지구과학1 개념 4탄-퇴적암과 퇴적 구조

오늘은 지구과학1의 2단원 첫 번째 내용인 퇴적암과 퇴적구조에 대해 다루겠다. 



퇴적암은 퇴적물이 퇴적되고 굳어져 생긴 암석이다. 변성암과 화성암과 달리 생물체 유해가 남을 수 있어 화석 또한 많이 발견된다. 이러한 퇴적암의 형성 과정을 보자. 퇴적암은 고화 작용 즉 속성 작용을 통하여 퇴적물이 퇴적암이 된다. 먼저 첫 번째 단계로 압축 작용(다지는 작용)을 거치게 된다. 이 과정은 퇴적물의 무게로 인해 부피가 줄며 퇴적물 입자 사이의 간격인 공극이 감소하고 밀도가 증가하는 것이다. 그 후 교결 작용을 거치게 된다. 퇴적물 내에서 물에 용해된 석회질, 규질 철질 성분인 교결 물질에 의해 퇴적물이 굳어지는 것이다.



퇴적암은 퇴적물의 기원에 따라 쇄설성 퇴적암, 화학적 퇴적암, 유기적 퇴적암으로 구분한다. 

쇄설성 퇴적암은 지표 부근의 암석이 풍화, 침식 작용을 받아 생성된 쇄설성 퇴적물이나 화산재와 같은 화산 쇄설물들이 쌓여서 형성된 퇴적암이다. 풍화, 침식을 통해 형성된 쇄설성 퇴적암을 입자 크기에 따라 분류해보자. 2mm 이상의 퇴적물인 자갈로 구성되면 역암이나 각력암이 되고 1/16mm~2mm의 퇴적물인 모래로 구성되면 사암, 1/16mm 이하의 퇴적물인 점토, 실트로 구성되면 이암과 셰일이 형성된다. 이암과 셰일은 층리의 유무로 구분할 수 있으며 이암은 층리가 없고 셰일은 층리가 있다.

화산 분출물로 된 쇄설성 퇴적암도 분류해보자. 2mm 이하의 퇴적물인 화산재로 구성되면 응회암이 되고, 2mm~64mm의 퇴적물인 화산력(라필리)으로 구성되면 라필리 응회암이 되고, 64mm 이상의 퇴적물인 화산탄, 화산암괴로 구성되면 집괴암(화산 각력암)이 된다.



다음은 화학적 퇴적암이다. 화학적 퇴적암은 호수나 바다 등에서 물에 녹아 있던 물질이 화학적으로 침전되거나 고온, 건조한 기후에서 물이 증발하고 남은 잔류물이 굳어져 형성된 것이다. 그 예로 석회암, 처트, 암염 등이 있다.



마지막으로 유기적 퇴적암이다. 유기적 퇴적암은 생물의 유해나 골격이 쌓여 만들어진 퇴적암이다.  식물체로 인하여 만들어진 석탄. 산호, 패각류, 방추충으로 인하여 형성된 석회암. 규질 생명체로 인하여 형성된 규조토, 처트가 있다.

이러한 퇴적암들로 생성 당시의 환경을 유추할 수 있다. 응회암을 통해 주변에서 화산 활동이 있었음을 알 수 있고 증발암을 통해 고온 건조한 기후이거나 땅이 융기했음을 알 수 있다. 석탄을 통해서는 육상 환경이었음을 알 수 있고 석회암은 해양 환경이었음을 알 수 있다.



다음으로 퇴적 구조를 보겠다.  퇴적이 일어나는 장소와 퇴적 당시의 환경에 따라 특징적인 퇴적 구조가 형성되는데 이는 퇴적 당시의 자연환경을 연구하는 데 중요한 단서를 제공하며, 지층의 역전 여부를 판단하는 데 도움을 주기에 매우 중요하다. 먼저 사층리는 층리가 나란하지 않고 비스듬히 기울어지거나 엇갈려 나타나는 퇴적 구조로, 주로 수심이 얕은 물밑이나 바람의 방향이 자주 바뀌는 곳에서 물이 흘러가거나 바람이 불어가는 방향의 비탈면에 퇴적물이 쌓여 형성된다.

점이 층리는 한 지층 내에서 위로 갈수록 입자의 크기가 점점 작아지는 퇴적 구조로 다양한 크기의 퇴적물이 한꺼번에 퇴적될 때 큰 입자가 밑바닥에 먼저 가라앉고 작은 입자는 천천히 가라앉아 형성된다.

연흔은 물결 모양의 흔적이 지층에 남아 있는 퇴적 구조이다. 수심이 얕은 물밑에서 퇴적물이 퇴적될 때 물결의 영향을 받아 연흔이 잘 형성된다.

마지막으로 건열은 퇴적층의 표면이 갈라져서 쐐기 모양의 틈이 생긴 퇴적 구조이다. 수심이 얕은 물밑에 점토질 물질이 쌓인 후 퇴적물의 표면이 대기에 노출되어 건조해지면서 갈라지면 건열이 형성된다. 

사층리는 층리가 기울어지거나 엇갈린 형태를 나타내며, 일반적으로 하부에서 상부로 갈수록 층리의 폭이 넓어진다. 또한 이를 통해 과거에 물이 흘렀던 방향이나 바람이 불었던 방향을 알 수 있다. 점이 층리는 저탁류에 의해 발달하게 된다.

사층리와 점이 층리는 수작 단면을 거의 통하여 알 수 있으나 연흔과 건열은 층리면을 통해서도 알 수 있다.