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온도와 압력이 증가하고 입자간 용액이 존재하는 동안 일어나는 변성작용을 전진변성작용(prograde metamorphism)이라 한다. 이와 반대로 온도와 압력이 감소하고 많은 양의 입자간 용액이 방출된 후에 일어나는 변성작용을 후퇴변성작용(retrograde metamorphism)이라 하는데, 전진변성작용에 비하여 느리고 뚜렷하게 일어나지 않는 것은 용액이 부족하다는 점은 감안하면 당연한 결과다. 지표면에 고변성암을 볼 수 있는 것도 후퇴변성작용이 느리게 일어나기 때문이다. 후퇴변성작용이 급격하게 일어난다면, 고변성작용에 의해 생성된 광물들은 존재하지 않고 과거에 강한 변성작용에 의해 생성된 암석에 관한 대부분의 정보를 잃게 될 것이다. 암석이 가열되면 광물은 재결정작용을 받고 나머지 광물들은 반응하..

변성작용(metamorphism)이란 온도와 압력의 변화에 의하여 지각내의 암석에 발생하는 광물조합 및 조직의 모든 변화를 말한다. 변성암은 고체상태에서 변화가 일어나기 때문에 특별한 관심의 대상이다. 결정질 물질로 이루어진 지각이 판들이 이동하고 충돌할 경우, 암석들은 눌리고, 당겨지고, 휘어지고, 열을 받는 등 다양한 방법으로 영향을 받는다. 만약에 두 차례 또는 그 이상의 영향을 받더라도 모든 변화가 고체 상태에서 이루어지므로 그 이전 형체의 흔적은 남게 된다. 고체는 액체나 기체와는 달리 고체를 변화시킨 영향을 보존하는 경향이 있다. 여러 의미에서 변성암은 매우 복잡하다고 간주되고, 또한 여러 종류의 암석 중에서 가장 흥미로운 암석이기도 한다. 변성암에는 지각에서 일어났던 모든 사건들이 보존되어 ..

휨에 의한 변형작용 : 휨은 수백 km이상을 뻗고 넓고 완만한 워핑(warping)으로 이루어지거나, 현미경적 크기의 폐쇄되고 밀착된 굴곡일 수 있거나, 양자 사이에 해당될 수도 있다. 휜 암석 체적 혹은 워핑 정도에 관계없이 암석 휨을 습곡작용이라 한다. 습곡작용은 층상암석에서 쉽게 인지된다. 층상암석에서 개개의 휨을 습곡(fold)이라 부른다. 크기에 관계없이 습곡은 압축 및 전단응력의 결과로 연성 변형작용에 의해 생성된다. 취성-연성 전이대 상부의 지표 근처의 암석조차도 매우 느린 변형속도에서 습곡 될 수 있다. 이것은 오늘날 그리스에서 일어나고 있는 것이 명백한 예이다. 그러나 산맥에서 매우 광범위하게 관찰할 수 있는 아주 심한 습곡작용은 아마도 암석이 깊은 곳에 매몰되어 높은 온도와 높은 균등..

상반과 하반 : 대부분의 단층은 그림15.5A처럼 경사져 있다. 경사를 기술하기 위해 지질학자들은 두 개의 옛 광산 용어를 채택하였다. 광부의 입장에서 볼 때 경사맥 위의 암석은 자기 머리 위에 걸쳐 있지만 이 맥 아래의 암석은 자기 발아래에 있다(그림 15.12). 맥이 단층으로 인해 생긴 틈을 차지하고 있기 때문에 다음과 같이 옛 광부의 용어를 사용한다. 상반지괴(hanging wall block)는 경사진 단층 위 암석이고, 경사 단층 아래 암석지괴는 하반지괴(foot wall block)라 부른다. 이 용어는 수직 단층에는 적용되지 않는다단층의 분류 단층은 (1) 단층면의 경사와 (2) 상대적인 운동방향에 따라 분류된다. 그림15.13에서 단층을 분류하는데 있어 표준이 되는 기준면은 수직면과 수평..

갑작스런 운동은 취성 암석에 발달하는 단열과 단열을 따른 이동을 포함한다. 암석에서 이동이 일어나는 단열은 단층이라고 한다. 일단 단열작용이 시작되면 마찰은 계속적인 미끄럼을 방해한다. 대신 응력은 단층의 양면 사이의 마찰을 극복할 수 있을 때까지 다시 천천히 보강된다. 그리고 나서 갑작스런 미끄럼이 다시 일어난다. 만일 응력이 지속된다면, 갑작스런 운동 후 느린 보강의 순환이 여러 번 반복된다. 어떤 큰 단층의 이동이 결과적으로 수 km가 된다고 할 때, 이 거리는 작고 갑작스런 무수한 미끄럼의 합이다. 각각의 갑작스런 운동은 지진을 야기시킬 수 있으며, 운동이 지면 가까이에서 일어난다면 지면 양상을 붕괴시키고 변위시킬 수 있다(그림 15.8). 점진적인 운동 단층 운동은 반드시는 아니지만 보통 갑작스..

