용암: 형성, 지질학 및 종류

용암의 정의

용암은 지표에서 분출하는 용융 또는 부분 용융 암석입니다. 지표 아래에 있을 때는 마그마라 부르며, 환기구, 균열, 또는 틈에서 나오면 용암이 되어 냉각되며 화성암이 됩니다.

빠른 냉각은 용암에 특유의 미세립, 유리질 또는 다공성 질감을 부여합니다. 조밀한 현무암, 기공이 많은 스코리아, 연한 부석, 광택 있는 흑요석, 블록형 돔 암석, 둥근 해저 필로우 용암 등은 모두 매우 다르게 보이지만 화산 생성물입니다. 이들의 차이는 용융 화학, 가스 함량, 온도, 점도, 결정 함량, 냉각 환경에서 비롯됩니다.

용암 흐름

표면을 가로질러 움직이는 응집된 용융 암석 덩어리입니다. 현무암질 흐름은 멀리 이동할 수 있지만, 실리카가 풍부한 흐름은 보통 짧고 두껍고 가파릅니다.

용암 조각

용암 흐름에서 튀거나, 흩어지거나, 찢기거나, 부서진 조각입니다. 폭탄, 스패터, 션더, 스코리아는 분출의 운동과 가스 함량을 보존합니다.

용암 유리

결정이 자라기 전에 너무 빨리 냉각된 급랭 용융물입니다. 흑요석과 타킬라이트는 중요한 유리질 화산 물질입니다.

마그마 형성 과정

마그마는 고체 암석이 부분적으로 용융될 수 있는 조건에서 형성됩니다. 세 가지 주요 경로는 감압, 휘발성 물질 첨가, 그리고 열 전달입니다.

감압 용융

뜨거운 맨틀이 상승하면서 압력이 냉각 속도보다 빠르게 떨어집니다. 이로 인해 큰 온도 상승 없이 부분 용융이 가능해집니다. 감압 용융은 해령, 대륙 열곡, 그리고 많은 핫스팟 시스템에 공급되며, 보통 현무암질 마그마를 생성합니다.

플럭스 용융

섭입하는 판에서 방출되는 물과 기타 휘발성 물질이 상부 맨틀 쐐기의 용융점을 낮춥니다. 이 과정은 안산암과 데사이트 마그마가 흔한 화산 호에서 중심적인 역할을 합니다.

열 전달 용융

뜨거운 마피식 마그마가 차가운 지각에 침투하여 열을 전달합니다. 대륙 환경에서는 이 과정이 칼데라, 돔, 흑요석을 포함한 실리카가 풍부한 용융물을 생성하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

분출 전 마그마의 진화 과정

용융이 시작된 후, 마그마는 분별 결정화, 주변 암석 동화, 마그마 혼합, 휘발성 손실 및 지각 저장소 내 저장을 통해 변화할 수 있습니다. 이러한 과정은 한 화산 지역이 서로 다른 시기에 현무암, 안데사이트, 다사이트 및 라이올라이트를 분출하는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.

구조 환경

용암 조성과 분출 양식은 구조 환경과 밀접하게 연관되어 있습니다. 각 환경은 열, 압력, 물, 지각 상호작용 및 용융 저장의 서로 다른 균형을 제공합니다.

환경	용융 과정	일반적인 용암 생성물	지질학적 표현
중앙 해령	상승하는 맨틀의 감압 용융.	톨레이트 현무암, 필로우 용암, 시트류, 다이크.	해양 지각과 해저 화산 능선 생성.
섭입대	슬랩 유래 물과 휘발성 물질에 의한 플럭스 용융.	현무암, 안데사이트, 다사이트, 라이올라이트, 돔, 블록형 용암류.	섬 호, 대륙 호, 성층 화산 및 폭발 중심지.
핫스팟	맨틀 플룸 또는 장기간 열 이상에서의 감압 용융.	현무암 방패, 알칼리 현무암, 용암관, 파호에호에, 아아.	해양 섬, 방패 화산 및 긴 화산 사슬.
대륙 균열	신장, 감압 및 지각 열 전달.	현무암에서 라이올라이트, 흑요석 용암류, 돔, 알칼리성 용암까지.	균열 계곡, 균열 시스템, 화산 지대 및 칼데라 복합체.
대규모 화성 지역	대량 맨틀 용융과 균열 분출.	홍수 현무암, 두꺼운 용암류 연속체, 용암 고원.	층상 화산 고원과 광범위한 현무암 지역.

