쇄설성 퇴적물과 속성작용

쇄설성 퇴적물(碎層性堆積物:clastic sediments)

처음부터 퇴적될 때까지 고체로 존재하다가 퇴적된 물질이다. 원암으로부터 분리되어 운반되는 도중에 점차로 마모되고 변형되어 운반 과정의 말기에는 최종적인 형태를 가진 대소 입자들로 되어 버린다. 이들은 그 크기에 따라 환경에 대하여 안정한 위치를 택하여 퇴적하게 된다. 입자들의 직경 및 형태 (shape) 는 그들의 퇴적 속도와 퇴적 장소를 정하여 준다. 입자가 크고 구체에 가까운 것은 속히 낙하하여 퇴적되므로 얕은 수저에 쌓이고, 직경이 작고 납작한 입자는 침하 속도가 작으므로 떠서 먼 곳까지 운반되어 깊은 곳에 퇴적된다. 이 표에서 입자의 직경 (diameter)이라고 한 것은 입자들의 장경 (長徑)을 가리키는 말이나 학자에 따라서는 직경에 대한 정밀한 정의를 내리는 사람도 있다. 장경과 단경의 평균치 또는 입자의 체적을 구체로 환산한 구의 직경 및 기타 방법을 사용한다. 이 곳에서 직경은 장경을 가리키기로 해 둔다. 최근에는 퇴적물의 입도(粒度)를 통계 처리할 때 주로 척도(scale)을 많이 쓴다. 표력(漂礫)은 사람의 머리보다 더 큰 돌덩어리로서 약간 둥글게 되어 모서리가 없어진 것이다. 모서리가 떨어지지 않고 예리한 모와 능선이 있는 큰 돌덩어리를 암괴(岩塊 : block)라고 하여 구별한다.

 

왕자갈과 잔자갈도 마식작용을 받아 둥그렇게 된 것을 말한다. 학자에 따라서는 2mm 이상 되는 입자를 자갈로 취급한다. 그들에 의하면 왕모래는 자갈로 분류되는 것이나, 암석이 왕모래로 되어 있어도 이를 사암이라고 부르는 사람이 많으므로 왕모래를 모래의 1종으로 구분함이 좋을 것으로 생각된다. 자갈·왕자갈·잔자갈이라고 하면 장경이 2 mm 이상의 큰 알갱이 한 개 한 개를 의미하기도 하고 집합체를 의미하기도 한다. 그러므로 한 개씩의 자갈을 강조하고 싶으면 한 개의 자갈' 이라고 함이 좋을것이다. 학자 중에는 자갈 한 개를 지칭하는 데 원석(圓石:roundstone)이라는 말을 사용한다. 모서리가 있는 자갈 크기의 덩어리에는 각력(角礫:rubble)이라는 말을 쓰는데 이것은 집합체로서의 용어이다. 각력이 굳어진 것이 각력암(breccia)이다. 만일 한 개의 각력을 지적하려면 각석(角石:sharpstone)이라는 말을 쓴다.

 

왕모래와 모래에는 물 속에서 대체로 모서리가 그대로 보존되어 있다. 이는 물이 입자들 사이의 완충 작용을 담당하여 입자들의 마찰을 피하게 하기 때문이다. 이와 반대로 사막의 모래는 서로 충돌하여 둥글고, 표면은 우유빛 유리처럼 갈려 있다. 모래는 풍화작용과 마찰에 대한 저항이 큰 광물들로 구성되어 있다. 가장 풍화에 대한 저항이 큰 광물은 석영이므로 모래의 대부분은 석영립으로 되어 있다. 미사는 큰 입자들이 서로 충돌할 때에 만들어진 작은 입자들과 2차적으로 생성된 입자들의 혼합으로 되어 있다. 육안으로도 점토보다는 약간 거칠게 보이므로 점토와 구별이 가능하다. 점토는 다른 광물이 화학적인 풍화작용과 속성작용으로 변하여 만들어진 2차적인 점토광물들로 되어 있다. 점토의 주성분인 고령 토의 입자는 극히 작으나 전자현미경으로 보면 극히 미세한 결정형을 나타낸다.

속성작용(續成作用:diagenesis)

퇴적물이 퇴적된 후에 받는 모든 물리적 · 무기화학적 · 생화학적인 변화를 속성작용이라 하며 이러한 속성작용을 통하여 퇴적물은 석화(lithification)한다. 속성작용은 변성작용(metamorphism) 전까지의 변화로서 이에는 ① 다져짐작용 (compaction), ② 새로운 물질의 첨가, ③ 물질의 제거, ④ 광물상 (鑛物相:mineral phase)의 변화에 의한 변형(變形:transformation), ⑤ 광물상끼리의 교대 (代:replacement)에 의한 변형이 있다. 퇴적암은 여러 단계에 걸친 속성작용을 받는다. 이러한 속성작용을 연구하여 퇴적물이 어떻게 퇴적암으로 변하였는가를 알아내는 것은 경제적으로도 유익하다. 속성작용은 공극수(孔隙水:pore water)와 불가분의 관계에 있으며 퇴적물에서 어떤 성분을 제거하거나 첨가하는 역할을 하므로 공극수의 화학 성분 규명이 중요하다. 퇴적장소에는 계속하여 퇴적물이 쌓이므로 아래의 퇴적물은 두꺼운 지층으로 덮여서 압력을 받게 되고 그 속에 들어 있던 물을 짜내어 입자들 사이의 간극을 좁혀 주므로 입자들은 서로 껴안게 된다. 다음에 입자들 사이를 통과하는 물에 들어 있는 규산분·석회분·철분이 각각 SiO2, CaCO3, FezO·nHO로 침전되며 입자들을 교결(膠結)시킨다. 그 중 가장 강력한 교결 재료는 석영으로서 침전된 SiO2 이다. 교결작용은 결정작용을 동반한다. 수용액으로 되어 있는 상기 성분들이 침전할 때에는 한 분자씩 서서히 집결하여 결정을 만들므로 가장 치밀한 교결재 (binder)가 된다.