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요코하마시 역사
요코하마라는 이름이 기록상에 처음 등장한 것은 무로마치 시대 중기인 1442년의 문헌이다. 이 해 히라코씨의 가신으로 여겨지는 이치카와계씨와 비류간범수 두 명이 이시카와의 보물을 금강원에 요코하마촌의 약사당 멘다전을 기부한다는 문서가 남아 있다. 요코하마촌은 무사시국 히사요시기군에 속하였고 현재는 중심가가 되어 있는 간나이 지구(나카구)에 해당하는 지역에 있었다.
에도 막부가 세워진 17세기 이후에는 도카이도의 슈쿠바(역참)인 가나가와주쿠, 호도가야주쿠, 도쓰카주쿠를 중심으로 발전한다. 에도 시대 말기까지 요코하마촌은 이들과는 대조적으로 호수가 100호 밖에 안되는 사주상에 형성된 반농반어촌이었다.
요코하마시 역사
요코하마촌의 운명을 변화시킨 것은 당시에는 국교를 맺지 않았던 미국의 매슈 페리가 지휘하는 외국 함선의 내항이었다. 태평양 항로의 거점이자 포경(고래잡이)을 위한 공급 기지로 일본 항구를 이용하길 바랐던 미국 해군의 외국 함선 일행은 무추라번 고시바촌에 2개월 동안 정박하며 막부의 대응을 기다린 후에 요코하마해로 들어갔으며 이후 막부는 요코하마촌의 응접소에서 외교 교섭을 실시했다. 교섭 결과 1854년에 요코하마촌에서 미일 화친 조약이 체결되었고 1858년에는 가나가와 오키·고시바에서 미일 수호 통상 조약이 체결되었다. 이 통상 조약에서 가나가와를 개항하도록 정한 것이 요코하마 도시 개발의 발단이 되었다.
막부는 도카이도와 접해 당시 이미 발전해있던 가나가와미나토를 피해 외국인 거류지를 멀리하기 위한 대안으로 요코하마촌을 "가나가와의 요코하마"로 칭하고 개항지로 정했다. 요코하마촌은 단기간에 거류지, 부두, 공물을 상납하는 세관 등 국제항으로서의 체제가 정돈되어 1859년 7월 1일에 요코하마항이 개항했다. 요코하마는 일본의 관문 중 하나가 되어 여러 가지 문물이 빠르게 도입되는 국제색이 뚜렷한 도시로 발전하기 시작했다.
요코하마시 역사
요코하마촌은 막부가 설치한 세관을 경계로 이남을 외국인 거류지(요코하마 거류지), 이북을 일본인 거주구로 하였다. 경계에는 관문이 놓여 관문을 기준으로 외국인 거류지 쪽을 간나이(関内), 이외 지역을 간가이(関外)라고 불렀다. 외국인 거류지에는 영국, 프랑스, 독일, 미국을 중심으로 각국의 외국 상관이 줄지어 자리를 잡았다. 현재의 요코하마 중화가(차이나타운)는 개항 당시 외국인 거류지 안에 형성된 중국인 상관을 기원으로 한다. 한편 일본인 거주지는 요코하마정(横浜町)으로 이름 붙였고, 1889년 4월 1일에 시 제도가 시행됨과 동시에 시가 되어 요코하마시가 탄생하게 되었다. 당시의 면적은 요코하마항 주변의 5.4km 이내였다. 면적이 좁기는 했지만 시 제도 시행 당시 벌써 호수가 27,209호에 인구가 121,985명(1889년 말)에 이르렀다. 이후 간나이 지구는 행정과 상업의 중심지로 발전한다.
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요코하마시 역사
개항 초의 요코하마항에는 동쪽 부두(영국 부두)와 서쪽 부두(세관 부두)가 설치되었고 동서 부두는 그 모양 때문에 "코끼리의 코"로 불렸다. 여기서의 무역은 생사, 차, 해산물이 수출되었고 견직물, 모직물이 수입되었다. 1872년 10월 14일에는 도쿄 신바시와 요코하마를 잇는 철도가 개통하였다. 동년에 가나가와역(현재의 요코하마역 근방)과 쓰루미역도 개설되었다. 당시 생사 무역의 주도권은 외국 상관에 있었다. 그 때문에 요코하마 상인으로 불린 일본인 무역상은 1873년에 생사개회사를 설립하여 경쟁력을 높였고 1881년에는 생사하예소를 설립해 생사 무역의 주도권 확립을 위해 노력했다. 또 요코하마 상인들은 현영 수도의 설치(1887년), 요코하마 공동 전등회사 설립(1890년), 만전 병원 설립(1891년), 생사검사소, 상업회의소 설립(1895년) 등 도시 기반 정비와 상업 발달에 크게 기여했다.
요코하마시 역사
다이쇼 시대에는 쓰루미강 하구의 매립이 시작되어 게이힌 공업지대가 형성되기 시작하였으며 요코하마항은 공업항의 성격을 가지기 시작하였다. 1923년 9월 1일에 일어난 간토 대지진 때는 요코하마항, 간나이를 포함해 시내 전역이 큰 피해를 입었다. 지진 재해 부흥 사업으로 니혼대로의 폭 확장, 야마시타 공원의 조성, 요코하마 3탑으로 꼽히는 가나가와현 청사나 요코하마 세관 청사의 건설 등이 행해져 1929년에 거의 옛 모습을 회복했다.
쇼와 시대인 1926년 4월에 제3차 시역 확장을 하였고 동년 10월에는 구제가 시행되어 쓰루미구, 가나가와구, 나카구, 호도가야구, 이소고구 등 5개 구가 설치되었다. 제2차 세계 대전 말인 1945년 5월 29일의 요코하마 대공습 때는 이소고구에서 쓰루미구에 이르는 연안부가 불타버렸고 나카구, 니시구의 중심 시가지는 파괴되었다. 동년 8월의 종전으로 영국군과 미군, 중화민국 국민혁명군을 중심으로 한 연합군이 진주하였고 요코하마 중심 시가지와 요코하마항은 연합군에 접수되어 도시 기능은 마비되었다. 연합군은 요코하마 세관 빌딩에 연합군 최고사령부(GHQ, 이후 도쿄의 다이이치 생명 빌딩으로 이전)와 태평양 육군 총사령부(AFPAC)를 두어 군사 거점으로 삼았다.
1950년 요코하마 국제항도건설법이 제정되어 도시 재건을 위한 정책이 본격화되었다. 1951년에는 샌프란시스코 강화조약이 체결되어 연합국의 일본 점령 체제가 끝났다. 또 같은 해에 요코하마항의 관리권이 국가에서 요코하마시로 이관되었다. 조약이 발효된 다음 해인 1952년 이후 대부두와 야마시타 공원 등이 차례대로 접수 해제되었다.
1956년 9월 1일에는 정령지정도시로 지정되었다. 1964년 5월에는 네기시선이 개통하였고 동년 10월에는 도카이도 신칸센의 개통과 함께 요코하마선과 만나는 지점에 신요코하마역이 개설되었다. 1985년에는 인구가 300만 명을 넘어섰다. 1989년에는 시 설립 100주년과 개항 130주년을 기념해 요코하마 박람회가 개최되었다. 1990년에는 도심부 정비 계획의 일환으로 요코하마역 주변 지구와 간나이 지구를 잇는 미나토미라이21 지구의 정비가 본격화되었다. 1998년에 요코하마 국제종합경기장(닛산 스타디움)이 건설되었고 2002년 FIFA 월드컵 결승전이 이곳에서 열렸다.