화학 조성, 온도 및 점도

실리카 함량은 용암 거동을 가장 강력하게 제어하는 요소 중 하나입니다. 실리카 함량이 낮은 현무암 용암은 더 뜨겁고 유동적이며, 실리카 함량이 높은 라이올리틱 용암은 더 차갑고 끈적거리며 가스를 가두거나 유리로 급냉될 가능성이 높습니다.

용암 유형	일반적인 SiO₂	일반적인 분출 온도	상대 점도	일반적인 생성물
현무암	약 45-52 중량%	약 1100-1250 °C	낮음	파호에호에, 아아, 용암관, 시트류, 필로우 용암, 스코리아.
안데사이트	약 52-63 중량%	약 900-1100 °C	중간	블록형 용암류, 복합 원뿔 용암, 스패터, 브레치아.
다사이트	약 63-69 중량%	약 800-950 °C	높음	짧고 두꺼운 용암류, 돔, 첨봉, 부석 가장자리.
라이올리틱	약 69 중량% 이상	약 650-850 °C	매우 높음	흑요석, 부석, 흐름 띠 용암, 돔, 쿠울레.

가스가 모든 것을 바꾸는 이유

물, 이산화탄소, 이산화황과 같은 휘발성 물질은 깊은 곳에서 마그마에 용해됩니다. 마그마가 상승하고 압력이 떨어지면 이 휘발성 물질들이 기포를 형성합니다. 용암이 유동성이면 가스가 더 쉽게 빠져나갈 수 있습니다. 용암이 점성이 높으면 가스가 갇혀 부석, 폭발적 파편, 또는 압력에 의한 돔 성장으로 이어질 수 있습니다.

지상 및 해저 용암류 양식

용암류 양식은 점도, 경사, 분출 속도, 냉각 속도, 결정 함량 및 지각 형성의 직접적인 표현입니다. 현무암계는 매끄럽고 뾰족한 형태를 모두 만들 수 있는 반면, 실리카가 풍부한 용암은 일반적으로 짧고 두꺼우며 블록 모양의 덩어리를 형성합니다.

파호에호에

유동성 현무암은 얇고 유연한 껍질을 형성하며, 그 아래에서 용암이 계속 움직이면서 주름지고 접힌다. 결과는 매끄럽고 밧줄 모양이며 부풀거나 껍질 같은 표면이다.

ʻ아ʻ아

파괴된 현무암 흐름은 각진 클링커로 부서지며 거칠고 갈리는 표면으로 움직인다. 이는 용암이 더 차갑거나 결정질이 많거나 높은 변형 하에서 움직일 때 흔히 형성된다.

블록형 흐름

안데사이트에서 리올라이트 용암은 종종 균열이 있는 두꺼운 흐름을 형성하며 표면은 블록 모양이다. 내부는 뜨겁고 연성이 유지되는 반면 외부 껍질은 각진 판상으로 부서진다.

용암 돔

매우 점성이 높은 다사이트 또는 리올라이트 용암은 멀리 흐르지 않고 분출구 근처에 쌓일 수 있다. 돔은 덩어리, 첨탑, 또는 쿠레 형태로 자랄 수 있으며 붕괴 시 블록과 재 퇴적물을 생성할 수 있다.

베개 용암

수중 분출은 용암을 둥근 덩어리로 급속 냉각시키며 유리질의 차가운 가장자리를 만든다. 베개 용암은 해저 또는 빙하 아래 분출을 기록하며 해양 현무암에서 흔하다.

용암 관

현무암 흐름은 액체 용암이 열 절연된 내부를 통해 배출되는 동안 표면이 딱딱해질 수 있다. 흐름이 비워지면 동굴 같은 관을 남길 수 있다.

지질학적 용암 종류

용암 종류는 조성과 조직의 조합으로 가장 잘 이해된다. 현무암, 안데사이트, 리올라이트 같은 이름은 화학과 광물학을 설명하고, 스코리아, 부석, 흑요석, 또는 베개 용암 같은 이름은 조직이나 분출 환경을 설명한다.

