탄산염암

탄산염암

 

탄산염암은 탄산기 (CO)를 포함한 광물로 구성된 암석으로서 다음과 같은 탄산염광물이 있다.

 

(1) 방해석 (calcite)

탄산염광물로서 순수한 것의 화학 성분은 CaCO』이다. 탄산염광물 중에서 가장 중요하고 양적으로 많은 것으로서 Mg 함량에 따라 고 Mg 방해석 (high-Mg calcite)와 저 Mg(low-Mg)방해석으로 구분된다. 오래 된 석회암층을 구성하는 방해석에는 저 Mg 방해석이 많다.

 

(2) 애러거나이트 (aragonite) 화학 성분은 방해석과 같으나 다른 결정계에 속하며 불안정하여 지질학적 시간이 지나는 동안에는 방해석으로 변하여 버린다. 석회조(石灰藻)분비물, 유공충의 껍질 (석회질연니의 주성분), 연체동물, 산호의 굳은 부분을 구성하며 방해석과 함께 침적되어 있다. 오래된 석회암 중에서는 거의 발견되지 않는다.

 

(3) 고회석(苦灰石:dolomite)

방해석과 애러거나이트와는 달리 대체로 1차적 광물이 아닌 2차적 광물로서 방해석의 Ca가 일부 Mg 로 치환되어 생성된다. 현재 퇴적 중인 석회질 퇴적물에 고회석이 1차적으로 퇴적된 듯이 보이는 것이 있으나 이것도 방해석이 침전한 직후에 Mg 가 Ca의 일부를 치환하여 만들어진 것이다.

 

(4) 다른 탄산염광물
위 3종의 광물 외에 능철석(菱鐵石:siderite, FeCO3), 마그네사이트 (菱苦土石:magnesite, MgCO3), 안케라이트 [ankerite, CaFe(CO3)2]가 있으나 퇴적암석학적으로는 그리 중요하지 않다. 점토 탄산염암은 그 주성분광물에 따라 석회암과 고회암으로 크게 2가지로 구분된다.

 

 

석회암(石灰岩: limestone)

석회암에는 화학적 침전으로 이루어진 것과 유기적으로 형성된 것이 있으며 생물의 생화학적 작용으로 만들어진 것이 많다. 무기적인 석회암은 주로 열대 지방의 얕은 바다에 퇴적되는데 이는 얕은 바다의 수온이 높아져서 CO2 의 탈출이 쉽게 일어나 CaCO3 이 침전하기 때문이다. 석회암을 구성하는 방해석에는 알로켐 (allochem)·오소켓 (orthochem)의 두 가지가 있다. 알로켐 (allochemical constituent 의 준말, R. L. Folk, 1968)은 동일 퇴적분지 내에 기존 석회암에서 떨어져 나온 입자 또는 석회질 퇴적물의 입자나 파편, 직경이 0.2~2.0 mm인 석회질 어란석(魚卵石:oolite, 또는 oolith), 직경이 0.2mm 이하인 해서무척추동물의 배설물로된 소구체(小球體:pellet) 및 화석을 말한다. 오소켐 (orthochemical constituent 의 준말, Folk, 1968)은 동일 퇴적분지에서 화학적으로 침전된 물질로서 거의 운반되지 않은 것이다. 미결정질의 방해석이나 고회석연니, 입자들 사이의 교질물(cement), 교대광물이 이에 속한다. 알로켐과 오소켓에 비석회질 입자가 혼합되면 일반적인 퇴적물이 된다. 그러므로 비석회질 쇄설성 입자가 혼입되지 않거나 그 분량이 적으면 석회암을 형성하게 된다. 알로켐은 물결의 작용이 강한, 즉 고에너지 환경에서 생성되는 것이므로 이들의 존재는 얕은 바다를 지시하며 오소켓이 많으면 저에너지 환경을 지시한다.

 

석회암은 대륙붕에서 대양저까지의 광범한 퇴적분지에 쌓인다. 현재 탄산염암 (석회암)이 퇴적되고 있는 곳은 열대 내지 아열대 지방의 바다이다. 가장 유명한 곳은 바다의 깊이가 10 m 미만인 대바하마퇴 (大堆:Great Bahama Bank)와 그 주변 일대이다. 대바하마퇴는 미국 플로리다 반도 남동쪽에 있는 안드로스(Andros)섬을 둘러싼 얕은 바다로서 이 곳에는 화학적으로 석회니 (石灰泥 : lime-mud)가 퇴적되고 있다. 담수탄산염암은 담수에서 생성된 석회암이다. 담수호에 사는 석회조가 석회분을 분비하여 석회암층을 만든다. 온천물에 녹아 있던 석회분이 침전한 것이 온천침전물(travertine)이며 그 중에서 다공질인 것을 석회화(石灰華:tufa)라고 한다.

 

고 회 암(苦灰岩:dolostone)

고회석과 고회암이 영어로는 모두 돌로마이트 (dolomite)로 표기되어 왔는데 혼동을 피하기 위하여 고회석을 dolomite로 하고 고회암을 dolostone 으로 하자는 제안이 있다. 고회암은 양적으로 석회암보다 적으며 석회암층 중에 간간이 협재된다. 냉염산에 잘 반응하지 않고 알리자린 레드 S(alizarin red S)로 물들지 않아 방해석으로 된 석회암과 구별이 가능하다. 석회암이 고회암으로 변하는 Mg 가 섞인 해수와 물이 혼합된 것의 작용이 가장 효과적임이 알려져 있다. 고회암의 양은 시대가 오랠수록 석회암 중에 많이 들어있다. 고회암은 석회암보다 용해작용에 강하므로 높은 지형을 만들고 석회암보다 두드러져 있다. 색은 대체로 석회암보다 희다.