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천문학

암석학 (Petrology)

by 나홀로산다 2023. 5. 9.

암석학은 여러 가지 암석의 이름과 정의를 구축하고, 그들의 성인(genesis)과 구조, 분포를 규명하는 지질학의 한 분배다. 가장 오랜 전통을 자랑하는 전통적인 지질학 중 하나로 여겨지고 있다.

지구에만 셀 수 없이 많은 암석이 존재하고 각각의 성질이 세부적으로 모두 달라지기 때문에 암석학은 여전히 지질학에서 가장 중요한 연구 분야 중 하나로 자리 잡고 있습니다.

암석학의 분류는 그 접근 방식의 차이와 연결되는 다른 학문과의 관계 때문에 보통 암석의 분류 그 자체에 따라 세분되는 경향이 있다. 암석의 분류는 보통 가장 먼저 화성암, 변성암 그리고 퇴적암으로 시작한다.

암석학 역시 화성암석학(igneous petrology), 변성암석학(metamorphic petrology) 그리고 퇴적암석학(sedimentary petrology)으로 나뉜다. 그렇지만 보통 퇴적암석학은 퇴적학과 층서학과 잘 어울리고, 암석 성인상의 특별함 때문에 앞선 다른 두 분야와 차이가 가장 심하다. 따라서 보통 암석학이라고 하게 되면 화성암석학과 변성암석학에 중점을 맞추게 된다. 암석학이라고 하게 되면 퇴적암석학은 중요하게 다루지 않게 된다. 보통 퇴적암석학이라는 단어는 잘 사용되지 않고, 그 분야는 '퇴적학(sedimentology)'과 '층서학(stratigraphy)' 등의 단어로 설명됩니다.

암석학의 연구는 보통 육안 및 확대경 관찰, 박편을 통한 광학적 성질 관찰(편광현미경), 화학분석의 세 가지 과정을 보통 거치게 된다. 화학분석은 보통 시간과 비용이 어마어마하게 늘어나게 되므로 암석학을 위해서는 다년간의 육안~현미경 관찰 방법을 습득해야 한다.

그리고 이 관찰을 보통 petrography라고 부른다. 눈으로 보고 관찰하는 게 뭐 얼마나 과학적이겠냐고 말하는 사람도 있겠지만, 상상을 초월하는 섬세한 이야기가 단지 현미경 관찰 하나만으로도 이끌어낼 수 있다

암석학의 강력한 점 중 하나이며 이후 거쳐야 할 값비싼 화학 분석의 비용을 최소화할 수 있다.

심지어 어떤 경우에는 화학분석 없이 편광현미경만으로도 훌륭한 논문이 나오기도 합니다.

암석을 구분하는 중요한 요소는 보통 구성 광물과 조직(texture)이다.

1. 구성 광물(암석의 성분)

암석은 보통 광물과 비정질로 구성되어 있습니다.

암석은 비정질이 거의 없이 광물로 구성되어 있다. 그래서 암석의 이름은 보통 구성 광물의 상대비를 기분으로 합니다.

구체적인 예를 보고 싶으면 화강암 섹션을 살펴볼 것. 그러나 어떤 경우에는 현실적으로 광물의 상대비를 구할 수 없는 경우가 있다. 이 경우에는 이를 대신할 정의법이 요구된다. 이때 사용되는 유용한 방법이 전암 분석(whole-rock analyses) 자료이다. 암석 전체의 성분을 구하여 각 원소의 상대농도를 이용하는 것입니다.

2. 암석 조직

비슷한 조성의 암석이라도 형성 조건에 따라 전혀 다른 생김새를 가질 수도 있다. 이 경우 조직이 중요한 요소가 된다. 예컨대 물속에서 만들어진 석회암과 카보네타이트는 거의 같은 성분으로 되어 있으나 조직이 전혀 다르다.

또한 현무암과 반려암은 전암 성분은 완전히 같을 수 있으나 전자는 석기와 반정으로 구성된 반면에, 후자는 조립질로 된 암석으로 서로 다른 암석이다. 변성암의 경우에도 이는 마찬가지이다.

전암 성분은 비슷하지만 노출된 응력장의 성질이 전혀 다르면 다른 조직의 변성암이 나타나게 됩니다.

암석의 종류

전 세계적으로 사랑받는 암석학 교재인 J.D.Winter가 쓴 암석학 책은 화성암과 변성암만을 다루며, 이는 Raymond나 Philpott, Ague 등이 쓴 암석학 책에서도 그대로 이어진다.

열역학이라는 학문 자체가 암석학과 긴밀하게 연결되어 있다.

자연에서 산출되는 암석은 보통 극도로 복잡한 열역학 시스템에 해당하며 실제로 20세기의 암석학자들은 열역학의 이론을 발전시키는 데 많은 공을 세웠다.

지금도 다양한 프로그램들이 개발되어오고 있지만, 아직도 이들의 상평형도를 재구축하는 것은 무척이나 까다롭다.

퇴적암의 경우에 따라서는 생물체 골격이나 흔적이 남게 되어 있으나, 퇴적암은 보통 고려 대상이 아니므로 논외로 한다. 요즘에는 조직이라는 단어보다, 미구조(microstructure)라는 단어를 선호하는 경우도 있다.

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