요코하마시 인구
요코하마시의 인구는 1920년 제1회 국세조사에서는 같은 국제 항만 도시였던 고베시보다 약 19만 명 적었고, 1923년 간토 대지진에 의한 인구 감소로 1925년 제2회 국세조사에서는 고베시와의 차이가 약 24만 명까지 벌어져 버렸다. 그러나 지진 피해 복구 이후 요코하마항이 게이힌 공업지대의 핵심을 담당하는 공업항으로 발전해 일본 전역에서 노동 인구를 흡수하고 시역 확장을 1939년까지 끝낸 결과, 1940년 제5회 국세조사에서는 고베시를 근소한 차이로 앞지르기에 이르렀다. 1942년에는 100만 명을 넘었다가 직후 일본이 전시 체제에 들어가면서 감소했지만, 종전 이후 1951년에 다시 100만 명을 넘었고 1968년에 200만 명을 넘어 나고야시를 제쳤으며 1978년에는 오사카시를 제치고 도쿄도 구부에 이은 대도시 중 2위가 되어 1985년에는 300만 명을 넘었다. 현재는 3,778,876명(2021년 8월 1일 기준)으로 일본의 기초자치단체(시정촌 및 특별구) 중 가장 인구가 많으며, 이는 10번째로 인구가 많은 도도부현인 시즈오카현에 맞먹는다.
요코하마시 인구
요코하마시의 인구가 많은 이유는 시 자체의 면적이 큰 것(요코하마시의 면적은 가나가와현 총면적의 18%를 차지해 오사카시 면적의 약 2배, 나고야시의 약 1.5배에 달함)도 있고, 산지가 적고 가용 토지가 많아 비슷한 인구의 다른 대도시에 비해 개발이 용이했던 점 등을 들 수 있다. 또한 제2차 세계 대전 후에 급속히 인구가 증가한 이유는 전후 도시 재건에 따라 게이힌 공업지대나 간나이역·요코하마역 주변 등 도쿄만 연안부의 상공업이 발전한 점과 고도 경제성장기 이후에 현저해진 도쿄 일극 집중으로 지방에서 도시 지역으로의 인구 유입이 진행된 점, 시 외곽의 사철 연선을 따라 택지 개발이 진행되어 도쿄의 베드타운 성격을 띄게 되었다는 점도 강하게 거론된다. 특히 요코하마 도심에 직접 접속하지 않는 도큐 덴엔토시선 연선 지역의 개발은 요코하마에 거주하며 도쿄로 통근 및 통학하는 인구가 증가하는 결과를 낳았다.
요코하마시 인구
2015년 국세조사에 의하면 요코하마시의 주야간 인구 비율(상주인구(야간인구)에 대한 주간인구의 비율)은 91.7%이다. 요코하마시의 주야간 인구 비율은 오랫동안 하락 경향을 나타내고 있었지만, 1990년대 초에 바닥을 친 이후 완만한 상승 경향이 계속되고 있다. 덧붙여 도쿄 도심으로의 통근 비율은 요코하마시 평균이 23.7%이며 산하 행정구들 중 가장 높은 것은 아오바구의 38.2%, 가장 낮은 것은 세야구의 12.9%이다.
행정구별 인구가 가장 많은 곳은 고호쿠구의 360,290명으로, 이하 아오바구 311,156명, 쓰루미구 296,704명, 도쓰카구 284,515명으로 뒤를 잇는다. 인구가 가장 적은 구는 니시구로 104,798명, 이하 사카에구 120,729명, 세야구 122,172명, 나카구 150,893명으로 뒤를 잇는다.
2015년 국세조사 기준 인구를 바탕으로 행해진 장래 인구추계에 의하면 요코하마시의 인구 정점은 2019년으로, 이후 점점 감소하기 시작하여 2065년에는 약 302만 명으로 급감할 것으로 추계되었다. 또한 65세 이상 인구가 차지하는 비율(고령화율)은 인구 정점인 2019년에 24.8%, 2065년에는 35.6%에 이를 것으로 추계되었다.
2020년 국세조사의 독자적인 집계에 의한 인구·세대수 속보치에 의하면 요코하마시의 세대당 인원은 2.15명으로 1920년 통계 개시 이래 최저치를 기록했다. 가나가와구(1.91명), 나카구(1.77명), 니시구(1.85명), 미나미구(1.91명)는 2명 미만이었다.
요코하마시 경제
요코하마 시내 총생산은 2016년에 13조 5,596억 엔을 기록했다. 다른 지역과 비교하면 시즈오카현과 히로시마현 사이에 위치한다. OECD 국가와 비교하면 26위인 헝가리와 27위인 뉴질랜드 사이에 있다. 제1차 산업이 0.1%, 제2차 산업이 21.7%, 제3차 산업이 82.3%를 나타내고 있어 제1차 산업 비율이 낮고, 제2차 산업 및 제3차 산업 비율이 높다. 다른 정령지정도시와의 비교에서는 오사카시의 약 60% 규모로 나고야시와 거의 같다. 요코하마에 본사를 둔 기업도 적지 않지만 그런데도 오사카시에 크게 뒤쳐지는 것은 전통의 차이, 도쿄와 가까워 베드타운의 측면이 강한 것, 이런 점과 관련해 블록형 대기업(JR·NTT·전력·가스·대기업 민방 등)이 없는 것이 영향을 주고 있다.
시민소득
요코하마시 경제
요코하마시의 시민 총소득은 11조 3,077억 엔으로 1인당 320만 6,000엔(2003년)이다. 1인당 국민소득을 100으로 하면 요코하마는 110.9가 된다. 시민소득 중 고용자 보수는 9조 5,924억 엔으로 시민소득에서 차지하는 비율은 84.8%로, 이는 정령지정도시 중 1위다. 시민소득 중 기업소득은 1조 5,427억 엔으로 시민소득에서 차지하는 비중은 13.6%로 정령지정도시 중 3위다. 전체 시민소득 중 시외에서 얻은 소득은 2조 4,727억 엔이다.
또 주야간 인구 비율은 91.7(2015년 국세조사)이었다. 이는 시내에서 시외로 통근하는 사람의 수가 시외에서 시내로 통근하는 사람의 수보다 많다는 것을 의미한다. 2000년 국세조사에 의하면 이동 인구는 도쿄도 23구와 가와사키시에 대해 유출 초과가 되고 있다.
시내총지출
요코하마시 경제
시내총지출(=시내총생산)은 12조 6,814억 엔이며 다른 정령지정도시와의 비교에서는 가계의 최종 소비 지출이 큰 편인데 그 금액은 8조 7,137억 엔으로 오사카시(5조 4,206억 엔)의 1.6배 규모다. 요코하마시의 민간 주택 투자는 7,372억 엔으로 정령지정도시 중 1위다. 민간기업 설비 투자는 1조 5,810억 엔으로 1위 오사카시(2조 7,027억 엔)의 약 60% 규모이며 공공 투자는 5,208억 엔으로 나고야시(5,854억 엔)에 이어 2위이다.
