계는 정합이라고 한다. 한편 퇴적이 중단되었다가 재개되었다면, 그 사이에는 긴 시간적 단절이 있고, 두 층의 관계는 부정합이라고 한다. 부정합면은 층리에 평행할 수도(예: 조선 누층군과 평안 누층군), 경사졌을 수도(예시: 경상 누층군 하양층군과 유천층군) 있다.
화석[편집]
화석은 과거의 생물의 유해나 생물 활동의 흔적이 암석 안에 보존되어 있는 것이다. 화석이 보존되기 위해서는 생물이 퇴적물 사이에 들어간 뒤에 퇴적암이 겪는 온도·압력 조건의 변화가 화석을 파괴하지 않을 만한 범위에 있어야 한다.
퇴적구조[편집]
퇴적암은 퇴적되는 당시의 환경이 기록된 퇴적구조라는 특별한 형태가 발견되는 경우가 있다. 유수나 바람에 의해 퇴적될 때 유체의 방향에 따라 생기는 사층리, 얕은 물 아래에서 물결 무늬가 보존되어 있는 연흔, 건조한 시기에 표면이 갈라진 적이 있음을 보여주는 건열 등이 중요하게 취급되는 퇴적 구조들이지만 이 외에도 많은 퇴적구조가 퇴적 당시의 상황을 대변해 준다.
퇴적암의 분류[편집]
퇴적암은 물리적·화학적·생물학적 작용에 의해 만들어지는데, 생성 작용에 따라 크게 네 가지-(1) 규산질(규질) 쇄설성 퇴적암(siliciclastic sedimentary rocks), (2) 생물 및 생화학 기원 퇴적암(biogenic and biochemical sedimentary rocks), (3) 화학 기원 퇴적암(chemical sedimentary rocks), (4) 화산쇄설암(volcaniclastic rocks)-로 나눌 수 있다. 규산질 쇄설성 퇴적암은 지표에 노출된 암석의 파편이나 부서진 물질이 물리적 작용에 의해 운반되고 퇴적되어 만들어지는 것으로, 역암(礫岩, conglomerate), 사암(砂岩, sandstone) 이질암(泥質岩, mudrock) 등이 이에 속한다. 셰일(shale)은 이질암 중 얇게 엽층리가 잘 발달하고 쪼개짐이 좋은 암석을 말한다. 생물 및 생화학 기원 퇴적암 중 대표적인 것은 석회암(limestone)이며, 백운암(=고회암, 돌로스톤; dolostone), 인산암, 석탄, 오일셰일, 처어트도 이 종류에 속한다. 화학 기원 퇴적암은 화학적 작용에 의해 생성되며 암염과 같은 증발암과 퇴적 기원 철광석인 함철암이 이에 속한다. 화산쇄설암은 화산활동에 의한 용암이나 화산분출물 기원의 입자로 이루어진 퇴적암으로, 응회암, 용결응회암 등이 있다. 화산쇄설암과 규산질 쇄설성 퇴적암을 따로 구분하지 않고, (1) 물리적 작용에 의해 형성된 쇄설성 퇴적암, (2) 화학적 작용에 의해 형성된 화학적 퇴적암, (3) 생물 기원의 유기적 퇴적암으로 분류하기도 한다.
주로 어떤 광물로 구성되었는가에 따라 퇴적암을 구분할 수도 있다. 가장 흔하게 나타나는 퇴적암 종류는 규산질 쇄설성 퇴적암과 탄산염 퇴적암(carbonate sedimentary rocks)이다. 규산질 쇄설성 퇴적암은 석영, 장석, 점토광물과 같은 규산염 광물로 주로 이루어져 있다. 탄산염 퇴적암은 석회암과 백운암 같은 암석들을 말하는데, 방해석이나 아라고나이트, 백운석(돌로마이트) 같은 탄산염 광물(carbonate mineral; CO32-이온을 포함한 광물)이 주를 이룬다. 그 외에 암염이나 석고(gypsum)와 같은 증발암, 유기탄소 함량이 높은 유기질 퇴적암, 실리카 성분으로 이루어진 처어트, 철 함량이 매우 높은 함철암, 인산염 광물 함량이 높은 인산암 등으로 구분할 수 있다.
한국의 퇴적암[편집]
한국의 퇴적암 중 전기 고생대 암석은 해양 환경에서 퇴적된 석회암, 사암, 이질암이고, 후기 고생대에 들어서면서 육상 또는 해안 환경의 사암과 이질암이 주를 이루게 되어 중생대에는 육상 환경의 퇴적암만이 나타난다. 신생대 제3기에 동해의 형성과 관련되어 해양 환경의 퇴적암이 일부 나타나기도 한다 (예: 포항 흥해층).
한국의 퇴적암 중 대표적인 것으로는 전기 고생대의 조선누층군 (예: 태백 구문소), 후기 고생대의 평안누층군 (예: 최초 석탄 발견지), 백악기의 경상누층군 (예: 진주 유수리)을 들 수 있다. 조선누층군과 평안누층군은 강원도 남부와 평안남도, 경상누층군은 경상남북도 일대에 주로 분포한다. 이 지역들 외에도 곳곳에 소규모 퇴적분지들이 분포하고 있다.
시생누대와 원생누대에도 퇴적암이 생성되었으나 현재는 변성암으로 변해 있다. 하지만 이중에서 비교적 젊은 원생누대 후기의 일부 암석들은 변성도가 약해서 아직도 과거의 퇴적구조나 화석의 흔적을 찾아볼 수 있다. 백령도, 대청도, 서산 지역 등에서 이런 암석을 찾아볼 수 있다 (예: 백령도 두무진).
- 퇴적암 지층
대한민국의 퇴적암 지층으로 조선 누층군(장산층, 면산층, 묘봉층, 풍촌 석회암층, 세송층, 화절층, 동점층, 두무골층, 막골층, 직운산층, 두위봉층), 평안 누층군(만항층, 요봉층, 금천층, 장성층, 함백산층, 도사곡층, 고한층, 동고층), 옥천 누층군, 경상 누층군(낙동층, 하산동층, 진주층, 대구층, 반야월층, 자인층, 진동층, 고성층), 포항 분지의 연일층군 등이 있다. 그 외에 음성 분지, 풍암 분지, 영동 분지, 와읍 분지 등 소규모 퇴적분지에 퇴적암 지층이 분포하고 있다.
퇴적암에 속하는 암석[편집]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
