조성 속성작용 및 퇴적 환경 2

조성 속성 작용 및 퇴적 환경

그림 6 22. 주사전자 현미경에 부착된 음극선 발광장치를 이용하여 관찰한 석영의 음극선 발광 영상(Lee el al.. 2005,00) 심성암 기원 석영으로 어두운 색의 줄무니로 나타나는 미세한 틈과 반점을 가진다. 백악기 진주(경북 고성) (18) 특정한 석영의 모양과 균질한 음극선 발광 특성을 나타내는 화산암 기원 석영, 백악기 진주층 (경남 진주), (IC) 저급 변성암의 쇄성 변형 작용을 받아 특정한 방향으로 서로 평행한 줄무늬를 보이는 미소 균열을 나타낸다. 백악기 낙동(경북 군고급 변성암의 석영, 재결정화 작용으로 거의 균질한 어두운 색의 음극 선발 광색을 나타낸다. 백악기 진주(경남 진주, 이상과 같은 SEM-CL 특성으로 분류한 석영의 기원은 광학적인 특성과 함께 고려하면 석영 입자의 기원을 좀 더 잘 알아볼 수 있는 장점이 있다.


퇴적암에는 결정질 암석에서 나타나는 모든 종류의 장석(그림 6.23)이 나타난다. 사암 내에 나타나는 대부분의 장석은 화강암과 편마암에서 유래되며, 칼륨장석으로는 정장석과 미사 장석, 그리고 사장석에서는 올리고 클레이스(oligoclase)와 같이 나트륨 성분이 많은 사장석이 존재한다. 평균적으로 사암 내에는 칼륨 장석이 더 많이 나타나며, 나트륨이 많은 사장석이 칼슘이 많은 사장석보다 훨씬 많이 나타난다. 그 이유는 칼슘이 많은 사장석은 풍화 조건에서 불안정하여 쉽게 풍화되어 버리기 때문이다. 화산암에서 유래된 장석의 경우에는 사장석과 칼륨 장석으로 새니딘(samidine)이 많이 나타난다. 대체로 화산암 기원 장석으로는 사장석이 칼륨 장석보다 더 많이 나타나며, 사장석들은 조성 별로 누대 구조(zoning, 그림 6.24)를 이루고 있기도 한다. 쇄설성 사장석의 가장 주된 기원암으로는 염기성과 중성의 심성암과 화산암으로 화산암에는 사장석이 반정으로 나타난다. 또한 사장석은 변성암에서도 유래가 되며 변성암에 들어있는 사장석의 조성은 원암의 변성 작용 정도에 따라 달라진다. 장석은 석영과 달리 벽개면이 잘 발달되어 있고 쌍정을 이루고 있으며 대부분이 풍화작용과 속성 작용에서 일어난 결과로 어느 정도 수화 작용(hydration)을 받은 상태로 산출된다. 칼스바드(Calisbad) 쌍정을 이룬 장석의 경우는 쌍정면을 따라 쉽게 갈라지게 되므로 퇴적물 내에는 갈스바드 쌍정을 이룬 사장석은 드물게 나타나는 편이다. 퇴적물에서 장석의 함량은 퇴적물 기원지에서의 풍화작용과 밀접한 관계가 있다(제2장 참조).

그림 6.23 퇴적암에서 산출되는 장석 (A) 미사장석으로 특징적인 chess board 정 unnng)을 보인다. (B) 정장석 (C) 사장석으로 알바이트 쌍정을 보인다. 중에 저온도의 석영으로 채워지기도 한다. 이러한 균열을 채우는 특징 이외에는 원래의 석영이 가지고 있는 음극선 발광의 특성은 그대로 보존된다. 여기서 변형 작용에 의하여 만들어지는 미세균열(microfractures)과 심성암 기원 석영의 냉각에 따라 만들어지는 미세한 틈(microcrack)과는 용어상 구별하여야 한다.(5) 연성 변형 작용을 받은 중급 정도의 변성 기원 석영 : 변성 정도가 400~700°C에 이르는 온도 범위에서 점점 증가하면 연성 변형 작용(ductile deformation)이 일어난다. 이러한 연성 변형 작용이 일어나면 변형의 않은 변형 주름 (deformation lamellae), 변형 띠(deformation band)가 만들어지는데, SEM-CL에서도 광학 현미경 관찰과 같이 관찰된다. 점차 변형 정도가 증가를 하면 점차 강한 파동 소광을 나타내며, 이러한 경우에는 불균질 하거나 누덕누덕 기운 형태이거나 얼룩이 진 CL 특성을 보인다. (6) 재결화 작용을 받은 고변 성 기원 석영 : 이 기원의 석영은 SEM-CL에서 석영의 모자이크로 이루어진 특성을 나타내거나 균질하게 나타나기도 하며 CL 색은 매우 어두운 회색에서 검은색의 상

