지구과학 고2 지구의 역사와 한반도의 암석

퇴적암

퇴적물의 속성 작용으로 형성되는 퇴적암의 종류·퇴적 구조와 환경 해석 방법을 탐구한다.

쌓인 퇴적물이 다짐 작용과 교결 작용(속성 작용)을 거쳐 단단하게 굳어진 암석으로, 층리와 화석을 통해 퇴적 당시의 환경을 알려 줍니다.

퇴적암은 지구가 쓴 일기장입니다. 한 층 한 층이 한 시기의 기록이고, 그 안에 든 화석과 무늬가 그날의 날씨와 장소를 말해 줍니다. 화성암·변성암과 달리 '만들어질 때의 지표 환경'이 통째로 보존됩니다.

쉽게 말하면

풍화·침식·퇴적으로 부서진 알갱이들은 강과 바람에 실려 가다 물살이 느려지는 곳에 가라앉습니다. 이렇게 쌓인 퇴적물이 암석이 되려면 두 가지 일이 필요합니다. 하나는 다짐 작용 — 위에 계속 쌓이는 무게에 눌려 알갱이 사이 빈틈과 물이 빠져나가는 것. 다른 하나는 교결 작용 — 물에 녹아 있던 성분(방해석·규질·산화철 등)이 알갱이 사이에 침전해 접착제처럼 붙여 주는 것입니다. 이 둘을 합쳐 속성 작용이라고 합니다.

퇴적암은 무엇이 쌓였느냐로 나눕니다. 쇄설성 퇴적암은 부서진 암석 조각과 광물 알갱이가 쌓인 것으로, 알갱이 크기 순으로 역암(자갈) · 사암(모래) · 셰일/이암(진흙)이라 부릅니다. 화학적 퇴적암은 물에 녹아 있던 물질이 침전하거나 물이 증발해 남은 것으로 암염·석고·석회암 등이 있습니다. 유기적 퇴적암은 생물의 유해가 쌓인 것으로 석회암(조개껍데기·산호)과 석탄이 대표입니다.

석회암이 화학적으로도, 유기적으로도 만들어진다는 점이 헷갈릴 수 있는데, 둘 다 결국 탄산 칼슘( $CaC O_{3}$ )이 물에서 빠져나와 고체로 남는다는 점은 같습니다. 화학에서 배우는 용해도곱(Ksp)이 바로 '언제 녹아 있고 언제 침전하는가'를 결정하는 기준입니다.

퇴적암의 가장 큰 특징은 층리입니다. 쌓이는 조건이 바뀔 때마다 색과 알갱이가 다른 층이 겹겹이 생기고, 그 층 하나하나가 시간 순서를 가집니다. 화석이 발견되는 것도, 지층의 나이를 읽는 것도 거의 전부 퇴적암에서 이루어집니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

역암 · 사암 · 셰일 — 알갱이 크기가 곧 물의 세기

자갈은 물살이 세야 옮겨지고, 진흙은 물살이 거의 멎어야 가라앉습니다. 그래서 역암은 강 상류나 해안처럼 에너지가 큰 곳, 셰일은 깊은 바다나 호수 바닥처럼 잔잔한 곳에서 만들어집니다. 알갱이 크기 하나로 퇴적 환경의 에너지를 읽는 셈입니다.
예시 2

석회암과 묽은 염산

석회암에 묽은 염산을 떨어뜨리면 거품이 나며 이산화 탄소가 발생합니다. 주성분이 탄산 칼슘( $CaC O_{3}$ )이기 때문입니다. 사암이나 셰일은 이 반응을 보이지 않아, 현장에서 석회암을 가려내는 간단한 방법으로 쓰입니다.
예시 3

석탄 — 늪지의 식물이 묻혀 만들어진 암석

식물 유해가 산소가 부족한 늪에 쌓여 완전히 썩지 못한 채 묻히고, 오랜 시간 압력과 열을 받으면 탄소 비율이 높아져 석탄이 됩니다. 우리나라의 무연탄층도 이런 과정으로 만들어진 유기적 퇴적암입니다.