화성암은 산출 형태에 따라 화학성분의 종류가 다양합니다. 화성암의 분류는 여러 가지의 기준이 제시되어 있으나, 가장 효과적이며 유용한 방법은 암석의 조직과 광물조성에 따른 분류입니다.
화성암을 구성하고 있는 광물의 종류에는 기원이된 마그마의 성분을 반영하며, 조직은 생성과정에서의 마그마의 냉각 형태와 고결심도를 나타냅니다.
화성암의 분류는 암석조직, 우색광물의 함량, 장석의 종류와 함량, 석영의 함량 등 4가지의 기준에 따라 이루어집니다. 화성암을 때로는 산성암(felisc rock), 염기성암(mafic rock), 중성암(intermediate rock) 등으로 분류하기도 합니다.
산성암(felisc rock)이란 유색광물은 거의 없고 66% 이상이 석영으로 구성되어 유백색이나 옅은 회색을 띠는 암석을 말합니다. 유색광물들이 아주 많이 포함되어 있으며 석영의 함량이 45~52%인 경우에는 아주 짙은 회색이나 검은 색을 나타내는 염기성암(mafic rock), 그리고유색광물들이 상당히 포함되어 있고 석영의 함량이 52~66%이며 짙은 회색을 띠는 경우를 중성암(intermediate rock)이 됩니다.
1. 화강암과 유문암
K, Na, Si 등이풍부하고 Mg, Ca, Fe의 함량이 적은 마그마로부터 형성되며, 밝은 색을 나타냅니다. 주요 조암광물은 석영, 정작석, 그리고 흑운모 등이며 사장석이나 각섬석 등이 소량으로 포합됩니다.
화강암은 가장 흔한 화성암으로 현정질 조직을 갖습니다. 흑운모나 감섬석,사장석 등 초기에형성된 광물들은 잘 발달된 결정 형태를 나탄지만 석영이나 정장석과 같이 후기에 형성된 광물은 결정형의 발달이 부족합니다.
화강암에 포함된 경우에는 화강반암(porphyritic granite)으로 분류합니다. 대부분의 화강암은 옅은 회색을 띠지만 분홍색의 정장석이 많은 경우에는 분홍색이나 붉은색을 나타냅니다.
유문암은 지표나 지표 근처에서 형성되는 세립질의 암석으로서 화강암과 비슷한 광물 및 화학성분을 가진 분출암입니다. 백색이나 회색, 또는 분홍색이며 거의 대부분 장석이나 석영의 반정을 2~10% 정도 함유하는 것이 특징이며 이러한 반정이 전체부피의 10% 이상인 경우에는 유문반암(pporphyritic rhyolite)로 분류합니다.
약간의 반정들을 제외하면 유문암은 주로 비현정질 조질을 나타내는 데 현미경을 통해 관찰하면 물이 흐르는 듯한 유상구조를 보이고 상당한 양의 유리직 물질들도 포함하고 있습니다.
2. 섬록암과 안산암
주요 조암광물은 사장석을 전체의55~70%를 차지하는데, Na-사장석과 Ca-사장석이 반반씩 섞여 있습니다. 이외 각섬석과 흑운모 등이 주요 조암광물이고 정장석이나 석영은 소량으로 존재합니다. 따라서 섬록암이나 안산암은 회색을 띠는 것이 특징입니다.
섬록암 조직을 화강암의 조직과 매우 유사하지만 구성 광물에서 차이가 있습니다. 화강암이 정장석, 석영, 흑운모 등으로 구성된 것과는 달리, 섬록암은 주로 사장석과 Fe, Mg를 많이 함유하는 광물들로 구성되어 있으며 석영은 전체 부피의 5% 이하를 차지합니다.
흔히 저반과 같은 대규모의 심성암체를 이루지만 암맥이나 암상 등 소규모로 나타나는 경우도 있습니다. 때로는 각섬석이나 사장석의 반정들이 포함된 섬록반암(porphyritic diorite)이 화강암체의 주변에서 형성되기도 합니다.
안산암은 보통 짙은 회색이나 녹색, 붉은색을 띠고 있는데 풍화에 의하여 붉은 갈색이나 잩은 갈색이 나타내기도 합니다. 완전히 비현정질인 경우는 비교적 적으며, 사장석이나 각섬석, 또는 흑운모 등희 반정들을 흔히 포함하고 있습니다.
3. 반려암과 현무암
Fe, Mg, Ca 등이 풍부한 마그마로부터 형성되며 주로 흑색이나 짙은 녹색을 나타냅니다. 주요 조암광물로는 Ca-사장석이 전체의 45~70%를 차지하며, 이 밖에 감람석, 각섬석, 휘석등을 포함하고 있습니다.
반려암은 일반적으로 중립질의 결정들이나 조립질들로 구성되어 있는 심성암입니다. Ca-사장석 및 휘석이 주요 조암광물입니다. 반상질의 반려암은 흔히 세립질의 석기에 Ca-사장석이나 휘석의 반정들이 존재합니다.
현무암은 가장 흔한 염기성 분출암으로서 흑색을 띠며 비중이 큰 것이 특징입니다. 광물의 입자들은 육안으로 구별하기 어려우며 현미경을 통하여 관찰하면 감람석이나 휘석의 주위를 침상의 사장석들이 치밀하게 에워싸고 있습니다.
대부분의 현무암들은 불에 탄 것과 같은 외양을 지니며 전체부피의 50% 정도는 마그마에 함유되어 있던 기체들이 용암이 흐르는 과정 중에 용암의 윗부분에 모여서 생긴 기공(vescles)들로 구성되어 있습니다.