역암

역암(礫岩, conglomerate)

경상 누층군 울련산층의 역암의 모습

역암(礫岩, conglomerate)은 자갈이 쌓여 만들어진 퇴적암이다. 역암은 퇴적암에 흔히 나타나지만 전체 퇴적암의 1% 미만이다.

역암을 구성하는 자갈(역)은 기존에 있던 화성암, 또 다른 퇴적암, 변성암 등 모든 암석의 조각이 될 수 있다.

개요

역암은 운반작용을 통해 퇴적된 암석 중에 크기 2mm 이상인 입자가 많은 암석을 가리킨다.

운반작용을 통해 퇴적된 퇴적암을 쇄설성퇴적암이라고 한다. 역암은 쇄설성퇴적암 중 2mm 이상의 크기를 갖는 입자가 우세한 암석을 말한다. 학자에 따라 2mm 이상의 입자가 30% 이상 또는 50% 이상일 경우 등으로 구분한다.

역암은 크기가 큰 역(礫, gravel; 자갈)과 그 사이를 채우는 기질(基質, matrix)로 이루어진다. 카레에서 야채와 고기는 역(자갈)으로, 카레 국물은 기질로 비유할 수 있다. 역이 둥근 정도를 원마도라 하는데, 원마도가 높아 둥글한 역이 많으면 원역암으로, 원마도가 낮아 각이 진 역이 많으면 각력암으로 구분한다. 그리고 기질의 양이 15% 미만일 경우 정역암(正礫岩, orthoconglomerate), 15% 이상이면 준역암(準礫岩, paraconglomerate)으로 나눈다. 빙하에 의한 퇴적물이 쌓여 생성되면 빙역암(氷礫岩, tillite)이라 하고, 화산에 의해 만들어지면 화산쇄설성역암(volcaniclastic conglomerate)이라 한다.

전체 퇴적암 중 1% 미만의 양이지만 지질시대의 퇴적암층에 흔히 나타난다. 인류에게 중요한 원유와 천연가스를 저장하는 저류암의 역할을 하기 때문에 중요한 암석이다.

구성

역암은 자갈[礫, 두음 법칙에 의해 단어의 첫머리에 올때는 '역'으로 그 외에는 '력'으로 쓴다.]과 기질(基質, matrix)로 구성된다. 기질은 역과 역 사이를 채우는 물질로 주로 점토나 모래로 구성된다. 기질의 퍼센트가 높을수록 역암은 더욱 안정해진다.

분류 기준

보통 쇄설성 퇴적암에서 2mm 이상의 입자가 우세하게 나타나는 것을 역암이라 한다. Folk(1974)는 2mm 이상의 입자가 30% 이상일 때 Gilbert(1982)는 50% 이상일 때를 역암으로 분류하였다.

기질의 양이 15% 미만인 것을 정역암(正礫岩, Orthoconglomerate), 15% 이상인 것을 준역암(準礫岩)이라 한다. 정역암은 자갈(역)들이 서로 접촉하고 있다. 준역암은 역들이 서로 접촉하지 않고 기질 내 여기저기 흩어져서 나타난다. 아래 사진의 역암은 모두 준역암이다.

Udden-Wentworth 규격 분류에 의한 퇴적물 입자 크기의 분류

암석	미국표준체 mesh	mm	분류
역암	-	4096 1024 256	거력 (巨礫, Boulder)
	-	64	왕자갈 (Cobble)
	5	16 4	자갈 (Pebble)
	6 7 8 10	3.36 2.83 2.38 2.00	알갱이 (Granule)
사암	12 14 16 18	1.68 1.41 1.19 1.00	극조립사암 (Very Coarse Sand)
	20 25 30 35	0.84 0.71 0.59 0.50 (1/2)	조립사암 (Very)
	40 45 50 60	0.42 0.35 0.30 0.25 (1/4)	중립사암 (Medium)
	70 80 100 120	0.210 0.177 0.149 0.125 (1/8)	세립사암 (Fine Sand)
	140 170 200 230	0.105 0.088 0.074 0.0625 (1/16)	극세립사암 (Very Fine Sand)
머드	270 325	0.053 0.044 0.037 0.031 (1/32)	조립실트 (Coarse Silt)
	-	0.0156 (1/64)	중립실트 (Medium Silt)
	-	0.0078 (1/128)	세립실트 (Fine Silt)
	-	0.0039 (1/256)	극세립실트 (Very Fine Silt)
	-	0.0020 이하	점토 (Clay)

골격구조

일반적인 역질 퇴적물은 비교적 조립질인 역들이 골격구조를 이루고, 역들의 사이에 있는 빈 공간은 세립질 물질들로 채워진다. 세립질 물질들은 역들의 퇴적 당시 역들과 함께 쌓이거나, 역들이 쌓인 이후에 빈 공간을 채우기도 한다. 이 경우 역암은 역들이 서로 접촉하고 있는 골격구조를 형성하며 정역암 (orthoconglomerate)이라고 불린다. 정역암은 해빈이나 하천과 같이 유수의 작용이 활발한 환경에서 조립질 물질이 풍부히 존재하였음을 나타낸다.