노동력·취업자 수 등
요코하마시의 노동력률은 62.0%이다. 이것은 일본 전국 평균(61.5%)과 비슷한 수준으로, 정령지정시 중에서는 8위, 선두인 가와사키시(66.1%)보다 4.1%p 적다. 또 완전 실업자수는 97,464명, 완전 실업률은 5.3%이다. 이것은 정령지정시 가운데 히로시마시(5.0%), 시즈오카시(5.1%)에 이어 3번째로 낮다. 전후 1차 산업의 취업자수, 취업자 비율은 한결같이 줄고 있다. 2차 산업의 취업자수 및 취업자 비율은 고도 경제성장기에 확대되었다. 이후에는 산업 구조 전환으로 수적으로는 증가했지만 비율은 감소했다. 3차 산업의 취업자 수는 꾸준히 증가하고 있으며 취업자 비율도 1960년을 제외하고 항상 확대되고 있다. 2005년에는 취업자 비율이 74.8%에 이르렀다. 2005년의 산업별 취업자 비율을 일본 전국 평균과 비교하면 농업(전국 4.4, 요코하마 0.5)과 제조업(전국 17.3, 요코하마 13.6)이 낮고, 정보통신업(전국 2.6, 요코하마 6.6)과 서비스업(전국 14.3, 요코하마 17.9)의 비율이 높다.
음성 기호
음성 기호(音聲記號)는 음성을 표기하는 기호이다.
한글에 의한 음성 기호
한글에 의한 음성 기호는 다음 두 가지가 있다. 두 가지 모두 풀어쓰기를 한다.
이현복 교수가 1981년에 만든 음성 기호이다.
한글 문화 세계화 본부가 만든 음성 기호이다.
화성암
화성암(火成巖, 영어: Igneous rock)은 마그마가 식어서 형성된 암석이다.
암석의 성분에 따라서 염기성암과 산성암으로 분류한다. 염기성암은 규소에 비해 산소의 함량이 낮은 암석으로, 대체로 어두운 색을 띤다. 이에 비해 산성암은 규소에 비해 산소의 함량의 높은 암석으로, 밝은 색을 띤다.
또한, 생성시의 깊이에 따라서 화산암과 심성암으로 분류한다. 화산암은 용암이 지표에 분출되었거나, 지표 부근에서 급격하게 냉각되어 형성된 암석으로, 입자의 크기가 작은 편이다. 심성암은 상대적으로 깊은 곳에서 천천히 냉각되었기 때문에, 입자의 크기가 큰 편이다.
화성암을 이루는 마그마는 맨틀이나 지각의 일부가 지하 심부에서 녹아서 형성된 것이다. 암석은 압력이 낮아지거나, 온도가 높아지거나, 성분이 변할 때 녹을 수 있게 된다
화성암 지질학적 중요성
화성암은 지각의 95% 이상을 차지한다. 화성암이 그만큼 흔히 보이지 않는 것은 퇴적암이나 변성암이 얇지만 광범위하게 화성암을 덮고 있기 때문이다. 또 다른 화성암의 중요성은 다음과 같다.
화성암 산출형태
화성암은 산출형태에 따라 크게 심성암(관입암)과 화산암(분출암)으로 구분된다.
심성암은 마그마가 지하 깊은 곳에서 식어서 고체화된 것을 가리킨다. 다른 암석에 둘러싸여있기 때문에 (온도 차이가 크지 않을뿐더러 암석은 원래 열의 부도체이기도 하므로) 천천히 식어가면서 결정이 맨눈으로 보일만큼 크게 자랄 충분한 시간을 가지게 된다. 심성암체를 그 모양과 위치에 따라 구분하는 것을 산출형태에 따른 분류라고 하며, 저반, 암맥, 암경, 병반, 암상 등이 있다.
거대한 조산대의 중심에는 심성암체가 있으며 이들은 주로 화강암인 경우가 많다. 화강암의 저반은 매우 크고 넓으며, 침식에 의해서 노출된다.
상대적으로 얕은 깊이에서 형성된 심성암을 반심성암이라고 구분하기도 한다.
화성암 산출형태
화산암은 마그마가 지표에서 식어서 고체화된 것을 가리킨다. 암석이 녹아서 생긴 마그마에는 부유하는 결정이나 기체 방울이 존재하기도 한다. 마그마가 녹아 나온 암석에 비하여 마그마 그 자체는 밀도가 낮기 때문에 마그마는 부력을 받아 상승하게 된다. 마그마가 지표면 바깥으로 나오게 되면 용암이라고 부르며, 마그마의 분출은 육지에서도 바다에서도 가능하다. 중앙해령이나 블랙스모커는 해수면 아래에서의 화산활동의 예가 된다.
지구조적 환경에 따라 화산암이 생성되는 속도가 다르다. 발산경계에서 생기는 화산암이 73%, 수렴경계에서 생기는 화산암은 15%, 열점에서 생기는 화산암은 약 12% 정도이다.
화성암 산출형태
화산에서 분출된 마그마의 행동은 점성에 따라 달라진다. 마그마의 점성은 다시 온도, 성분, 광물 조성에 의하여 결정된다. 온도가 높은 마그마는 대체로 현무암질인 경우가 많은데, 끈적끈적한 기름과 비슷하게 행동한다. 안산암질의 용암은 화산재, 응회암, 용암이 뒤섞여 분석구(噴石丘; cinder cone)을 형성하며, 분출된 용암은, 당밀이나 고무 수준의 점성을 보인다. 유문암과 같은 규장질 용암은 일반적으로 낮은 온도에서 분화할 뿐만 아니라 현무암의 용암에 비하여 만 배 이상 점성이 높다. 유문암질 마그마를 동반한 화산은 일반적으로 폭발적인 분화를 보이며, 용암의 분출은 제한적이나, 점성이 높기 때문에 그 가장자리는 급한 경사를 보인다.
유문암질이나 안산암질 마그마는 종종 매우 격렬한 분화를 보인다. 이것은 마그마에 녹아있던 휘발성 기체 성분이 빠져나가기 때문이다. 주로 수증기와 이산화탄소이다. 분출될 때 함께 나오는 물질들을 테프라라고 부르는데, 응회암, 집괴암(agglomerate), 이그님브라이트가 포함된다. 세립질의 화산재 또한 함께 분출하여 넓은 범위에 걸져 화산재층을 형성하기도 한다.
용암은 빨리 식기 때문에 화산암은 세립질이다. 냉각속도가 더 빨라 결정이 생기지 못할 경우에는 흑요석과 같은 유리질 암석을 만들게 된다. 결정의 크기가 작은 관계로 화산암의 분류는 심성암의 분류에 비하여 더 어려운 경우가 많다. 화산암의 정확한 광물조성은 박편현미경 관찰을 통해서만 알 수 있기 때문에 야외에서는 근사적인 분류를 하게 된다.
화성암 분류
화성암은 산출형태, 조직, 광물조성, 화학조성, 화산암체의 모양에 따라 분류한다.
화성암의 자세한 분류를 통해서, 그 암석의 기원에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있다. 화성암의 분류에 이용되는 두가지 중요한 기준은 광물의 크기와 조성이다. 장석, 석영 또는 준장석(feldspathoid), 감람석, 휘석, 각섬석, 운모는 모두 거의 모든 화성암의 조요광물이며, 암석의 분류의 기초가 된다. 나머지 광물은 부수적이기 때문에 부성분광물이라고 한다. 이 외의 광물이 중요한 화성암은 매우 드물며, 그 중에는 탄산염이나 황산염 광물을 가지는 종류가 있다.
단순화된 분류에서 화성암의 종류는 장석의 종류, 석영의 유무, 철·마그네슘 광물의 존재 여부에 따라서 분류된다. 석영을 포함하는 광물은 이산화규소 포화되었다고 하며, 준장석이 발견되는 암석은 이산화규소 불포화상태라고 한다. 준장석은 석영과 안정상태에서 공존할 수 없기 때문이다.
