지구과학 고2 지구의 역사와 한반도의 암석

변성암

온도·압력 변화로 생성되는 변성암의 종류와 한반도에서 나타나는 변성암 사례를 이해한다.

기존의 암석이 녹지 않은 고체 상태 그대로 높은 온도와 압력을 받아, 광물의 종류와 배열이 바뀌어 만들어진 암석입니다.

빵을 다시 반죽하는 것이 아니라, 오븐에 넣어 굽는 쪽에 가깝습니다. 재료는 그대로인데 속의 구조가 재배열되어 완전히 다른 것이 됩니다. 녹아서 액체가 되어 버리면 그것은 이미 변성이 아니라 마그마입니다.

쉽게 말하면

암석이 땅속 깊이 묻히거나 마그마 곁에 놓이면 온도와 압력이 올라갑니다. 이때 암석 속 광물들은 그 환경에서 더 안정한 다른 광물로 서서히 바뀝니다. 원자들이 고체 상태에서 자리를 바꿔 새 결정을 만드는 것이라 시간이 아주 오래 걸리지만, 지질학적 시간은 충분히 깁니다.

변성암의 대표적인 특징은 엽리입니다. 한 방향으로 강한 압력을 받으면 운모처럼 납작한 광물이 압력에 수직인 방향으로 나란히 눕습니다. 그 결과 얇은 판처럼 잘 쪼개지는 줄무늬 구조가 생깁니다. 변성 정도가 커질수록 셰일은 점판암 → 편암 → 편마암 순으로 바뀌며 결정이 굵어지고 줄무늬가 뚜렷해집니다.

반면 원래 광물이 한 종류뿐인 암석은 엽리가 생기지 않고 결정만 굵어집니다. 석회암이 변성되면 대리암, 사암이 변성되면 규암이 되는데, 둘 다 줄무늬 없이 치밀하고 단단합니다. 대리암이 조각상 재료로 쓰이는 것도 결이 없어 어느 방향으로나 다듬을 수 있기 때문입니다.

변성될 수 있는 원래 암석에는 제한이 없습니다. 퇴적암도, 화성암도, 이미 한 번 변성된 암석도 다시 변성됩니다. 화강암이 강한 압력을 받으면 줄무늬가 생긴 편마암이 되고, 우리나라의 오래된 땅 밑을 이루는 것도 바로 이런 편마암입니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

셰일 → 점판암 → 편암 → 편마암

같은 진흙 지층이 점점 더 깊이 묻히며 겪는 변화입니다. 처음에는 잘 쪼개지는 점판암(옛 기와나 벼루의 재료), 더 가면 반짝이는 운모가 눈에 보이는 편암, 더 가면 밝고 어두운 줄무늬가 뚜렷한 편마암이 됩니다. 하나의 지층에서 이 순서가 나란히 나타나면 변성 정도가 어느 방향으로 커졌는지 알 수 있습니다.
예시 2

석회암 → 대리암

석회암의 방해석 결정이 열을 받아 굵게 다시 자라 치밀해진 것이 대리암입니다. 광물 종류는 그대로인데 결정 크기와 조직이 바뀐 경우로, 변성이 '녹였다 굳힌 것'이 아님을 보여 주는 좋은 예입니다.
예시 3

화강암 → 편마암

화성암도 변성됩니다. 화강암이 오랜 시간 강한 압력을 받으면 밝은 광물과 어두운 광물이 줄무늬로 갈라진 편마암이 됩니다. 이 편마암이 다시 풍화되어 모래가 되면 퇴적암의 재료가 되므로, 암석은 어느 한 자리에 고정되어 있지 않습니다.

자주 하는 오해

변성암은 암석이 녹았다가 다시 굳은 것이라고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움뜨거워지니까 녹았다가 식으면서 새로운 암석이 되었다

실제로는변성은 고체 상태에서 일어납니다. 녹아서 마그마가 되었다가 굳으면 그것은 변성암이 아니라 화성암입니다.

녹는 순간 원래 암석의 구조와 화석, 층리 같은 기록이 전부 지워집니다. 실제로 변성암에서는 원래 지층의 흔적이 일그러진 채로 남아 있는 경우가 많은데, 이는 녹은 적이 없다는 증거입니다. 변성은 '재료는 그대로, 광물과 배열만 재편'입니다.

변성암은 퇴적암에서만 만들어진다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움셰일 → 편암처럼 퇴적암이 변한 것이 변성암이다

실제로는화성암도, 이미 만들어진 변성암도 다시 변성됩니다. 원래 암석이 무엇이든 상관없습니다.

변성의 조건은 '원래 무엇이었나'가 아니라 '어떤 온도·압력에 놓였나'입니다. 화강암이 편마암이 되는 것이 대표적이고, 점판암이 더 깊이 묻혀 편암이 되는 것처럼 변성암이 한 단계 더 변성되기도 합니다.

선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요

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암석의 순환고2 접촉·광역 변성 작용고2

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자주 묻는 질문

Q1엽리와 층리는 어떻게 구분하나요?

층리는 퇴적될 때 생긴 '쌓임의 줄'이라 알갱이 크기나 성분이 층마다 다릅니다. 엽리는 나중에 압력을 받아 광물이 나란히 눕게 되면서 생긴 '눌림의 줄'입니다. 그래서 엽리는 원래 층리를 가로질러 비스듬히 나타나기도 합니다.

Q2변성암에서는 화석이 나오지 않나요?

대부분 파괴되어 나오지 않습니다. 변성 정도가 약한 점판암에서는 심하게 일그러진 화석이 발견되기도 하지만, 편마암 정도가 되면 원래 형태를 알아보기 어렵습니다.

Q3대리암에 묽은 염산을 떨어뜨리면 거품이 나나요?

납니다. 대리암의 주성분은 석회암과 같은 탄산 칼슘이기 때문입니다. 성분은 그대로이고 조직만 바뀌었다는 것을 확인할 수 있는 실험입니다.

교육과정 2022 개정 · 고2 지구과학 · 지구의 역사와 한반도의 암석 수록 기본 (교육과정 단원)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

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어떤 종류의 열과 압력이 어떤 변성암을 만드는지는 접촉·광역 변성 작용에서, 세 암석이 서로 오가는 큰 그림은 암석의 순환에서 이어집니다.

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