반면 역을 포함하는 다양한 크기의 입자가 일시에 빠르게 쌓일 경우 세립질인 기질이 주를 이루며 조립질 입자들은 기질 내에 떠 있듯 서로 접촉하지 않는데, 이를 준역암 (paraconglomerate)이라고 한다. 준역암은 주로 이류 (mudflow), 암설류, 저탁류, 빙하에 의한 퇴적물에서 나타난다.

분급

현생환경에서 퇴적된 역질 퇴적물들의 역과 기질의 분급 정도를 통하여 퇴적 환경을 알아낼 수 있다. 일반적으로 정역암은 유수에 의하여 퇴적되므로 역과 기질 모두 분급이 좋거나 아주 좋은 편이며, 특히 해빈의 역들은 분급과 원마도가 아주 좋은 편이나, 하천에 쌓인 역은 분급이 별로 좋지 않다. 준역암은 운반 과정에서 분급작용이 일어나지 않은 경우가 대부분이기 때문에 분급 상태가 매우 불량하며, 입자의 크기도 매우 다양하다. 준역암은 기질의 분급 정도도 다양하여, 유빙에 의해 운반되는 조립질 역들은 대체로 분급이 좋고, 얇게 엽층리를 이루고 있는 퇴적층의 기질 내에 분포하는 반면 암설류와 빙하에 의해 퇴적된 기질 퇴적물은 조립질 입자와 기질 모두 분급이 매우 불량하다.

역의 성분

역의 종류 (성분)은 기원암을 직접적으로 지시하며 퇴적 환경의 에너지 수준과 관련이 있다. 역의 종류는 암상에 따라 크게 화산암, 심성암, 변성암, 퇴적암의 네 가지로 나눌 수 있으며, 역의 암상이 한 종류이면 단암상질 (oligomictic), 둘 이상의 종류이면 복암상질 (polymictic) 역암이라고 한다. 역의 암상은 대체로 역을 공급하는 기원지의 암상 분포, 역의 원래 크기, 역의 운반 거리와 역암 내에 존재하는 역의 크기 등에 따라 달라진다. 역암의 역은 대부분 석영, 규암, 석영질 사암, 처어트 등 안정한 광물과 내구성이 높은 암석으로 구성된다. 이는 기원지가 원래 이와 같은 종류의 암석으로 구성되어 있거나, 기원지에 존재하던 불안정한 암상의 역이 운반-퇴적 과정에서 완전히 제거되었을 가능성이 있다. 반면, 다양한 물성을 가진 암상이 역으로 함께 들어있는 경우도 있다. 이는 비교적 풍화에 불안정한 암석도 기원암으로 존재하였으며 이들이 제거되지 않을 정도로 풍화작용이 약했거나 운반 시간이 짧았음을 뜻한다. 이에 따라 역암의 암상에 따라 물성이 강한 역으로 구성된 성숙된 역암과 물성이 다양한 암석의 역으로 구성된 미성숙된 역암으로 나누기도 한다. 역암에 역으로 많이 포함되는 암상들의 마모에 대한 내구성은 규산질 유문암, 규암, 처어트 > 흑요암, 변성사암, 변성각력암 > 현무암, 화강섬록암, 편마암, 반려암 > 대리암, 편암 순이다.

원마도

원마도

원마도(摩圓度, Roundness, 둥글기)는 입자의 둥근 정도를 나타내는 수치이다. 입자가 원형에 가까우면 원마도가 높고, 각이 져 있으면 원마도가 낮다고 표현한다. 입자가 먼 거리를 이동하면 마모되어 점차 원형에 가까워져 원마도가 높아진다. 입자가 1mm도바 작으면 퇴적 과정에서 원마도의 변화가 거의 없어 원마도의 측정은 대체로 역암을 대상으로 한다. 원마도는 다음과 같이 표시한다.

$R_{w}={\frac {{\Sigma }(r/R)}{N}}={\Sigma }{\frac {(r)}{RN}}$

r은 각 돌출 부분에 그려지는 내접원의 반지름이며 R은 입자 내 최대 내접원의 반지름이다. N은 돌출부분의 개수이다. R_w의 값은 다음과 같다.

원마도

구분	초각형	각형	아각형	아원형	원형	초원형
(Rw)	0.12~0.17	0.17~0.25	0.25~0.35	0.35~0.49	0.49~0.70	0.70~1.00

한국

대한민국의 퇴적암은 대부분 사암이나 셰일로 구성되고 역암은 흔하지 않다. 고생대 조선 누층군 장산 규암층과 중생대 경상 누층군 낙동층, 신라 역암층, 울련산층, 청량산층 및 경정동층의 일부가 역암으로 구성되어 있다.

참고자료

• 〈역암〉, 《위키백과》
• 〈역암〉, 《두산백과》
• 〈역암〉, 《지질학백과》

같이 보기

• 퇴적암
• 자갈
• 암석

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