화성암 분류
결정을 눈으로 볼 수 있는 화성암을 '현정질'이라고 하며, 너무 작아서 맨눈으로 볼 수 없는 암석을 '비현정질'이라고 한다. 일반적으로 현정질 암석은 심성암, 미정질은 화산암에 해당한다. 크고 뚜렷한 광물 결정(반정)이 작은 결정들(석기) 사이에 들어있는 조직은 '반상조직'이라고 한다. 반상조직은 몇몇 결정이 크게 자라는 동안 나머지 주요 성분은 큰 결정으로 성장하지 못했을 때 생긴다.
조직은 화산암을 분류하는 중요한 기준이다. 화산암의 조직은 광물 입자의 크기, 형태, 방향, 분포와 입자간의 관계를 의미한다. 조직에 따라 그 화산암이 응회암인지, 화산쇄설암인지, 용암인지 구분한다. 그러나 조직은 화산암 분류의 한 측면일 뿐이다. 대부분의 경우 화학 조성에 대한 정보가 필요하며, 석기나 화산재(또는 그로부터 만들어진 응회암)가 분석에 이용된다.
화성암 분류
심성암에 있어서 조직은 그만큼 중요한 기준이 되지 못한다. 맨눈으로 광물을 관찰할 수 있고, 최소한 확대경이나 현미경을 써서 광물을 직접 볼 수 있기 때문이다. 심성암의 조직은 화산암만큼 다양하지 않고, 구조적인 조직을 덜 만든다. 조직에 대한 용어들은 관입체 안에서 관찰할 수 있는 상의 변화를 구분하기 위하여 쓰일 수 있다. (예: 반상질 연변부, 반상질 암맥, 반상질 암주, 아(亞)화산암질 암맥(암지))
심성암의 분류에는 광물학적인 분류가 쓰인다. 화학적인 분류는 화산암을 분류할 때 선호되고 눈에 보이는 광물을 기술하는 부분이 접두사가 되는 경우가 많다. (예: 감람석 피크라이트, 사장석 반정 유문암)
화성암은 화학 또는 광물학적으로 분류할 수 있다.
참고: 산성-염기성으로 이름 붙인 이름은 상대적으로 오래된 문건에서 더 많이 보이며, 현대에는 규장질-고철질로 부르는 경우가 더 많다.
화학 분류는 확장되어 TAS 도표(화산암을 화학분류할 때 쓰이는 도표로 가로축은 이산화규소의 질량, 세로축은 알칼리 산화물의 질량이다. 그래프 영역은 여러 화산암 종류가 가지는 화학 조성 영역들로 구분되어 있다.)에서는 잘 구분되지 않는 경우를 구분하기도 한다. 예를 들면,
화성암 분류
이상적인 광물구성을 화학분석 결과로부터 계산할 수도 있다. 이런 방법은 특히 암석의 광물 크기가 매우 작거나 풍화가 많이 되어 광물이 많이 변성되었을 때 유용하다. 이 계산법을 'CIPW놈 계산법'이라고 하고 이 방법으로 계산된 광물 조성에 대하여 '놈'(또는 '노름', '노옴')라는 접두사를 붙인다. 예를 들어, 놈 석영은 암석을 이산화규소 포화로 분류하여 유문암으로 분류될 수 있고, 놈 준사장석은 암석을 이산화규소 불포화로 분류하여 네펠리나이트로 분류할 수 있다.
화산암의 분류에 있어서, 광물 조성은 용암류를 분류하고 명명하는 데에 중요하게 사용된다. 반상질 조직에 있어서는 반정의 광물 종류가 중요하고, 석기의 광물 조성을 알 필요가 있다. 석기가 너무 작아서 눈에 안 보일 때에는 화산암을 정확히 동정하기 위하여 화학분석이 필요하다. 심성암은 보통 현정질이므로 광물 조성이 암석의 분류에 사용된다. 암석의 분류는 세 꼭짓점에 세 종류의 광물이 있는 삼각다이아그램이 사용된다.
화학분류에서 이야기한 산성-염기성이라는 용어는 광물학적인 관점에서 규장질-고철질이라는 용어로 바꾸어 말할 수 있다.
화성암 마그마의 기원
대륙 지각은 평균 두께는 약 35km인데 반해 해양지각은 고작 7~10km에 불과하다. 대륙지각은 기본적으로 백립암과 화강암을 기본으로 하여 굉장히 다양한 종류의 변성암과 화성암으로 구성된 몸체 위를 얇은 퇴적암 층이 덮고 있는 것으로 이해할 수 있다. 해양지각은 기본적으로 현무암과 반려암으로 되어있다. 둘 다 감람암이 주성분인 맨틀 위에 떠 있다.
암석은 압력 강하, 성분 변화 (이를테면 물이 추가되는 것 같은), 온도 상승의 과정을 통해서만 녹을 수 있다.
암석을 녹이는 또 다른 기작인 운석 충돌은 오늘날에는 더 이상 중요하지 않으나, 지구 형성 초기의 중력집적 과정(accretion)에서는 광범위한 암석의 용융을 초래했다. 당시 지구의 최외각의 수백 km에 달하는 부분은 마그마의 바다였을 것으로 추정된다. 최근 수 억년 동안 있었던 거대 운석의 충돌은 지구 표면에서 발견할 수 있는 거대한 현무암 용암 지대를 만든 화산활동을 설명하는 원인으로 제시되기도 한다.
화성암 마그마의 기원
대부분 암석의 솔리더스 온도는 암석에 수분이 없을 경우, 압력과 함께 증가한다. 지구의 맨틀을 이루는 감람암의 솔리더스는 얕은 곳에서는 암석의 온도보다 낮아질 수 있다. 그러한 암석이 맨틀대류의 영향으로 상승하게 되면 단열팽창과정을 통해 온도가 낮아지게 된다. 그러나 그 온도 감율은 0.3 °C/km에 불과하다. 한편 감람암의 고압·고온 실험 결과들은 솔리더스의 감율은 3 °C/km에서 4 °C/km에 이르는 것으로 알려졌다. 암석이 충분히 높이 상승하게 되면, 녹기 시작한다. 녹은 액체의 방울들은 서로 뭉쳐서 큰 덩어리를 만들게되고 위쪽을 향해 올라가게 된다. 상승하는 맨틀의 감압용융과정은 지구의 진화에 결정적이다.
중앙해령은 감압 용융에 의해서 형성된다. 하와이와 같은 해도(海島)들은 맨틀 플룸에 의한 상승 과정에서 생긴 감압용융의 결과이다. 플룸과 관련한 감압용융은 또한 현무암홍수나 해대의 형성에 관한 가장 일반적인 설명으로 받아들여진다.
화성암 마그마의 기원
주로 물이 암석에 추가되는 과정을 통해서 압력을 유지되는 상황에서도 암석의 솔리더스가 낮아진다. 100km지하에서 감람암의 솔리더스는 건조할 때에는 1500 °C이지만, 물이 포함될 경우 800 °C까지 떨어지게 된다. 섭입하는 해양판에서 빠져나오는 물은 그 위에 있는 맨틀에 물을 공급한다. 현무암질·안산암질 함수마그마는 섭입과정에서의 탈수과정의 직간접적인 결과로 형성된다. 이 마그마나 그들과 연관되어 생긴 마그마들이 환태평양 조산대에서 볼 수 있는 호상열도를 만들고 있다. 이들 마그마는 칼크-알칼라인 성분의 암석을 만드는데, 이들은 대륙지각의 중요한 구성성분이다.