그림 6.21 편광 현미경과 이에 부착된 음극선발광장치를 이용하여 관찰된 석영의 음극선 발광 특성 (A) 편광 현미경 사진 () 동일한 시료의 음성 사진 편광 현미경 관찰에서는 석명 입자의 원래 모양이 관찰되지 않았으나 음선다장치를 이용하여 관찰하면 원마도가 좋은 석영으로 밝혀진 편광 현미경 하에서는 관찰되지 않았으나 음극선 발광 사진에서는 원마도가 좋은 쇄설성 석영 입자의 사이에 발광을 하지 않는 검은색의 석영 과성장이 속성 작용 동안 발달하였음을 알 수 있다. 미국 일리노이 주 데본기 Cedar Valey Hong Sansione 충원(Schole, 1979). 광 현미경 특성 현미경에 음극선 발광장치 (그림 6.20)를 부착하여 석영 입자를 관찰하여 발광 특성을 구음 극선 발광의 특성은 석영의 결정이 만들어지는 온도와 만들어진 후 식어가는 과정에서 내 결정격자의 결함 (lattice defects)과 석영 이외의 다른 원소가 들어있는 경우에 나타난감 기원 석영은 특징적으로 결정의 성장이 일어나는 누대 구조(zoning)를 잘 나타내며 적색만 음극선 발광장치를 이용하면 관찰된다. 하지만 석영 내 격자 결함이 적거나 결정 내부의 화학 조성의 차이가 나지 않는다면 음극선 발광의 특성에서 명암도에 거의 차이가 없이 옅은 회색에서 검은색까지 균질한 특성을 나타낸다. 석영의 기원에 따른 SEM-CL의 특성을 살펴보면 다음과 같다. 주색의 음극 선발 광색을 나타낸다. 심성암 기원의 석영은 석영의 내부에 많은 미세균열 조 Tacks)을 보이며 청색의 음극 선발 광색을 나타낸다(그림 6.21). 변성암 기원의 석영은 특히용을 받은 경우에 연한 밤색의 음극 선발 광색을 보이는 것이 특징이다. 현미경 음극선 발광 특 성라 현미경(scanning electron microscope : SEM)에서 개개의 석영 입자를 관찰하는 방법

되었다. 주사전자 현미경에 부착된 음극선발광기를 이용하여 석영의 음극선 발광 특성 minescence : CL)을 이용한 SEM-CL 기법은 비교적 쉽고 비용도 많이 들지 않는 기법으로| 사용할 수 있는 장점이 있다. 석영은 다른 조암 광물인 장석이나 탄산염 광물에 비하여 음광이 비교적 낮게 나타나는데, 석영의 음극선 발광이 왜 발생하는지 아직 잘 밝혀지지 않았마도 석영 결정 내 Si를 AI이 치환하여 일어나거나 석영 결정 내 포함된 흔적 원소의 함량 변는 석영 결정의 선형이나 점상의 결정 결함에 의하여 일어나는 것으로 여겨지고 있다. 석영들은 미세한 틈, 채워진 미세한 틈, 미세균열 변형 구조와 같은 결정 내 결함과 같은 다양한 누대 구조를 나타낸다. 이러한 석영의 미세 조직은 일반 광학 현미경으로는 관찰되지 않지 그림 6.20 편광 현미경에 부착된 음극선 발광장치(모델명: ELM-3R).(1) 심성암 기원 석영 : 전형적인 심성암 기원 석영은 비교적 입자가 큰 결정으로 비어있는 미세한 틈이나 채워진 미세한 틈을 가지고 있으며(그림 6.22A), 유체 포유물이 줄지어 배열되어 있고 파동 소광을 보이거나 또는 직소광을 보인다. 이 기원의 석영에서 관찰되는 미세한 틈이나 채워 진미 세한 틈은 마그마가 식으면서 석영 결정에 열적인 스트레스를 가하기 때문에 생성된다. 이렇게 식어지면서 만들어지는 미세한 틈은 방향성이 없이 무작위로 배열되는 것이 특징으로 여러 번에 걸쳐서 만들어진다. 화성 기원 석영은 누대 구조를 나타내기도 하지만 이러한 누대 구조는 드문 편이다.(2) 화산암 기원 석영 : 이 성인의 석영의 약 절반 정도는 누대 구조를 나타내며, 나머지 절반 정도는 균질한 음극선 발광의 특성(그림 6.22B)을 나타낸다. SEM-CL에서도 광학 현미경 관찰과 마찬가지로 용융물 포유물, 안쪽으로 패인 입자 경계와 큰 열린 균열도 관찰된다.(3) 변형되거나 재결정화된 변성암 기원 석영 : 변성 작용을 받기 이전의 암석의 종류, 변형 작용의 종류와 변성 정도의 차이로 인하여 변형 작용, 변성 작용을 받거나 재결정화된 석영이 저변 성에서 고변 성의 어느 정도 변성 작용의 조건에서 일어난 것인지를 구별하기는 쉽지가 않다.(4) 쇄성 변형 작용을 받은 저변 성 기원의 석영 : 이 석영은 SEM-CL에서는 평행한 선형의 검은색에서 회색을 나타나는 것(그림 6.22C)이 특징으로, 이러한 특징은 매물이 일어나거나 국부적 또는 광역적인 지체 구조적 변형 작용에 의하여 낮은 정도의 변성 작용 조건, 즉 온도가 300~400℃ 이하인 경우의 비 변성 조건에서 매우 낮거나 낮은 변성 작용을 받았을 때 일어나는 쇄성 변형 작용(brittle deformation)으로 만들어진 것이다. 이러한 쇄성 변형 작용은 변형 작용이 일어날 때 가해진 힘의 방향에 따라 어느 일정한 방향을 따라서 미세한 균열이 만들어지며 이 균열들은 나