종류	조성 또는 과정	눈에 보이는 특징	기록하는 내용
현무암	마그마성, 저규산 용암.	어둡고 미세한 입자, 때때로 다공성 또는 포피리틱.	능선, 핫스팟, 균열, 그리고 홍수 현무암 지역에서 흔한 뜨겁고 유동적인 용암.
안데사이트	중간질 용암, 종종 호와 관련됨.	회색에서 갈색, 흔히 포피리틱, 블록 모양 또는 파쇄된.	수분이 풍부한 섭입 시스템과 지각 진화의 영향을 받는 더 점성이 높은 용암.
다사이트	규산염이 풍부한 중간질에서 장석질 용암.	연한 회색에서 갈색, 블록 모양의 돔 형성, 때때로 부석성.	높은 점도, 높은 가스 보유, 짧고 두꺼운 흐름 또는 돔.
리올라이트	고규산 용암.	창백하거나 붉은색을 띠며, 흐름 줄무늬가 있고 유리질이며 부석성 또는 돔 형성.	흑요석, 부석, 돔, 또는 줄무늬 흐름으로 냉각되는 규산염이 풍부한 용융물.
흑요석	보통 리올라이트질인 급속 냉각된 화산 유리.	광택 있는 검정, 갈색, 회색 또는 줄무늬 유리로 조개껍질 모양의 파괴면.	결정이 자랄 시간이 없을 정도로 급속 냉각됨.
스코리아	기체가 풍부한 마그마성에서 중간질 용암 파편.	두꺼운 기포벽을 가진 어둡거나 붉거나 갈색의 다공성 암석.	가스 방출, 산화, 그리고 조면암 생성 분출 양상.
부석	기체가 풍부한 장석질 용암이 거품 같은 유리로 팽창됨.	처음에는 떠오를 수 있는 창백하고 다공성이며 가벼운 물질.	휘발성 물질이 풍부한 폭발성 또는 분출성 규산염 활동.
스패터와 폭탄	분출구에서 분출된 용융 파편	용접된 덩어리, 꼬인 리본, 방추형 폭탄, 빵껍질 형태	용암이 아직 플라스틱이거나 용융 상태일 때의 파편화와 형성

냉각 구조와 흐름 후 특징

용암이 움직임을 멈추면 냉각이 계속되어 암석에 새로운 구조를 만듭니다. 이 특징들은 지질학자들이 흐름 방향, 냉각 역사, 물과의 상호작용, 이후 변질을 재구성하는 데 도움을 줍니다.

기둥 절리

두꺼운 흐름과 용암 호수는 냉각하면서 다각형 기둥으로 수축할 수 있습니다. 기둥은 대략 냉각 표면에 수직으로 자랍니다.

흐름 띠무늬

실리카가 풍부한 용암과 흑요석은 최종 냉각 전에 약간 다른 용융층의 움직임으로 인한 줄무늬, 주름, 띠를 보존할 수 있습니다.

냉각 가장자리

용암이 물, 젖은 퇴적물, 얼음, 차가운 공기와 접촉하면 유리질 가장자리나 미세한 껍질이 생길 수 있습니다.

절리와 균열

냉각 수축, 흐름 팽창, 이후의 응력은 균열을 만들어 유체와 2차 광물 성장을 유도할 수 있습니다.

용암 팽창

유동성 현무암은 껍질 아래에서 계속 공급되어 표면을 들어 올리고 투물리, 압력 능선, 빈 공동을 만들 수 있습니다.

아미그달

기공은 이후에 방해석, 석영, 칼세도니, 제올라이트, 클로라이트, 에피도트 같은 광물로 채워져 아미그달로이드 용암을 형성할 수 있습니다.

기공, 아미그달, 가스 기록

기공은 고정된 가스 방울입니다. 크기, 모양, 풍부함, 배열은 가스가 어떻게 빠져나갔는지, 용암이 얼마나 빨리 움직였는지, 흐름이 어떻게 냉각되었는지를 보여줍니다.

둥근 기공은 기포가 크게 늘어나지 않고 보존될 때 형성됩니다.
길쭉한 기공은 용암이 아직 부드러울 때 흐름 움직임이나 전단을 기록합니다.
기공이 풍부한 흐름 상부는 종종 현무암 흐름 상부 근처에 가스가 모이는 것을 나타냅니다.
아미그달은 이후에 유체가 암석을 통과하며 2차 광물을 침전시켰음을 보여줍니다.
부석 거품은 실리카가 풍부한 유리에서 극심한 기포 형성을 나타냅니다.

식별과 유사물

용암은 질감, 맥락, 광물학, 밀도, 자성, 파괴면으로 식별됩니다. 색상만으로는 신뢰할 수 없는데, 산업용 슬래그, 용광로 클링커, 인공 유리, 석탄 폐기물, 염색된 다공성 물질이 화산암과 비슷할 수 있기 때문입니다.

유용한 단서

기공은 둥글거나, 늘어나거나, 열려 있거나, 광물로 채워져 있을 수 있습니다.
현무암은 일반적으로 철-티타늄 산화물 때문에 밀도가 높고 어둡고 약간 자성을 띕니다.
흑요석은 유리광택과 조개껍질 모양의 파괴면을 보입니다.
부석은 다량의 밀폐된 기공 때문에 비정상적으로 가볍습니다.
화산 환경은 식별에 강력한 지지를 제공합니다.