화성암 마그마의 기원
이산화탄소의 추가는 상대적으로 덜 중요하다. 그러나 소수의 이산화규소 불포화상태의 마그마들은 물에 비해 이산화탄소가 더 지배적인 환경의 맨틀에서 만들어졌기 때문이라고 여겨진다. 이산화탄소가 포함된 감람암은 지하 70km부근의 압력범위에서 솔리더스를 200 °C 가까이 내린다는 실험결과가 있다. 보다 더 깊은 곳에서는 이산화탄소의 영향이 더 두드러지는데, 200km 깊이 영역에서는 같은 성분의 암석에 이산화탄소가 포함될 때와 그렇지 않을 때 솔리더스가 450 °C에서 600 °C가량 차이가 난다. 네펠리나이트, 카보나타이트, 킴벌라이트 등의 마그마는 깊이 70km 이하에 유입된 이산화탄소의 영향으로 생긴 마그마일 수도 있다.
화성암 마그마의 기원
대륙지각에서는 온도의 상승이 마그마를 형성하는 가장 일반적인 기작이다. 온도 상승의 원인은 맨틀에서부터 올라온 마그마이다. 대륙연변부에서 압축에 의하여 두꺼워진 지각에도 역시 온도가 솔리더스를 넘어설 수 있다. 인도판과 유라시아판 사이의 경계는 잘 연구된 예이다. 경계 바로 위에 있는 티베트고원은 그 지각의 두께가 약 80km에 달해 보통 대륙지각의 약 2배에 이르는 두께를 자랑한다. 이 지역에 대한 자기지전류(magnetotellurics)탐사 추론된 전기저항분포를 연구한 결과는 용융된 이산화규소를 포함하는 것으로 보이는 층을 탐지했고, 그 층은 티베트고원의 남쪽 끝을 따라 지각 중간에 최소한 1000 km는 뻗어 있음이 발표되었다. 화강암과 유문암은 대륙지각성분이 가열되어 녹았을 때 생기는 일반적인 마그마 성분으로 생각된다.
섭입되어 맨틀 속으로 가라앉고 있는 암석권 역시 가열되어 녹는다.
마그마가 완전히 녹아있는 상태는 얼마 되지 않는다. 보다 일반적인 마그마에는 결정이 함께 들어있고, 때때로 기포가 공존하기도 한다. 액체, 결정, 기포는 서로 밀도가 다르기 때문에 시간에 따라 분리되고, 마그마가 진화해 나가게 된다.
화성암 마그마의 기원
마그마가 식어 갈때 광물들은 서로 다른 온도에서 결정화된다(분별결정작용). 광물이 결정화되면서 남아있는 마그마의 성분은 변화하게 된다. 광물이 마그마로부터 분리되면, 남아있는 마그마는 원래 마그마와는 다른 성분을 가지게 된다. 반려암질의 마그마에서 계속하여 광물들이 결정화되어 빠져나가면, 남아있는 마그마는 화강암질이 된다. 반려암은 1200 °C 근처에 솔리더스가 있다. 반면 그로부터 유래된 나온 화강암질 마그마는 리퀴더스가 700 °C에 불과하다. 불호정성원소들은 결정화과정 동안 끝까지 버티다가 마그마의 끝물에 농축되거나, 아니면 최초로 녹아나오는 액체에 집중적으로 고여있다. 이런 과정을 통해서 페그마타이트질 마그마가 형성되는데, 페그마타이트에는 불호정성원소가 풍부하다. 보엔의 반응계열은 마그마의 분별결정작용을 이상화한 것이다.
마그마의 성분은 부분 용융이나 분별결정작용 이 외의 과정을 통해서도 결정될 수 있다. 예를 들면, 마그마는 일반적으로 관입당한 암석과 상호작용을 하는데, 암석을 녹이기도 하고, 화학적인 반응을 하기도 한다. 성분이 다른 마그마는 서로 섞일 수 있다. 한편 드문 경우에 한하여 마그마는 서로 녹을 수 없는 두 성분으로 분화하는 경우도 있다.
흔히 볼 수 있는 화성암들은 몇 종류의 광물로만 구성되어 있다. 그것은 마그마 자체에 몇가지 원소(규소, 산소, 알루미늄, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 철, 마그네슘)만 풍부하게 들어있기 때문이다. 이들 원소들은 규산염광물을 형성하여 화성암 부피의 90% 이상을 구성한다. 화성암의 화학조성은 주요 원소, 부성분 원소, 미량원소에 대하여 표현하는 방법이 조금 다르다. 주요 원소와 부성분 원소는 그 산화물이 전체에서 차지하는 질량의 비율을 써서 나타낸다. 한편 미량원소 함량은 그 원소 자체의 질량비를 ppm단위로 나타낸다. 미량원소는 대부분의 암석에서 100ppm이하로 존재하는 것들을 일컬으나 일부 암석에서는 1000ppm 넘게 검출될 수도 있다.
화강암
화강암(花崗岩, 영어: Granite)은 대륙지각의 깊고 압력이 높은 곳에서 형성되는 규장질 심성암 중에 가장 흔히 발견되는 종류이다. 화강암은 주로 정장석과 사장석, 석영, 흑운모 등으로 이루어지나 각섬석, 백운모가 들어가 있는 경우도 있고, 그 밖에 조암광물로 자철석, 석류석, 저어콘, 인회석 등이 있다. 드물게 휘석이 있는 경우도 있다.
화강암의 색조는 분홍색, 밝은 회색을 띠는 경우가 대부분이다. 화강암의 노두는 토르를 형성하는 경우가 많고, 대부분 괴상을 이룬다. 관입하면서 벽암을 변성시켜 상대적으로 강한 암석으로 만드는 경우에는, 화강암 관입체 부분이 차별적으로 침식되어 분지를 이루는 경우가 종종 있다. 화강암은 괴상을 이루는 경우가 많기 때문에 내부구조가 없는 경우가 많고 강도가 높아서 건축용으로 폭넓게 적용된다.
화강암 명칭
일반적인 화강암에는 항상 소량의 사장석이 나타나며 사장석이 없는 경우에는 알칼리 화강암이라고 한다. 사장석의 함량이 많은 화강암은 화강섬록암이라고 부른다. 정장석의 함량이 사장석과 석영을 합한 양과 같은 경우에는 석영몬조나이트(quartzmonzonite)라고 한다. 흑운모와 백운모가 함께 발견되는 화강암은 바이너리화강암(binary granite)이라고 한다. 장석과 석영의 함량에 따라 화강암의 모스 경도는 5.5와 7사이가 된다. 밀도는 2.74에서 2.80 g/cm3 사이에서 변하고 평균은 2.75 g/cm3이다.
화강암 산출
화강암은 작게 나타날 때는 100 km2 이하의 암주와 비슷한 덩어리로 나타나지만, 크게 나타날 경우에는 조산대에서 저반 형태로 산출된다. 화강암 성분의 애플라이트라고 부르는 암맥이 화강암 관입체의 주변에 나타나기도 한다. 어떤 곳에서는 페그마타이트라고 하는 광물의 크기가 매우 굵은 부분이 나타나기도 한다. 화강암은 지질시대동안 계속 대륙지각을 관입해 왔으며 특히 대부분은 선캄브리아대에 형성되었다. 화강암은 대륙지각에 널리 분포하며 대륙 표면을 얇게 덮고 있는 퇴적물의 가장 흔한 기반암이기도 하다.
세계 여러 나라의 화강암의 성분별 평균 비중을 2485개의 분석에 기초하여 내림차순으로 나타내었다.
