화산분출물(volcanic products)

화산분출물

화구를 통하여 분출되는 가스·용암·암편·화산회를 총칭하여 이들을 화산분출물(volcanic products)이라고 한다.

 

 

가 스

화구로 분출되는 수증기가 큰 구름기둥을 만드는 것을 보아 화산이 다량의 수분을 토하고 있음은 짐작되나 실측에 의해서도 화구에서 나오는 모든 기체의 60~95% 또는 그 이상이 수증기임이 밝혀졌다. 이는 공중으로 상승하면서 냉각되어 화산 부근에 심한 비를 내리게 한다. 파리큐틴 화산에서 1945년에 측정된 수증기의 분출량은 하루에 16, 000 톤이었다. 연기를 분출할 때에는 심한 번갯불(電光)도 동반된다. 이는 화산회들의 마찰과 부근 기권 내의 교란에 의한 전기적 현상일 것으로 생각된다.

분출되는 가스 중에는 수소와 산소도 들어 있으며 그 중의 일부는 화합하여 물이 된다. 산소와 수소가 화도 안에서 급격하게 화합하면 폭발을 일으킨다. 이렇게 하여 지각 내부에 있던 물이 처음으로 지표에 나와 수권에 추가되면 이런 물을 초생수(初生水), 또는 처녀수(處水:juvenile water)라고 한다. 그러나 화산에서 나오는 수증기나 물에는 지표에서 스며들어간 물이 많을 것이다.

수증기 다음으로 많은 가스는 이산화탄소이다. 어떤 화산은 승화된 유황과 그 화합물인 황화수소(H2S)·아황산가스(SOz)를 분출하고, 염소(Clz)와 염화수소(HCl)를 포함하는 화산가스도 방출한다. 이들은 분연을 유독하게 만들고 이른바 유황 냄새를 피운다. 염소는 일부 바닷소금의 근원이 될 것으로 보인다. 이 밖에 F, B, N, A, He 중의 하나 또는 하나 이상을 더 많이 분출하는 화산이 있다.

 

 

용 암

마그마가 지표에 분출될 때에는 그 중의 가스를 거의 전부 잃어버리고 용암으로 되어 버린다. 용암이 굳어진 것이 고체용암 또는 화산암(volcanic rock)이다. 용암은 SiO2 함유량에 따라 유문암, 안산암 및 현무암으로 크게 3분된다. 용암의 유동성은 그 온도와 SiO2의 함량에 의하여 결정되어 고온이고 고철질일수록 유동성이 크고, 저온이고 규장질이면 점성이 커서 유동성이 작다. 용암의 화학 성분은 화산에 따라 다르고 같은 화산에서도 시기에 따라 달라진다.

고온의 용암이 화구에서 사면을 따라 흐를 때에는 액체용암류(liquid lava flow)를 형성하나 결국에는 식어서 굳은 고체용암류(solid lava flow)가 되어 버린다. 굳어 버린 용암의 표면이 헝겊을 책상 위에 놓고 밀어서 주름을 만들었을 때처럼 반원형의 원활한 호(孤)를 만들거나 새끼꾸러미를 던진 것처럼 가는 동심원상의 주름을 많이 만들면, 이런 고체 용암을 파회회용암(pahoehoe lava), 용암의 표면이 거칠어서 클링커 (clinker)를 쌓아올린 것 같은 용암을 아아용암(aa lava) 이라고 하는데, 이들 술어는 하와이 원주민들의 말에서 전용된 것이다.

용암이 점차 냉각되며 흘러내리면 먼저 고결된 부분이 파괴되어 용암 속에 자갈 모양의 파편을 많이 포함하게 되는 경우가 있다. 이런 것을 각력용암(flow breccia)이라고 한다. 유출된 현무암질 용암의 표면이 먼저 고결되고 내부에 고온의 액상용암이 들어 있을 때부터 용암이 추가되면 고결된 표부를 뚫고 내부의 용암이 전부 유출되어 공동이 생긴다. 이를 용암터널(lava tunnel)이라고 한다. 용암은 유출된 후에도 약간의 가스를 포함하며 방출되다가 남은 것은 용암류의 표면에 모여서 둥근 구멍을 만든다. 이를 기공(氣孔:vesicle)이라고 한다. 특히 기공이 많고 담색 내지 백색인 것을 부석(浮石:pumice)이라고 하며, 기공의 부피와 고체의 부피가 비슷한 암편들을 암재(岩滓:scoria)라고 한다. 용암은 분출할 때 적색 내지 황색으로 빛나며 그 온도는 1, 000~1, 200°C이다. 용암은 화구뿐 아니라 화산체에 생긴 틈으로도 유출된다.

 

 

화성쇄설물

화구로부터 분출되는 암전과 화산회를 총칭하여 화성쇄설물(火成碎屑物:pyroclastic materials, 또는 tephra)이라고 한다. 그중 직경이 32 mm 이상인 것이 화산암괴(volcanic block)이다. 이에는 화산의 기반이 되어 있던 암석도 섞인다. 암괴에는 최대 60 톤 이상에 달하는 것이 있다. 직경이 32 mm 이상이면서 어느 정도 둥글거나 방추형 (紡錐形)으로 생긴 것은 화산탄(火山彈:volcanic bomb)이며 이는 용암이 공중에서 회전하며 냉각되어 만들어진 것이다. 화산암괴나 화산탄이 퇴적 중인 지층 위에 떨어지면 주머니를 만든다. 이런 것경이 4~32 mm 사이에 있는 것은 화산력(lapilli) 또는 분석(噴石:cinder)을 탄낭(彈襄) 또는 밤색(bomb sag)이라고 한다. 모양이 불규칙하고 직이다. 4mm 이하의 세편을 화산회(volcanic ash), 1/4 mm 이하의 가루를 화산진(火山塵:volcanic dust)이라고 한다. '회’ 라는 말은 옛날 사람들이 화산 밑에서 연소가 일어남을 믿은 데서 온 것이나 물론 연소는 일어나지 않는다. 이들은 화산에서 폭발이 일어날 때에 세립으로 분리된 것들로서 유리질 (瑠璃質)인 것과 광물립으로 된 것이 있다. 화산회가 모여서 만들어진 암석이 응회암(凝灰岩:tuff)이다. 화산회에는 화산 폭발 때에 생긴 부석의 미세한 파편들이 많이 포함되어 있다. 이런 미세 파편을 샤드(shard)라고 하는데 현미경하에서는 같은 유리질의 예리한 조각으로 관찰된다. 응회암이 고온 상태로 낙하하면 용암과 비슷한 유상구조를 보이며 얇은 렌즈상의 검은 유리질 흑요석을 평행하게 나열시키는 일이 있다. 검은 흑요석 렌즈를 피아메 (fiamme)라 하며 이런 용암을 용결응회암(熔結凝灰岩:welded tuff, 또는 ignimbrite)이라고 하는데 최근까지 이런 응회암을 유문암으로 생각했던 일이 많다. 화산암괴·화산탄·화산력이 무질서하게 모여 화산회나 용암으로 고결된 것이 집괴암(集塊岩:agglomerate)이다.