암석은 어떻게 변형되나? 응력과 변형 암석 변형작용을 논의할 때 압력이라는 말보다는 응력(stress)이라는 말을 사용한다는 것을 배웠다. 우리는 또 균일응력(uniform stress)을 액체 혹은 기체에 잠겨있는 작은 물체가 받는 것과 같이, 응력이 모든 방향에서 동일한 상태를 기술한다는 것을 배웠다. 암석에서 균일응력은 암석권내 임의의 암체가 주변 암석으로 둘러싸인 채 상위에 놓인 암석의 무게로 균일하게 응력을 받기 때문에 균등응력(confining stress)이라 부른다. 이에 비해 차등응력(differential stress)은 모든 방향에서 동일하지 않는 응력이다.그림15.1의 인장응력(tensional stress)은 암석을 신장시키고, 압축응력(compressional stress)은 암..

동굴생성은 탄산염암이 순환 지하수로 용해되는 화학적인 작용에 의한다. 발달순서는 (1)서로 연결된 개방 절리와 층리면을 따라 투과하는 지하수에 의한 초기용해, (2)간극을 완전히 채우고 있는 물의 유동 통로를 따른 동굴 통로의 확장, (3)하천이 동굴 바닥을 흐르고 있는 상태에서 동굴벽에 탄산염의 침전, (4)하천이 유동을 중지한 후 동굴의 벽과 바닥에 탄산염의 계속적인 침전 들을 포함하는 것으로 생각된다. 동굴이 통기대에서 혹은 포화대에서 생성되느냐에 대해 논쟁을 해 왔었지만, 증거로 계절적으로 변동하는 지하수면을 따라 포화대의 최상부에서 형성된다고 생각된다. 동굴 생성의 속도는 용해작용의 속도에 관련된다. 물이 산성인 경우 용해작용의 속도는 유동속도의 증가와 함께 증가한다. 통로 크기는 증가하고, 유..

산사태와 다른 형태의 중력사면이동은 도처에 산재하며 이들은 해마다 엄청난 피해와 인명손실을 가져온다. 적절한 안정화 기술과 더불어 주의 깊은 분석과 계획으로 중력사면이동 과정이 인간에게 미치는 충격을 줄이거나 제거할 수 있다.  예측과 재해 판단 잠재적인 중력사면이동 사건에 의해 발생할 수 있는 피해에 대한 평가는 그 크기와 빈도를 계산하기 위해 과거의 유사한 사건의 재구성을 토대로 한다: 토양과 암석의 특징에 대한 도면화와 시험; 그리고, 불안정화 작용에 대한 민감성을 결정하기 위한 사면분석이 포함된다. 이러한 정보는 어떤 크기의 사건이 주어진 지역에서 얼마나 자주 재발하는가를 결정하는 데에 사용되어 질 수 있다. 중력사면이동의 피해 가능지역을 보여주는 지도는 토지이용 계획자에게 있어서는 중요한 도구..

액상화(작용) 앞에서 논의된 것처럼 물이 건조한 토양에 점차 첨가되면 그 물질은 처음엔 소성의 성질을 갖는다. 만약 충분한 양의 물이 첨가된다면 입자들은 입자간의 접촉력을 잃고, 그 과정에서 전단력을 잃으면서 느슨한 슬러리로 바뀐다. 고체에서 액체 상태로의 토양 변환은 보통 함수량의 증가에 의한 것으로 액상화(liquefaction)라 한다. 이 변화가 일어나는 변이점은 액성한계로 토양에 따라 다양하다. 특히 약간의 점토를 포함하는 토양과 같은 물질은 매우 높은 액성한계를 갖고 넓은 범위의 함수량에 걸쳐 가소성의 상태를 유지할 수 있다. 이런 토양은 특히 문제가 될 수 있는 데 액성한계가 초과할 때에는 토양의 수분함량이 너무 높아서 물질이 극도로 유체의 성질을 갖게 되기 때문이다. 팽창토양과 수밀토양 팽..

사면안정성에 영향을 미치는 요인 자연조건하에서 사면은 상부사면에서 어떤 지점에 공급되는 표토의 양과 그 지점으로부터 하부사면으로 이동하는 양이 평형을 이루도록 하는 어떤 경사도를 항해여 진화한다. 그러한 사면은 평형상태 또는 안정상태에 있다고 말한다. 이러한 사면은 안정하게 보이며 지질작용의 증거들이 별로 나타나지 않을 것이다. 그러나 우리가 지표면 아래의 표토를 조사한다면 우리는 아마도 더 높은 상부사면에 놓여 있는 기반암으로부터 공급된 약간의 암석입자들을 발견하게 될 것이다. 여기에서 우리는 그 입자들이 사면 아래로 이동되었음을 추측할 수 있다. 여러분이 바로 앞에서 배운 것처럼 입자들의 하향이동은 매우 느리거나 매우 빠를 수 있지만 어느 경우에나 그 이동은 중력에 의해 주로 조절된다. 사면안정성에..