화강암 기원
화강암의 기원에 관하여서는 두 가지의 설이 있다. 마그마설에 따르면 화강암은 마그마의 부분결정에 의해 생긴다. 따라서 화강암체는 액체상태의 마그마가 기존의 암석에 관입한 결과이다. 화강암화설에 따르면 화강암은 심한 변성작용을 받는 곳에서 생겨난다. 두 설을 각각 뒷받침해주는 증거가 있고 또 두 설은 또한 각기 화강암에서 볼 수 있는 특징들을 잘 설명해 준다. 두 설은 사실은 동시에 작용하고 있는 듯하다. 변성작용의 상태가 심해지면서 화강암의 녹는점에 이르게 되면, 암석이 녹아서 액체 상태의 마그마가 되고 이것이 다시 굳으면서 화강암이 된다는 설명이다.
화강암 한국
한국에는 중생대 쥐라기 대보 조산운동과 백악기 불국사 조산운동때 관입한 화강암이 전국적으로 분포한다. 화강암은 맑은 지하수의 수원이 되기 때문에 주변에 도시가 많이 발달하였다. 서울, 부산, 대구, 전주 등이 그 예가 될 수 있다. 화강암을 구성하는 광물들은 철과 마그네슘을 제외한 대부분의 금속원소를 잘 포함하지 않기 때문에 화강암체가 식고 나면, 남은 금속성분이 화강암체의 바깥에 집중되기 때문이다. 대한민국의 화강암은 대부분 중생대의 화강암이며 홍제사 화강암이나 임원 우백질 화강암과 같이 선캄브리아기의 것도 있다. 최근에는 울릉도에서 세계 최연소 화강암이 발견되었다는 보고가 있다. 화강암 주변에는 영월군의 상동광산과 같이 스카른 광상이 발달하기도 한다. 경산시에는 석영몬조나이트가 발달한다.
화강암이 분포하는 지역의 지질은 아래 문서를 참조하라.
섬록암 명칭
각섬석을 비롯한 다른 유색광물이 상대적으로 적게 포함된 섬록암의 종류를 류코다이오라이트(leucodiorite)라고 한다. 감람석과 고철질 오자이트(augite:Ca를 포함하는 휘석의 일종)가 있으면 페로다이오라이트(ferrodiorite)라고하고 반려암과의 경계에 위치한다. 석영이 5% 이상 포함된 섬록암은 석영섬록암, 20% 이상 포함되었을 경우 토날라이트(tonalite)라고 한다. 정장석이 10% 이상 포함되어있는 섬록암은 몬조다이오라이트(monzodiorite) 또는 화강섬록암(granodiorite)이라고 한다. 섬록암은 중간 크기의 알갱이 크기를 보이고, 반정질인 경우가 많다.
섬록암의 희귀종 중의 하나는 동심구상의 껍질들로 이루어진 구형섬록암이다. 이러한 이산화규소 구의 기원은 가열된 마그마의 갑작스런 냉각으로 설명될 수 있다. 특징적인 것은 방사상의 결정성장이다. 결정성장 속도와 용액 안에서 물질의 확산을 통해서 구형섬록암에서 볼 수 있는 구각으로 나뉜 구조를 설명할 수 있다.
섬록암 산출
섬록암은 화강암 또는 반려암 관입체와 함께 산출될 수 있다. 경계에서는 서로 섞이기도 한다. 섬록암은 염기성 마그마가 섭입대 위에서 부분 용융하면서 생기게 된다. 일반적으로 호상열도나 코디예라(cordillera :대륙의 연변부에서 섭입이 일어나면서 생기는 긴 산맥으로 대표적인 예로 안데스 산맥이 있다)에서 발견된다. 수만 제곱킬로미터 넓이의 거대한 저반의 형태로 산출된다. 굳은 후 섬록암이 될 마그마가 지표에서 암석화되면 안산암이 된다.
섬록암은 상대적으로 희귀한 암석이다. 섬록암이 발견되는 곳은 이탈리아의 손드리오, 독일의 튀링겐과 작센, 핀란드, 루마니아, 스웨덴의 중앙부, 스코틀랜드, 안데스산맥, 미국의 미네소타주와 대분지지역이다. 코르시카에서 발견되는 구형의 종류는 코르사이트라고 한다.
섬록암 이용
섬록암은 매우 단단한 암석이라서 조각하기에 쉽지 않다. 고대 이집트문명에서는 섬록암으로 된 작은 공들을 화강암작업에 사용하였다. 섬록암은 종종 비석에 사용되었다. 이들 중에 유명한 것은 함무라비법전으로 높이 2m의 검은 섬록암 기둥에 새겨져 있다. 중동의 고대문명에서는 섬록암의 사용이 예술에 매우 중요했기 때문에 아카드 왕국의 사르곤 왕은 군사작전의 목표에 섬록암의 획득을 명시하기도 했다. 로마제국에서도 섬록암은 널리 이용되었다. 이집트의 와디 움 후세인 채석장에서 산출된 섬록암으로 만든 기둥들은 로마의 포로 율리우스, 판테온, 트라얀템플, 트라얀포룸, 팔라틴, 비너스신전, 빌라 하드리아나 등에서 볼 수 있다. 잉카와 마야문명도 섬록함을 사용하였으나 주로 요새의 벽과 무기로 사용하였다. 중세 이슬람 건물에도 인기리에 사용되었다. 이후 시기에도 섬록암 예술품이 나오기는 하나, 뛰어난 내구성 때문에 시간에 따라 점차 포장돌로 흔하게 사용되었다.
어두운 색 섬록암은 20세기 중반에 묘비석으로 많이 이용되었다. 연마하기 어렵다는 단점이 있으나, 기계로 가공되어 기둥, 정원용 수조, 물병 등으로 만들어지기도 했다. 구형섬록암은 기념품에 이용된다.
올리비에 메시앙
올리비에 외젠 프로스페르 샤를 메시앙(Olivier Eugène Prosper Charles Messiaen, 1908년 12월 10일 - 1992년 4월 27일)은 프랑스의 작곡가, 오르가니스트, 조류학자이다. 프랑스의 아비뇽에서 태어났다. 아버지는 영문학자이고 어머니는 시인이었다.
조옮김이 제한되는 선법을 썼다.
올리비에 메시앙 생애
아비뇽에서 태어났다. 파리음악원에서 마르셀 뒤프레, 폴 뒤카스에게 사사하고 1936년 ‘젊은 프랑스’를 결성, 당시 성행하던 신고전주의적인 추상미를 추구하는 경향에 반대하며 현대에 ‘살아 있는 음악’을 창조하고, 음악을 인간과의 깊은 관계 속에서 찾으려 하는 공통된 목적에 따라 작곡활동을 했다. 1942년 모교의 교수가 되고, 1944년에는 자신의 작곡법을 종합한 책 《나의 음악어법》을 펴내 작곡계에 큰 영향을 주었다. 이 책은 오늘날까지 현대 음악어법에 귀중한 길잡이가 되고 있다.
1949년에는 피아노곡 《음가(音價)와 강도(強度)의 모드》와 《뇜 리트미크》를 발표하였는데 이것은 제2차 세계대전 후의 중요한 작법인 '총렬주의'의 출발점이 되어 피에르 불레즈, 카를하인츠 슈토크하우젠 등에게 큰 영향을 미쳤다. 또 1952년에는 파리 방송국에서 구체 음악에도 손을 대어 《음색＝지속(持續)》을 제작했다. 그 창작의 근원은 가톨릭 신앙에 있는데, 오르간곡 《주의 탄생》(1935) , 실내악곡 《시간의 종말을 위한 4중주》(1941), 피아노곡 《아멘의 환영》(1943) 《아기 예수를 향한 스무가지 시선》(1944) 등에서 잘 드러난다.
