탐구지점 2 - 암석의 풍화와 관입암, 포획암

  탐구학습 주제 : 암석의 풍화와 관입암․포획암

적용 대상	중·고등학생용	소요시간	30분
준비물	화성암 분류표, 클리노미터, 확대경, 줄자, 카메라, 묽은 염산, 탐구학습지, 지질도, 해머(지질용 망치)

(A)

(B)

(C)

1. 팔각정의 기저가 되는 A 암석에는 밭이랑 모양의 홈이 파여 있습니다. 이런 구조가 생성된 원인은 무엇일까요?

2. B와 같은 것을 암맥이라고 합니다. 이것을 관찰하고, 아래 표에 특징을 적어봅시다. 그리고 암맥 위에 묽은 염산을 떨어뜨려봅시다.

암석의 색깔
손톱으로 긁었을 때긁힘 정도
묽은 염산과의 반응

3. 정자 옆에 있는 암석 C에서 주변의 흑운모 화강암과 가운데        있는 줄무늬 암석(망치 옆) 중 어느 암석이 먼저 만들어졌을까요? 그렇게 생각한 이유는 무엇인가요?

4. 그림 C에서 가운데 부근에 홀로 있는 줄무늬 암석의 정체는 무엇일까요?

      1) 왜 흑운모 화강암에 줄무늬 암석이 남아 있을까요?

       2) 줄무늬 암석의 기원은 무엇일까요?

5. 포획암의 의미와 암석의 생성 순서를 과학적으로 설명하여 봅시다.

	암맥과 맥은 무엇일까요?

지층이나 암석이 커다랗게 겉으로 드러나 있는 곳을 노두라고 합니다. 지질 조사는 대개 이러한 노두에서 하게 됩니다. 그런데 어떤 노두에서는 암석 사이로 두드러진 색깔의 커다란 줄무늬가 보이는 곳이 있습니다. 이는 암석의 갈라진 틈으로 지하의 마그마가 흘러들어와 만들어진 것입니다. 두께는 수 mm에서부터 수 m까지 다양하며, 길이도 수 m에서부터 수천 km까지 다양합니다. 이런 지질 구조를 암맥(dike)이라고 합니다. 암맥이란 지하의 마그마 웅덩이로부터 마그마가 지표로 올라온 길입니다.

 노두에서 암맥과 거의 비슷한 형태로 암석 속에 들어 있는 하얀 줄무늬를 찾아볼 수 있습니다. 이 줄무늬는 보통 석영이나 방해석으로 되어 있어서 하얗게 보이는데, 이것은 암맥과 달리 지하 깊은 곳까지 연결되어 있지 않습니다. 이런 줄무늬를 맥(vein)이라고 합니다. 맥은 모양만 보면 암맥과 비슷하여 혼동하기 쉬우나 구성 물질이 석영과 방해석으로 되어 있기 때문에 성분을 따져 보면 그 차이를 쉽게 파악할 수 있습니다. 더군다나 방해석은 마그마가 굳어서 만들어지는 것이 아니므로 암맥이라고 불러서는 안 됩니다. 맥은 암석 사이로 지하수가 흐르면서 석영이나 방해석을 침전시켜 형성된 것입니다. 그리고 암맥보다 더 작은 규모로 나타나는 것이 일반적입니다.

✤계양산 팔각정 주변 응회암을 뚫고 들어온 규장암 암맥 ✤

✤청량산 정상 암석 틈으로 발달한 석영 맥 ✤

	그루브(groove)는 무엇일까요?

거대한 화강암체 가운데에 마치 밭이랑 모양을 한 것을 ‘그루브’라고 합니다. 그루브는 화강암의 침식 지형으로 보통 암벽의 위에서 아래로 길게 수직으로 구멍처럼 파인 형태를 하고 있습니다. 빗물이나 눈 녹은 물이 경사면을 서서히 타고 흐르면서 파인 자국입니다. 왼쪽 위 사진은 속리산 문장대에 있는 화강암에 발달한 그루브입니다.¹⁾

 

✤ 속리산 문장대에 있는 화강암에 발달한 그루브 ✤

	지사해석의 원리는 무엇일까요?

지사해석의 원리(지층의 선후 관계를 정하는 원칙)

 동일 과정설 : 현재 지구상에서 일어나고 있는 지각의 변화는 과거 지질 시대를 통하여 현재와 똑같은 과정과 속도로 일어났다는 설로써, 지질 현상 해석의 기본 원리입니다. 이 설은 ‘현재는 과거를 아는 열쇠이다(The present is the key to the past.)’ 라고 말한 제임스 허턴에 의하여 제창되었습니다.

 지층 누중의 법칙 : 모든 퇴적암은 퇴적물이 겹겹이 쌓여서 생성된 지층이므로 아래에 있는 지층이 위에 있는 지층보다 먼저 생겼다고 봅니다. 즉 지층이 뒤집히지 않은 경우, 아래의 지층이 위의 지층보다 먼저 생겼다는 법칙입니다.

 부정합의 법칙 : 부정합의 시간적 간격이 큰 경우, 부정합면을 경계로 하여 위아래 두 지층 속에 있는 화석군의 내용이 크게 달라집니다. 즉, 위에 있는 지층일수록 진화된 생물의 화석이 산출되므로, 이 부정합을 기준으로 지질 시대를 구분할 수 있는 것입니다.

 

✤분출과 관입의 차이 ✤

 관입의 법칙 : 화성암이 어떤 암석에 관입했을 때, 관입당한 암층은 관입한 암석보다 먼저 생긴 것이므로 시간적인 선후 관계를 알 수 있습니다. 또 단층이 있으면 단층은 지층보다 나중에 생긴 것입니다. 단층이나 화성암의 관입에 의해 지층의 선후 관계를 정하는 원리를 ‘절단 관계의 법칙’이라고도 합니다.

► 분출(a) : 마그마가 지층 밖에서 굳은 것 ⇨ 순서 : 1-2-3-4

  ► 관입(b) : 마그마가 지층 내에서 굳은 것 ⇨ 순서 : 1-2-4-3

  ► 포획암(xenolith) : 마그마가 관입이나 분출할 때 기존 암석의 일부가 마그마 내에서 굳어 남아있는 암편으로 관입체보다 오래 된 것입니다.

 동물군 천이의 법칙 : 지층 속의 화석은 아래 지층에서 위의 지층으로 갈수록 진화된 화석이 존재하며, 같은 화석이 반복되어 나타나지 않음을 알 수 있습니다. 그러므로 화석군의 변천을 조사하면 지층의 생성 순서를 알 수 있습니다. 화석을 통하여 생물의 진화 내용을 알 수 있기 때문에 일명 ‘화석의 법칙’이라고도 합니다.

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1) 자료 출처 : Newton 2012년 11월호.