1. 접촉변성작용
지각 중에 관입된 마그마가 완전히 고결하는 데는 비교적 긴 시간(수십만 년 또는 그 이상)을 요한다. 마그마가 방출하는 열과 마그마로부터 분리된 화학 성분은 관입된 마그마 주위의 암석을 변화시킨다. 이들의 작용이 미치는 범위는 마그마의 양(또는 화성암체의 대소)과 열량 및 화학 성분의 다소에 관계가 있으나 대체로 화성암체에서 수백 m 내지 2km 까지이며, 이 범위 안에서 일어나는 접촉변성작용에는 거의 압력이 작용한 증거가 없다. 이와 같이 열의 작용만으로 일어나는 열변성작용(thermal metamorphism)을 정규접촉변성작용(正規接觸變成作用)이라고 한다.
2. 접촉변성암
암석이 상압하에서 녹는 온도는 화강암이 약 800°C이고 현무암은 1, 100℃이다. 지하에서는 압력이 커지므로 암석이 녹는 온도는 높아질 것이나 마그마는 수분과 휘발분을 다량 포함하여 고결되는 온도는 암석들이 녹는 온도보다는 낮은 것으로 생각된다. 암석은 열을 잘 통과시키지 않는 물질이므로 관입된 마그마에 가까운 부분은 곧 가열되어도 먼 부분의 가열은 더디고 약하므로 마그마에서 수 km 떨어진 곳의 암석은 거의 변화를 받지 않는다.
3. 정규접촉변성암 (normal contact metamorphism)
열변성작용이 일어나면 원암의 성질과 가열의 정도에 따라 여러가지 암석이 만들어진다. 원암이 화성암인 경우에는 거의 변화를 받지 않고 퇴적암은 쉽게 변화를 받는다. 특히 세립질인 점토질 암석 (세일·슬레이트·미사암)과 석회질암석 (이회암·석회암·고회암)은 큰 화성암체 부근에서 열의 작용을 받아 혼펠스(hornfels)로 변하거나 완전히 재결정되어 많은 접촉광물(contact minerals)이 생성된다.
4. 혼펠스(hornfels)
혼펠스는 주로 셰일로부터 변성된 접촉변성암으로서 흑색 세립(1mm 이하의 입자)의 치밀· 견고한 암석을 말한다. 그러나 광의로는 완전히 재결정된 입상조직 (1mm 이하)을 가진 접촉변성암을 총칭한다. 편리의 발달은 없거나 불량하고 주요 구성물은 석영·흑운모·백운모·장석이나 석류석·홍주석·근청석도 포함되고 때로는 휘석이나 각섬석이 포함된다. 파면이 마치 쇠뿔을 부러뜨렸을 때처럼 꺼칠꺼칠한 모양을 보여 주므로 hornfels 라고 부르게 된 것이다.
5. 점토질암석의 혼펠스
셰일의 열변성으로 만들어진 혼펠스는 육안적으로 암적갈색의 치밀한 암석으로서 양적으로 가장 많으며 협의의 혼펠스는 이에 속한다. 주요 접촉광물은 흑운모 ·홍주석·근청석이다. 화성암체에서 멀어지면 혼펠스는 점문운모판암 (spotted mica slate)으로 변하고 더 멀어지면 점문판암(spotted slate)으로, 더 먼 곳에는 슬레이트 · 셰일이 그대로 존재한다. 점문(紋) 부분은 흑운모나 탄질물이 집중되어 만들어진 것이다. 홍주석에 탄질물이 많이 들어 있으면 이를 공정석(空晶石:chiastolite)이라고 하며 풍화된 슬레이트에서는 백색의 결정으로 나타난다.
6. 석회질 암석의 혼펠스
순수한 석회암에는 흑색 내지 회색인 것이 많다. 이런 석회암이 고열을 받아 변성케 되면 유백색으로 변한다. 이는 흑색의 색소인 탄소가 축출되고 방해석의 입자로 재결정되기 때문이다. 석회암 중에 규산(SiO)분이 불순물로 들어 있으면 800°C 이상 (지하 8km)에서 규회석 (wollastonite)이 만들어진다. 또 석회암 중에 Mg가 들어 있으면 규회석 대신에 휘석류가 만들어지며 그 대표적인 접촉광물이 투휘석이다. 그리고 투휘석이 생기는 곳보다 먼 곳에 각섬석이 생긴다. 이와 같이 규회석과 투휘석은 화성암에 접근한 뜨거운 곳에 생겨나며 그 생성 온도는 약 800°C로 알려져 있으므로 이들을 지질학적 온도계 (geologic thermometer)라고 한다. 석회암 중에 점토분이 있으면 석류석이 생기고 점토분이 더 많으면 담색의 석회질 혼펠스(calcic hornfels)가 만들어진다.
7. 화학 성분이 공급된 것
마그마가 냉각될 때는 다량의 가스와 동시에 Si, B, Fe, W 및 기타 원소를 방출한다. 이들은 접촉변성대 중의 약한 부분을 뚫고 나가거나 석회질인 부분을 교대하고 그 곳의 성분과 반응하여 여러 가지 유용광물을 만들며 침전된다. 이들은 광상으로 채굴되기도 한다. Si는 주위의 암석을 규화(珪化:silicify)시켜 굳게 만들고 B는 전기석을 만든다. 석회암은 전체가 석류석으로 변해 버리는 일이 있다.
암석이 마그마에서 방출된 열수의 작용을 받으면 그 중의 광물들은 녹니석·견운모·석영·황철석·방해석으로 분해된다. 변후안산암(變朽安山岩:propylite)은 그 좋은 예이다. 화강암이 열수의 작용을 받으면 석영과 백운모만으로 된 암석으로 변하며 이를 영운암(英雲岩:greisen)이라고 한다.
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