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일반적으로 현무암질 마그마는 유문암질 마그마보다 더 뜨겁습니다. 이것은 간단히 말해서, 암석을 이루는 광물들의 용융점이 다르며, 암석은 이런 광물들의 혼합물이기 때문에 나타나는 현상이라고 할 수 있습니다.

감람석과 휘석, 각섬석, Ca-사장석 등은 용융점이 상대적으로 높은 반면, 흑운모, Na-사장석, 석영 등은 용융점이 상대적으로 낮습니다. 편의상, 감람석과 휘석 및 Ca-사장석 등의 광물들을 "고온용융광물", 흑운모, Na-사장석, 석영 등의 광물들을 "저온용융광물"이라고 해보겠습니다.

암석에 열을 가하여 온도를 높여간다면, 시간이 지남에 따라 암석을 구성하는 저온용융광물들이 용융되어 마그마를 만들 것입니다. 온도를 더욱 더 높이면 고온용융광물들도 용융되어 마그마에 합류할 것인데, 이 때의 마그마의 성분은 좀 더 저온일 때의 성분과는 분명히 다를 것입니다. 저온일 때에는 저온용융광물들로 마그마가 구성되는데 비해, 고온일 때에는 저온 및 고온용융광물들로 마그마가 구성되기 때문입니다. 저온용융광물들이 주 성분을 이루는 마그마를 대체로 유문암질 마그마이며, 고온용융광물들이 녹아서 마그마에 추가된 것은 대체로 현무암질 마그마입니다. 

따라서, 어떤 마그마가 저온이면, 그 속에는 저온용융광물의 성분이 많이 포함되어 있으므로 유문암질 마그마이며, 어떤 마그마가 고온이면, 그 속에는 고온용융광물들의 성분도 추가되어 있으므로 현무암질 마그마인 것입니다. 이것을 거꾸로 말해도 성립합니다. 유문암질마그마는 상대적으로 저온이며, 현무암질마그마는 상대적으로 고온입니다.

일반적으로 마그마가 저온일 때에는 현무암질일 수 없습니다. 왜냐하면 고온용융광물들은 저온에서는 암석을 이루고 있을 뿐 마그마를 구성하지 못하기 때문입니다. 마찬가지로, 마그마가 충분히 고온일 때에는 유문암질일 수 없습니다. 충분히 온도가 높다면 고온용융광물들이 녹아서 마그마에 추가되기 때문입니다. 

지금까지 암석에 열을 가하여 용융시키는 과정을 대상으로 하여 알아보았는데, 거꾸로 보아도 마찬가지입니다. 온도가 매우 높은 마그마가 있다고 해보겠습니다. 이 마그마는 냉각되어 여러 광물로 구성된 암석이 될 것입니다. 이 마그마가 냉각되는 초기에 형성되는 광물들은 용융점이 높은 광물들, 다시 말해 조금 전에 고온용융광물이라고 했던 감람석과 휘석 및 Ca-사장석과 같은 것들입니다. 왜냐하면, 용융점이 높은 것들은 응고점도 높기 때문입니다. 고온에서 용융되는 광물들을 고온용융광물이라고 불렀었는데, 이 광물들은 동시에 "고온정출광물"이기도 한 것입니다. 정출이란 마그마 속의 화학 성분들이 결합하여 광물과 같은 알갱이가 형성되는 것을 말합니다.

따라서, 초기의 마그마가 현무암질이었다고 한다면, 시간이 지남에 따라 고온정출광물이 정출되기 시작하면서, 마그마 속에서는 이 광물들을 이루는 성분들이 점점 줄어들 것입니다. 충분히 시간이 지나 마그마가 충분히 냉각되면, 마그마 속에서는 고온정출광물을 만들 성분이 충분하지 않을 것이고, 단지 "저온정출광물"을 구성하는 성분들이 마그마에 녹아 있을 것입니다. 이것이 유문암질 마그마입니다.

각 마그마의 종류에 따른 온도는 일반적으로 다음과 같습니다.

유문암질 (SiO2 함량 ~70%) : 785 C
안산암질 (SiO2 함량 ~58%) : 1000 C
현무암질 (SiO2 함량 ~48%) : 1250 C


정리하면,

1) 현무암질 마그마는 감람석, 휘석, Ca-사장석을 더 많이 포함 --> 이 광물들은 고온이어야 용융됨

2) 유문암질 마그마는 흑운모, Na-사장석 또는 K-장석, 석영 등을 더 많이 포함 --> 이 광물들은 저온에서도 용융

 

** 어떤 마그마가 고온이라면 --> 감람석, 휘석, Ca-사장석도 많이 용융되어 있음 = 이 마그마는 현무암질 마그마

** 어떤 마그마가 저온이라면 --> "감람석, 휘석, Ca-사장석 등은 빠져 나가고" 흑운모, Na-사장석, K-장석과 석영 등이 많이 남음 = 이 마그마는 유문암질 마그마



푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net/




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Who's 조영우

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  • 과학 저술 및 자연사진가
  • 푸른행성의 과학어스블로그의 저술 및 편집자
  • 지질학 박사과정 및 강의 조교 (Mississippi State University)
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