1. 퇴적암의 구조
퇴적암은 퇴적 당시의 환경에 의한 영향으로 매우 독특한 구조와 조직을 갖는데, 이는 퇴적암을 다른 암석들로부터 구별하는 중요한 요소가 됩니다.
퇴적암의 구조 중 가장 대표적인 것은 층리(stratfication)이며 일반적으로 층리면은 서로 평행하게 됩니다. 그러나 바람이나 물이 한 방향으로 흐르는 곳에서는 평행하지 않고 기울어진 사층리(cross-bedding)가 형성됩니다. 퇴적암에서 볼 수 있는 물결자국을 연흔(ripple mark)이라 하며, 얕은 물의 바닥에 쌓여 있던 점토와 같은 퇴적물이 건조한 환경에서 갈라진 자국을 건열(mud crack)이라고 합니다.
2. 퇴적암이 조직과 분류
퇴적암의 조직은 근원암에서의 이동거리와 퇴적환경을 나타내는 중요한 요소가 됩니다. 퇴적암의 조직은 암석조각들로 이루오진 쇄설성 조직과 용액으로부터 결정들이 성장하여 이루어진 결정질 조직으로 구분할 수 있습니다. 퇴적암은 암석조직, 입자의 크기와 성분에 의하여 쇄설성 퇴적암과 결정질 퇴적암으로 분류됩니다.
1) 쇄설성 퇴적암
쇄설성 퇴적암은 기존 암석의 조각이나 부스러기 등의 암석 쇄설물, 즉 풍화의 잔류물질로 구성되어 있습니다. 암석 쇄설물은 크기에 따라 자갈(gravel), 모래(sand), 실트(silt), 그리고 점토(clay)로 구분하며, 쇄설성 퇴적암들은 입자의 크기나 마모된 정도(rounding), 그리고 분급이나 고결정도에 따라 분류됩니다.
①역암
대개 암석조각이나 자갈들이 모래나 점토, 그 밖의 고결물질에 따라 서로 결합되어 있습니다. 자갈은 일반적으로 마모되어 동그란 외양과 비슷한 크기를 나타내며 대부분 석영이나 쳐어트(매우 치밀하고 단단한 석영으로 구성된 퇴적암) 등 마모에 대한 저항성이 큰 광물들로 구성되는 것이 보통입니다. 그러나 석회암이나 화강암, 그 밖의 암석들의 자갈이 존재하기도 합니다.
②각력암
역암 중의 자갈들에 비하여 크기가 다양하고 마모가 덜 진행된 자갈들로 구성되어 있습니다. 각력암을 주로 빙하의 이동이나 산사태가 일어나면서 형성되는 것이 보통이나 단층(fault)작용이 일어날 때 단층면에서 각력암들이 만들어지는 경우도 있습니다.
③사암
모래로 구성되어 있으며 입자들은 대부분 마모되어 있습니다. 주로 석영으로 이루어지며 장석이나 석류석(garnet), 운모 등이 존재합니다. 장석이 25% 정도 함유된 경우를 장석질사암(arkose)라고 하며, 20% 이상의 점토를 포함하고 있는 경우는 경사람(graywacke)이라고 합니다. 방해석이나 석영, 산화철 등이 주요 고결물질입니다. 사암은 대부분 성층구조를 나타내며 갈색이나 붉은색을 띱니다.
④이암
미세한 실트 입자들이 전체 부피의 50% 이상을 차지합니다. 흔히 층상구조를 보이나 때로는 암석 내에 포함된 유기물의 잔해에 의하여 이러한 구조가 보이지 않는 경우도 있습니다. 현미경으로 관찰하면 모래입자들은 마모된 흔적을 보이나 실트 입자들은 모가 난 형태를 유지하고 있는 것이 보통입니다. 주로 석영으로 구성되지만 운모나 점토광물도 많이 존재합니다.
⑤셰일
아주 미세한 점토입자들로 구성되어 있는 쇄설성 퇴적암으로서, 지표상에 나타나 있는 전체 퇴적암의 약80%를 형성하고 있습니다. 셰일의 특징으로는 엷은 층들의 층상구조를 들 수 있습니다. 석영, 운모, 그리고 점토광물 등이 주요 구성광물이나 입자의 크기가 너무 작아서 육안으로 구분하기는 불가능합니다.
일반적으로 방해석이 고결물질로서 존재하는데, 때로는 장해석의 양이 50%에 이르기도 합니다.
2) 결정질 퇴적암
결정질 퇴적암은 물에 녹은 여러 화학성분들이 침전되면서 결정을 이루어 형성되므로 화학적 퇴적암이라고도 하며 화학성분에 따라 분류합니다.
①석회암
50% 이상을 방해석이 차지하고 있으며 점토광물, 석영, 철 산화물, 기존 암석의 쇄설물 등의 불순물로 구성되어 있습니다. 암석조직이나 구성성분에 따라 결정질 석회암, 미립질 석회암(micrite), 쵸오크(또는 백악, chalk)등 다양한 종류로 나뉩니다. 염산을 가하면 거품이 일어나므로 쉽게 판별할 수 있습니다.
②백운암
외관상으로는 석회암과 비슷하지만 방해석의 Ca 성분의 일부가 Mg로 치환된 백운석(dolomite)으로 이루어져 있습니다.
③석고
보통 백색이지만 때로는 노란색이나 옅은 붉은색을 띠기도 합니다. 주로 호수나 막힌 바다에서 형성되므로 형성 당시에 기후가 매우 건조했음을 알 수 있으며 손톱으로 자국이 날 정도로 경도가 낮습니다.
④암염
짠맛을 내는 소금(halite)으로 구성되어 있습니다. 비교적 낮은 온도와 압력에서도 유동성을 내며 지압이 증가함에 따라 상부 지층을 뚫고 올라와서 돔(salt dome)을 형성하기도 합니다.