심성암체

화산 아래에는 마그마 쳄버와 마그마가 지표면에 도착할 수 있는 이동 통로가 있다. 활화산의 마그마 이동 통로를 직접 관찰할 수는 없지만, 과거의 이동 통로가 침식되어 노출된 것을 관찰할 수 있다(그림 4.31). 이 통로에는 마그마가 지하에서 고화된 관입암으로 채워져 있다.

관입암으로 구성된 모든 암체는 그 모양이나 크기에 관계없이 지하 세계의 그리스 신 pluto의 이름을 따서 심성암체(pluton)이라 한다. 심성암을 생성시킨 마그마는 현재 심성암체가 발견된 지점에서 기원된 것은 아니다. 마그마는 마그마가 생성된 위치에서 주변 암석 속으로 상승하여 관입하였다.

 

· 소규모 심성암체

소규모 심성암체는 그 크기와 모양에 따라 여러 가지 이름으로 불려진다. 가장 일반적인 심성암은 그림 4.32와 같으며, 이들에 대해 간략히 설명하면 아래와 같다.

- 암맥

과거 화성활동에 대한 가장 명확하고 흔한 증거가 암맥(dike)이다. 암맥은 피관입암의 층리면을 절단하는 판상의 평행한 두면을 가진 화성암체이다(그림 4.33). 판상이라는 것은 암맥이 두께보다는 수평 연장이 훨씬 크다는 것을 의미한다. 그림 4.31은 쉬프룩 사진에서도 몇 개의 암맥을 관찰할 수 있다. 암맥은 마그마가 열극으로 짜여질 때 생성된다. 예를 들면, 그림 4.20의 열하분출에서는 분화말기에 열극을 따라 채워진 현무암질 마그마의 냉각 결과로 지금은 반려암질 암맥이 생성되어 있을 것이다.

- 암상

퇴적암의 층리에 평행하게 관입된 판산의 화성암체를 암상(sills)이라 한다(그림 4.33B). 일반적으로 암맥과 암상은 같이 잘 산출된다(그림 4.32). 암맥과 암상도 큰 규모로 발달할 수 있다. 실례로 짐바브웨의 그레이트 다이크는 폭이 8km, 연장이 500km에 달하는 반려암질 암맥이다. 그레이트 다이크는 지각내 거대한 틈을 채워서 생성된 것이다. 거대한 암상의 예는 뉴욕 허드슨 강 연변의 팰리세이트 레이트 다이트처럼 반려암질이다. 이 암상은 약 2억년 전에 퇴적암의 층리를 따라 관입하였으며, 이후 융기작용으로 암상 상부의 퇴적암이 침식되어 노출된 상태이다.

- 병반

퇴적암의 층리에 평행하게 관입한 화성암체로서 피관입암의 상부가 위로 굽어 돔형인 것을 병반(laccolith)이라 한다. 병반은 암상의 일종이다.

- 화도와 암경

화구 아래의 원통형의 마그마 이동 통로를 화도라고 하며 화도 주변의 암석이 침식되어 화도 내의 화성암체가 노출된 것을 암경이라고 한다. 그림 4.31은 뉴멕시코주 쉬프룩에 있는 전형적인 암경의 모습이다.

그림4.31 암경 뉴멕시코주 쉬프룩 A .이 암경 주변을 과거 둘러쌓던 암설구가 침식되어 제거되었다. B. 침식 이전의 화산으로 복원된 모식도.

 

· 대규모 관입암체

- 저반

저반(batholith)은 가장 큰 관입암체로서 불규칙한 관입 형태를 갖는다. 대부분의 저반은 그 조성이 약간씩 다른 여러 개의 관입암체로 구성되는데, 이는 저반을 생성시키는 마그마의 조성이 변화하고 있었음을 의미한다. 어떤 저반은 연장이 1000km, 폭은 250km에 달한다. 알래스카의 브리티쉬 콜럼비아의 코우스트 레인지 저반은 연장이 1500km에 달하는 북아메리카에서 가장 큰 관입암체이다(그림 4.34).

그림 4.32에서처럼 저반의 아래부분은 어떤 모양인지 확실치가 않다. 저반의 경계부위가 거의 수직으로 발달하고 있어 저반이 지각의 하부까지 연장 발달하고 있을 가능성도 있다. 지구물리학적 탐사와 현저히 침식된 화성암체의 연구결과에 의하면 이러한 예상이 적절하지 않은 것으로 예상된다. 저반의 두께가 20~30km에 불과한 것으로 예상되어 저반은 폭과 연장에 비해 매우 얇은 것으로 추정된다. 저반의 크기에 알맞은 거대한 열극계가 존재하지 않기 때문에 저반의 열극계로의 마그마 주입으로 생성된 것은 아니다. 저반을 생성시키는 마그마가 서서히 상승할 수 있다 하더라도, 또 다름 과정이 저반 생성에 관계되어야 할 것으로 보인다.

상승하는 마그마는 상부의 암석을 포획하며, 포획된 암석은 상승하는 마그마보다 밀도가 크기 때문에 마그마 내에 침강할 것이다. 침강되는 암괴들은 마그마와 반응하여 부분적으로 용융될 것이다. 마그마내 용융되지 않는 암괴들이 마그마 하부에 가라앉아 고화되면 포획암(xenolith)을 형성한다(그림 4.35, 그리스어로 Xenos는 “낯선”을 의미하며 lithos는 돌을 의미).

- 암주

저반처럼 암주(stocks)도 불규칙한 형태를 갖는 화성암이지만 최대 크기가 10km를 넘지 못한다. 그림 4.32를 보듯이 암주는 저반의 한 부분이거나 부분적으로 침식된 저반 상부의 일부분이다.

그림 4.32. 심성암 심성암의 다양한 산출상태를 보여주는 지각부분의 단면 모식도. 많은 관입암체들은 화산과 연결되는 경우가 많으며, 관입암과 분출암은 서로 밀접한 관계를 갖고 있다.

그림 4.33. 암맥과 암상 판상의 심성암 A : 애리조나주 그랜드 캐년 국립공원. 수평 셰일층을 절단하는 반려암질 암맥 B : 덱사스주 빅벤드 국립공원 내 퇴적암 상 ․ 하부 층리에 평행하게 관입한 반려암질 암상(암갈색)

그림 4.34 거대한 관입암 남 알래스카와 브리티쉬 콜럼비아의 코우스트 레이지 저반보다는 작아 보이지만 서로 인접하여 발달하고 있는 아이다호, 시레라 네바다, 남 캘리포니아의 저반들. 각각의 거대한 저반들은 지각 물질의 부분 용융으로 생성된 마그마가 변성암을 관입하여 생성된 것들이다.

 

그림 4.35 포획암 알래스카의 이스트 레인지 화강암의 관입동안에 갇힌 포획암.

 

----  잘 보셨으면  "좋아요" 부탁해요?  010-3816-1998. 감사함다. -----