광역변성작용
판구조운동에 따른 광역변성작용
판구조론 학설에 의하여 성취된 지질과학 분야의 획기적인 변화들 중에서 손꼽을 수 있는 성과의 하나는 광역 변성작용을 받은 암석의 분포에 관한 설명이 가능하게 되었다는 점을 들 수 있습니다. 광역 변성작용은 판의 섭입대(subduction zone) 주변에서 일어납니다.
청색편암(bluschist)상과 애클로자이트(eclogite)상 변성작용에 해당하는 온도와 압력 조건은 암석들이 빠른 속도로 섭입하는 판과 함께 하강하는 경우 얻어질 수 있는데, 이러한 환경에서는 온도에 비하여 압력이 보다 급격하게 증가하게 되고, 결국 암석은 높은 압력과 비교적 낮은 온도의 영향을 받게 됩니다. 청색편암상 변성작용은 오늘날에도 태평양판이 알래스카 해안과 알류 열도 밑으로 하강하는 태평양판의 섭입대 주변부에서 일어나는 것으로 추측됩니다.
녹색편암(green schist)이나 각섬석암에 해당하는 변성조건은 지각이 대륙의 충돌에 의하여 두꺼워지거나 상승하는 마그마에 의하여 가열되는 지역에서 일어납니다. 광역 변성작용이 일어나는 지역으로는 대륙의 충돌이 일어나는 곳이 가장 흔한 경우로서, 이러한 변성암은 애팔레치아 산맥과 알프스 산맥에서 발견됩니다. 대륙 지각이 충돌에 의하여 두꺼워지는 히말라야 산맥 하부와 안데스 산맥처럼 두꺼워지며 상승하는 마그마에 의하여 가열되는 곳에서는 이러한 변성작용이 현재도 일어나고 있습니다.
지각이 충분히 두꺼워지면 암석들은 각섬암상에 해당하는 변성 작용을 받거나 함수 부분용융이 시작하는 온도에 도달하게 되며, 결국 변성작용은 혼성암과 마그마를 형성하는 화성작용으로 변하게 됩니다.
열수에 의한 광상생성
광상을 형성시키는 열수용액의 기원에는 지표수 및 지하수에 기원을 두는 천수(meteoric water), 해수(sea water) 그리고 변성작용의 결과 산물인 변성수(metamorphic water) 등이 있습니다. 변성 교대작용을 유발시키는 대부분의 용액들은 H2O가 풍부하며 온도가 250℃이상으로 높은 편인데, 이러한 용액을 열수용액(hydrothermal solution)이라 부릅니다.
열수용액은 암석의 갈라진 틈을 따라 이동하다가 석영이나 방해석과 같이 용해되어 있는 성분을 침전시킴으로써 광상을 형성하게 됩니다. 변성 교대작용은 광역 변성작용과 마그마의 활동과 관련이 있으므로 변성교대작용과 열수 용액의 생성은 판구조론과 관련될 수 있습니다. 주목할 만한 예로서 열수용액에 의하여 생성된 황동석을 포함한 동(구리) 광상들이 남아메리카와 북아메리카 섭입대 주변부에 평행한 방향으로 잘 발달된 띠 형태로 나타납니다.
성층화산을 형성시킨 마그마는 섭입된 해양지각이 함수 부분용융 작용을 받아서 생성된 것으로, 이러한 마그마는 용액이 이동하는 경로의 주변지역에서 광물조합을 변화시키는 열수 용액을 생성하는 열의 근원으로 작용하여, 그 지역에서 용액에 의한 광상이 형성되는 중요한 역할을 합니다. 지구상에서 우리가 사용하고 있는 광물자원의 풍요로움은 판구조운동 때문에 일어나는 화성작용, 변성작용 그리고 변성 교대작용의 종합적인 영향 때문이라 해도 과언이 아닙니다.
