암석학
암석학(岩石學, petrology)은 암석의 광물 조성, 화학 조성, 조직과 구조, 생성 조건을 연구하는 지구과학·지질학의 한 분야이다. 암석이 어떤 물질로 이루어졌는지 기술하는 데 그치지 않고, 마그마의 냉각, 퇴적물의 축적과 고결, 온도·압력 변화에 따른 변성과 같은 과정을 통하여 암석의 기원과 변화를 해석한다.[1]
암석학은 광물학과 밀접하다. 암석은 보통 여러 조암 광물의 집합체이므로, 광물의 성질과 평형 관계를 알아야 암석의 생성 환경을 추정할 수 있다. 또한 지구화학의 화학 분석, 지구물리학의 물성 자료, 현장 지질 조사를 함께 이용한다.[1]
연구 방법
[편집]암석학의 기초 방법 가운데 하나는 야외에서 암석이 분포하는 범위와 다른 지층·구조와의 관계를 조사하는 일이다. 채취한 표본은 육안으로 알갱이의 크기와 색, 층리·엽리·기공 같은 구조를 살피고, 얇게 간 표본을 편광 현미경으로 관찰하여 광물의 종류와 배열을 확인한다. 이러한 암석의 기재와 분류를 중심으로 하는 분야를 기재 암석학(記載岩石學, petrography)이라고 한다.[1]
현대 암석학에서는 전암 화학 분석, 광물 조성 분석, 동위 원소 분석, 실험을 이용한다. 고온·고압 조건을 재현해 광물과 마그마의 상평형을 조사하는 분야를 실험 암석학(實驗岩石學, experimental petrology)이라고 한다. 예를 들어 감람암의 부분 용융 실험은 현무암질 마그마가 만들어질 수 있는 조건을 이해하는 데 쓰인다.[1]
분야
[편집]암석학은 대상 암석에 따라 화성암석학, 퇴적암석학, 변성암석학으로 나눌 수 있다.[1]
- 화성암석학은 마그마의 생성·상승·분화와 냉각, 화성암의 광물 조성 및 조직을 연구한다. 마그마가 지하에서 굳는 과정과 화산에서 분출한 용암이 식는 과정은 서로 다른 암석 조직을 남길 수 있다.
- 퇴적암석학은 퇴적물의 기원, 운반, 퇴적, 속성 작용과 고결을 다룬다. 퇴적암은 층서학과 함께 연구되는 경우가 많으며, 고환경과 퇴적 분지의 변화를 해석하는 자료가 된다.
- 변성암석학은 기존 암석이 높은 온도·압력 또는 유체의 작용을 받아 광물 조성과 조직을 바꾸는 과정을 연구한다. 변성 광물의 조합은 암석이 겪은 온도와 압력 조건을 추정하는 데 쓰인다.
관련 분야
[편집]암석학의 결과는 지각과 맨틀의 조성, 산맥 형성, 화산 활동, 자원의 분포를 이해하는 데 이용된다. 광상학에서는 광석 광물과 주변 암석의 관계를 조사하고, 행성의 암석을 다루는 행성지질학에서는 운석·달·다른 행성의 암석 자료에도 암석학의 방법을 적용한다.
암석은 생성된 뒤에도 융기·침식·매몰·가열을 겪는다. 암석학자는 광물의 조합과 조직, 화학 조성, 지질 구조를 종합하여 이런 변화의 순서를 해석한다. 이 자료는 특정 암석이 형성된 깊이와 온도, 마그마 또는 유체가 관여한 정도를 추정하는 데 쓰인다. 다만 한 가지 광물이나 하나의 분석 결과만으로 생성 조건을 정하지 않고, 현장에서 확인한 암석의 관계와 여러 분석 결과가 서로 일치하는지 검토한다.
암석학은 실용적인 지질 조사에도 쓰인다. 화강암·현무암 같은 암석의 강도와 균열, 풍화 양상은 건설 재료를 선택하고 기반암을 조사할 때 고려하는 요소이며, 화산암과 변질 암석의 분포는 광물 자원을 찾는 단서가 될 수 있다. 암석학은 암석의 이름을 정하는 데 그치지 않고, 암석이 만들어지고 변화한 과정을 해석한다.