슬래그와 클링커

슬래그는 어둡고 다공성일 수 있지만, 금속 방울, 인공적인 색상, 산업용 유리 표면 또는 주조장, 철도 침대, 용광로, 폐기물 매립지와 관련된 맥락을 포함할 수 있습니다.

자연 유리와 인공 유리

흑요석과 인공 유리는 모두 조개껍질 모양으로 깨질 수 있습니다. 흐름 띠, 구상체, 화산 포함물, 지질학적 맥락이 흑요석 식별을 돕습니다.

관리 및 취급

조밀한 현무암과 많은 용암 표본은 전시용으로 안정적이지만, 다공성 및 유리질 형태는 더 조심스럽게 다뤄야 합니다. 부석과 스코리아는 얇은 기포 벽에서 알갱이가 떨어질 수 있고, 흑요석은 매우 날카로운 가장자리를 가질 수 있습니다. 열 충격, 끓는 물, 직접 불꽃, 그리고 다공성 물질에 스며들어 표면을 변화시킬 수 있는 무거운 오일이나 왁스는 피하세요.

청소

부드러운 브러시, 공기 불림기, 또는 마른 천을 사용하세요. 안정된 현무암은 잠깐 헹구고 완전히 말릴 수 있지만, 다공성 스코리아와 부석은 젖은 상태로 두지 마세요.

보관

흑요석과 다른 날카로운 유리 조각은 가장자리가 피부를 베거나 인접한 표본을 긁지 않도록 포장하세요. 부서지기 쉬운 부석과 스코리아는 아래에서 지지해 주세요.

전시

측면 조명은 기포, 흐름선, 유리 광택, 광물로 채워진 아미그달을 강한 직사광선보다 더 잘 드러냅니다.

자주 묻는 질문

용암은 항상 현무암인가요?

아니요. 현무암은 지구 표면, 특히 해양과 핫스팟 환경에서 가장 널리 퍼진 용암 유형이지만, 용암은 안산암, 안산암질, 유문암질 또는 더 특이한 조성을 가질 수도 있습니다.

왜 어떤 용암 흐름은 매끄럽고 어떤 것은 뾰족해 보이나요?

매끄러운 파호에호에와 뾰족한 ʻaʻā는 모두 현무암일 수 있습니다. 차이는 온도, 결정화 정도, 가스 함량, 경사, 유속, 그리고 외부 껍질이 깨지거나 접히는 방식에 따라 내부가 계속 움직이는 방식에서 옵니다.

용암이 어떻게 흑요석이 되나요?

흑요석은 실리카가 풍부한 용암이 너무 빨리 냉각되어 결정이 자랄 시간이 없을 때 형성됩니다. 그 결과 광택이 나는 화산 유리와 조개껍질 모양의 파손면이 생깁니다.

부석이 뜰 수 있는 이유는 무엇인가요?

부석은 밀폐된 가스 방울이 너무 많아 전체 밀도가 물보다 낮을 수 있습니다. 물이 기공 네트워크에 들어가면 한때 떠 있던 조각이 결국 가라앉을 수 있습니다.

용암에서 아미그달이란 무엇인가요?

아미그달은 나중에 유체가 운반한 광물로 채워진 이전의 가스 방울입니다. 일반적인 충전물로는 방해석, 석영, 칼세도니, 제올라이트, 클로라이트, 에피도트가 포함됩니다.

용암이 수중에서 형성될 수 있나요?

네. 해저 분출은 중앙 해령과 해양 화산 환경에서 흔히 발생합니다. 물속으로 분출된 용암은 종종 유리처럼 차가운 가장자리를 가진 베개 구조를 형성합니다.

형성 이야기를 한눈에 보기

용암은 깊은 지질학적 과정의 가시적인 끝입니다: 암석이 부분적으로 녹고, 마그마가 상승하며, 가스가 팽창하고, 용융 물질이 공기, 물, 얼음 또는 노출된 지면으로 나옵니다. 그 순간부터 냉각이 시작되어 움직임이 질감으로 변합니다. 로피 현무암, 뾰족한 ʻaʻā, 베개 용암, 흑요석 유리, 부석 거품, 스코리아, 돔, 관, 기둥, 기포, 그리고 아미그달은 모두 같은 변형의 기록입니다: 지구의 열이 영구적인 표면 언어가 되는 과정입니다.

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