열람 Basalt
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개괄
현무암(玄武岩)은 화산 분출에 의해 만들어지는 흔한 암석입니다. 마그마가 지표에 노출되어 용암이 되어 흐르다가 빠르게 냉각되어 만들어지는 과정에서 입자가 작은 세립 구조가 됩니다. 미세한 매질(matrix)에 큼지막한 결정들을 포함하고 있기도 하고, 기공질(vesicular), 혹은 거품이 뭉친 것과도 같은 스코리아(scoria) 형태를 하기도 합니다. 대개 검정색~회색을 띠고 있으나 함유하는 철 성분이 산화됨에 따라 붉은 빛을 띠기도 합니다. 근원이 되는 암석은 맨틀 상부의 주성분인 감람석(peridotite)과 휘석(pyroxenite), 사장석(plagioclase) 등입니다.
현무암이란 단어는 1884년 일본의 학자 고토 분지로가 효고현 기누사키(城崎) 온천 근처의 현무(玄武, 겐부) 동굴의 이름을 따서 명명한 것으로 알려져 있습니다. 이 동굴은 육각형의 주상절리를 잘 볼 수 있는 현무암질 암반에 위치한 동굴이라고 합니다. 한편 basalt란 단어는 라틴어 basaltēs에서 유래되었는데 이는 다시 그리스어 βασανίτης [λίθος] (매우 단단한 돌)에서 따온 말이라고 합니다.
조성
일반적으로 현무암은 이산화규소(SiO2)의 함량이 낮으며(45~55 %) 주로 휘석과 사장석으로 구성되어 있습니다. 감람석은 알칼리 현무암에서는 보이지만 쏠레아이트 현무암에서는 나타나지 않을 수도 있습니다. 흑운모와 각섬석도 포함되는 경우가 있으나 알칼리장석과 석영은 잘 나타나지 않습니다. 이외 자철석과 같은 철 혹은 철-티타늄 산화 광물을 포함하고 있습니다.
종류
알칼리 현무암(alkali basalt)과 쏠레아이트 현무암(tholeiitic basalt)으로 나눕니다. 알칼리 현무암에는 알칼리 산화물이 상대적으로 더 많이 포함되고 감람석의 결정도 볼 수 있으나, 쏠레아이트 현무암에는 알칼리 산화물이 적고 감람석 결정 또한 보기 어렵습니다. 한편 알칼리 현무암에는 석영이 거의 없지만 쏠레아이트에는 상대적으로 많은데 이러한 성분 차이는 현무암이 생성되는 깊이에 따른 부분 용융 정도의 차이 때문일 것으로 여겨집니다. 알칼리 현무암은 지표면으로부터 150~200 km 깊이의 맨틀에서, 반면 쏠레아이트는 그보다 얕은 50~100 km 깊이의 맨틀에서 기인할 것으로 추정되고 있습니다.
달의 현무암
달의 바다를 채우고 있는 어두운 지역은 용암이 식어 만들어진 현무암의 평원으로 드러났습니다. 달의 현무암이 지구의 그것과 다른 점은 철의 함량이 높다는 것입니다. 지구의 경우 5~14 wt%의 FeO를, 반면 달의 현무암은 17~22 wt%의 FeO 함량을 보입니다. 한편 티타늄의 함량 또한 높아서 TiO2의 조성이 지구의 경우 0.5~2.0 wt%에 불과한데 비해 달의 현무암엔 1~13 wt%에 이르기도 합니다.
암석의 질감도 지구의 것과 색다른데 충돌에 의한 변성(shock metamorphism)이 많고 지구 현무암에서와 같은 산화나 수화(hydration)의 흔적이 적기 때문입니다. 달의 현무암은 대개 지금으로부터 30~35억년 전 분출된 것으로 그 가운데 오래된 것은 42억년, 최근 것으로는 불과 12억년 전에 만들어진 것도 조사되었습니다.
참고 자료
1. Petrology of Lunar Rocks and Mare Basalts
2. Basalt, Wikipedia