올리비에 메시앙 생애
제2차 세계대전 후에는 가곡집 《아라위, 사랑과 죽음의 노래》(1945),  관현악곡 《튀랑갈릴라 교향곡》(1948), 합창곡 《5개의 르샹》(1948) 등을 비롯해 새소리를 악보에 채택한 피아노 협주곡 《새들의 눈뜸》(1952), 관현악곡 《다른 나라의 새들》(1955∼56), 피아노곡 《새의 목록》(1956∼58) 등을 작곡했으며 피아노 협주곡 《7수의 하이쿠》(1963), 합창곡 《주의 변용》(1969) 등을 작곡했다.
반려암 조성
반려암은 밀도가 높으며 어두운 회색, 때때로 녹청색을 띤다. 유색광물로 휘석과 감람석이 들어가 있으며, 무색광물은 사장석이 주요하다. 석영이나 준장석은 상대적으로 적다. 각섬석, 흑운모, 티탄철석, 울푀스피넬 등을 수 퍼센트 함유하며, 황철석, 자철석, 형석등이 부성분광물로 들어있기도 하다. 휘석은 주로 단사휘석이며, 사방휘석도 소량 존재할 수 있다. 만약 사방휘석의 양이 5%이상인 경우에는 노라이트(norite)라고 한다. 회장암과 하이퍼타이트도 반려암 군에 속한다. 이들은 고철질 광물의 함량에 따라 구분한다. 석영반려암도 알려져 있는데 이는 아마 이산화규소가 과포화된 마그마로부터 유래되었을 것이다. 에섹사이트(essexite)는 이산화규소에 불포화된 모마그마로부터 만들어진 반려암으로 준장석인 네펠린이 포함되어 있다. 또한 알갱이의 크기는 크다.
사장석의 함량이 낮아지면 맨틀의 주요 구성암석인 페리도타이트가 된다.
반려암 분류
무색광물을 기준으로 하는 QAFP 분류 다이어그램에서 반려암은 사장석이 가장 많이 포함된 경우가 된다. 석영이 함유되어 있는 경우에는 석영반려암이라고 한다. 대신 준장석을 포함하고 있는 경우에는 준장석반려암이라고 한다. 네펠린반려암은 터랄라이트(theralite), 아날침반려암은 테셰나이트(teschenite)라고 한다. 더 이상의 분류로 넘어가면 유색광물의 비를 통해서 분류하게 된다. 감람석 함량이 많은 경우에는 감람석반려암이나 트록토리쓰(troktolith)가 된다.
반려암 조직
반려암은 조립질로 알갱이의 크기는 1mm 이상인 경우가 많다. 알갱이 크기가 보다 작은 경우에는 돌러라이트라고 하지만, 일상적으로는 알갱이 크기에 대한 추가적인 기술이 필요한 경우 세립질반려암이라고 하기도 한다. 반려암에 따라서는 페그마타이트 수준의 극단적으로 큰 알갱이가 생길수도 있다. 휘석-사장석질의 누적암 중의 일부는 거정질 반려암인 경우가 있는데, 이때 광물들은 침상의 벽개를 가질 수도 있다.
반려암은 등립질 조직을 가는 경우가 많지만, 때에 따라서는 사장석의 오이코크리스트가 석기보다 이른 시기에 성장하여 반정질을 보이는 경우도 있다.
반려암 기원
반려암은 해양지각에서 거의 대부분이 발견되고, 가끔씩 대륙에서도 발견된다. 반려암은 현무암질 마그마가 지각 심부(대체로 5km 이상의 깊에)에서 천천히 식어가면서 형성된다. 현대에는 대부분의 반려암은 중앙해령에서 상승한 맨틀물질이 천천히 결정화되면서 형성된다. 대륙에서 발견되는 반려암은 산성마그마의 분화로부터 생겨났을 수 있다. 부가체 같이 두 대륙이 충돌하면서 형성되는 석영이 풍부하고 크기가 큰 마그마 쳄버안에서도, 상대적으로 작고, 알칼리를 많이 포함하고, 석영이 없거나 거의 포함되지 않은 암석이 형성된다.
반려암은 관입한 상태에서 그대로 결정화되어 휘석과 사장석이 균질한 조직을 가지는 형태로 산출되는 경우가 있는 반면, 마그마의 결정분화작용에 중력의 영향으로 광물의 분리가 일어나면 휘석과 사장석이 마그마 안에서 가라앉아 층상의 누적암 형태로 산출되는 경우도 있다.
반려암 이용
반려암은 크롬, 니켈, 코발트, 금, 은, 백금, 황화구리를 함유하는 경우가 종종 있다.
안반점상 반려암은 화장석, 포장석으로 많이 쓰인다. 상업적으로는 블랙화강암으로 알려져 있기도 하다. 서양에서는 묘비에 많이 쓰인다. 서양식 주방의 조리대에도 사용된다.
반려암 어원
반려암의 서양 이름인 개브로는 이탈리아 투스카니 지방의 마을 이름으로부터 독일의 지질학자 크리스티안 레오폴트 폰 부흐가 명명한 것이다. 에섹사이트는 미국 메사추세츠주의 에섹스에서 따온 이름이다. 대한민국과 일본에서 쓰이는 이름인 반려암에서 반은 반점무늬를 나타내고, 려(糲)는 "현미"라는 뜻으로, 검은색 바탕에 현미와 같은 흰 반점 모양의 암석을 나타내고있다. 중국에서는 휘석과 사장석으로 된 암석이라는 뜻에서 휘장암이라고 한다.
반려암 한국
부산광역시 부산국가지질공원의 지질명소 부산 전포동 구상반려암은 한국에서 반려암이 분포하는 거의 유일한 지역이며 세계적으로 희귀한 지질 유산이다.
안산암
안산암(安山岩, andesite)은 중성 성분의 화산암이다. 비현정질 또는 반상조직을 보인다. 광물 조합은 사장석이 많으며 휘석이나 각섬석을 포함한다. 자철석, 지르콘, 형석, 타이타늄철석, 흑운모, 석류석 등이 부성분 광물로 나타난다. 알칼리 장석이 소량 존재할 수 있다. 안산암을 기술할 때에는 가장 흔한 반정의 광물 이름을 붙이는데 예를 들어 각섬석안산암은 부성분광물로 각섬석이 가장 흔한 경우이다. 중생대 백악기 동안에는 한반도 남부 지방에 활발한 화산 활동이 있었는데, 당시의 화산체에서 안산암이 많이 발견된다.
심성암인 섬록암이 분출된 쪽의 것을 안산암이라 한다. 안산암은 남 아메리카의 서부 해안과 같은 활동적인 해양연변부의 섭입 환경에서 특징적으로 나타나는 암석이다. 안산암의 영문이름 andesite는 안데스산맥에서 유래되었고, 안산암은 그 음차이다.
안산암 기원
안산암은 부가적인 판 연변부에서 형성된다. 중성 화산암은 몇 가지 과정에 의해서 형성된다:
호상열도의 안산암은 섭입해가는 해양판과 그 위에 있는 맨틀 웻지의 상호작용을 통해서 형성된다.
해양판이 해령에서 형성될 때, 열수 순환으로 인해 각섬석, 제올라이트, 녹니석과 같은 함수광물이 형성된다. 해양판이 섭입하여 맨틀 아래로 들어가면서 바로비아상(Barrovian facies) 과정이나 프란시스카상(fanciscan facies) 과정들을 거치게 되면, 함수광물들은 물과 불호정성원소를 방출하면서 더 안정한 상태가 된다. 해양판이 열탈수과정을 겪는 것이다. 이렇게 빠져나온 수분은 상부에 있는 맨틀 웻지로 스며들어간다.
이 과정에서 슬랩도 녹고 맨틀도 녹는다. 맨틀 웻지로 스며든 물은 감람암의 솔리더스를 낮추어서 현무암질 마그마가 형성되게 한다. 이 마그마에는 호정성원소(칼륨, 바륨, 납)는 많이 들어있지만, 불호정성원소(니오븀이나 티탄)는 적게 들어가 있다.
안산암 기원
마그마가 상승하는 동안 정체되거나 식거나 하게 되는데, 그러는 동안 고철질광물이 분별결정을 통해서 마그마에서 분리되어 빠져나가면, 남아서 상승하는 마그마에는 이산화규소성분이 상대적으로 더 높아지게 되어 안산암질 마그마가 형성된다.
현무암질 마그마는 유문암질 마그마와 섞일 수 있다. 안데스산맥과 같은 대륙호 지역은 지하의 열구배가 크고, 멘틀 웻지의 열수 흐름이 판 아래를 연하게 만들 수 있는데, 부분적으로 융융된 대륙지각은 중성에서 규장질의 성분을 가지게 된다. 현무암질 마그마가 이렇게 특별히 뜨거운 부분에 관입하게 되면, 주변 대륙지각의 부분용융을 촉진시킨다. 대륙지각에서 기원한 마그마는 이미 관입해 있던 현무암질 마그마와 섞이면서 중성의 마그마를 만드는데, 안산암이나 트래카이트 (조면암) 성분이 주로 형성된다.
안산암 기원
반대로 현무암질 마그마는 위에 있는 호(대륙호나 호상열도)에 열을 가할 수도 있다. 그러면 마그마 위의 호는 녹게 되는데, 이때 퇴적물이나 이전의 화산암 등도 함께 녹아들어오게 된다. 그 과정 동안 현무암질 마그마는 온도가 낮아지면서 분별결정작용을 겪는다. 이렇게 들어온 암석들은 온도가 낮기 때문에 하부에 위치하게 되고, 충분한 온도로 낮아지지 않으면 섞이지 않는다.
최종적으로 안산암의 성분은 분별 결정, 혼합, 부분용융, 섭입했던 판 성분의 유입 등이 일어난 결과이기 때문에 각각의 성분을 분석하는 것이 쉽지 않다.
운석에서 안산암이 발견되었음이 2009년에 발표되었다. 미국의 2006/2007 남극 운석 탐사 기간 동안 그라브즈 누나탁 빙원에서 발견된 두 운석(GRA 06128와 GRA 06129)이 안산암을 포함하고 있었다. 이들로부터 안산암 형성의 새로운 기작을 알 수 있을지도 모른다.
안산암 한국
중생대 백악기의 경상 누층군 유천층군에는 안산암이 다수 포함되어 있다. 주산안산암질암은 가장 대표적인 안산암 암석이다. 함안군 지역의 경상 누층군 함안층에는 안산암이 일부 포함되어 있다.
현무암
현무암(玄武巖, 영어: Basalt)은 회색~흑색의 분출 화산암이다. 이산화규소의 함량(45% ~ 52%)이 상대적으로 낮은 특징이 있다. 지표에서 용암이 급속히 냉각되기 때문에 보통 세립질이거나 은미정질이다. 세립질의 석기에 큰 결정을 포함하고 있는 반상질이거나, 기공질, 혹은 거품이 많은 스코리아으로 나타난다. 유색광물로는 휘석이, 무색광물로는 정장석등이 주요 광물이다. 풍화되지 않은 현무암은 흑색 혹은 회색이지만, 철분의 산화에 따라 붉은색이나 자주색이 되기도 한다.
지구상의 현무암질 마그마는 대부분 맨틀 상부에서 감람암(Perodotite)이나 휘석암(Pyroxenite)이 감압용융과정을 겪으며 생성된다. 또한 해양지각은 거의 대부분 현무암으로 이루어져 있다. 이는 해령 아래의 맨틀 용승에 의해 형성된 것이다. 부분 용융 정도가 큰 경우 쏠레이아이트 현무암이 형성되고, 부분용융의 정도가 낮을 때는 알칼리 현무암이 형성된다. 현무암의 존재는 지구 외에도 달, 화성, 금성에서뿐만 소행성 베스타에도 확인되었다.
현무암
그리고 현무암이란 용어는 한때 전형적인 현무암 성분을 갖는 천처 관입암(淺處貫入巖)에 적용되기도 하였는데, 그러나 현정질 기질을 갖는 이 성분의 암석은 휘록암(dolerite, diabase) 혹은 반려암(gabbro)이다.
현무암 종류
현무암은 크게 알칼리 현무암과 쏠레아이트 현무암으로 나눌 수 있다. 알칼리 현무암에는 알칼리산화물(Na2O+K2O)가 상대적으로 더 많이 들어가 있다. 알칼리 현무암에서는 감람석의 결정을 볼 수 있으나, 쏠레이아이트 현무암에서는 감람석 결정을 보기 어렵다. 같은 이산화규소 함량을 가지는 현무암이라도 알칼리 현무암에는 쏠레이아이트 현무암에 비하여 석영의 성분이 적거나 아예 석영이 발견되지 않을 수 있다. 이러한 성분의 차이는 생성 깊이에 따라 부분 용융의 정도가 달랐기 때문이라고 여겨진다.
쏠레아이트 현무암은 나트륨의 함량이 상대적으로 낮다. 해양저에서 볼 수 있는 현무암(대부분 중앙해령현무암(Mid ocean ridge basalt; MORB))의 대부분과 대형 해도(海島), 컬럼비아강 현무암군과 같은 대륙성 홍수현무암이 포함된다. 휘석, 칼슘사장석, 자철석이 일반적인 광물이다. 석영, 인규석(tridymite)를 포함하며, 감람석은 적다.
그 외에 알루미늄이 많이 포함된 고(高)알루미늄현무암, 마그네슘이 많이 포함된 무인도현무암 등을 구분할 수 있다.
현무암 조성
모든 현무암은 이산화규소(SiO2)의 함량이 낮다는 공통점을 가진다. 주요 구성 광물은 사장석(주로 래브라도라이트;Ca 50~70%)과 휘석(대부분 보통휘석)이다. 감람석과 준장석은 마그마 성분에 따라서 나타나지 않을 수도 있다. 흑운모와 각섬석이 나타날 수 있는 반면 알칼리장석과 석영은 잘 나타나지 않는다. 액세서리 광물로는 자철석, 울푀스피넬(Ulvöspinel), 일메나이트 같은 철 또는 철-티타늄 산화광물이 있다. 이상의 광물들은 강한 잔류자기를 띄기 때문에 고지자기 탐사에는 현무암이
알칼리 현무암은 놈(norm)네펠린이 나타난다는 특징이 있다. 알칼리 현무암은 사방휘석(orthopyroxene)을 가지지 않는 대신 감람석을 가지는 특징이 있다. 장석 반정의 성분은 라브라도라이트에서 안데신(Ca 30~50%) 사이에 분포한다. 알칼리 현무암에서 발견되는 보통휘석(augite)은 쏠레이아이트의 보통휘석에 비해 티타늄의 함량이 높다. 알칼리장석과 류사이트(leucite), 네펠린(Nepheline), 소달라이트(sodalite) 같은 준장석류, 금운모(phlogopite), 형석(aphatite)이 석기에 존재할 수 있다