광물_편광 현미경을 이용한 광물 관찰

2. 편광 현미경을 이용한 광물 관찰

(1) 광물의 광학적 성질

① 투명 광물과 불투명 광물 : 석영, 장석 등오가 같은 비금속 광물은 얇게 가공하면 빛을 투과시키므로 투명 광물이라고 한다. 한편, 금, 은 등의 금속 광물은 얇게 가공하더라도 빛을 투과시키지 못하므로 불투명 광물이라고 한다.

 

② 복굴절 : 빛이 투명 광물을 통과할 때 진동 방향이 서로 수직인 두 개의 광선으로 나뉘어 굴절하는 현상이다. 빛이 두 갈래로 갈라져 굴절되기 때문에 광물 아래의 물체가 이중으로 보인다.

• 광학적 등방체 : 광물 내에서 방향에 관계 없이 빛의 통과 속도가 일정한 광물로, 단굴절을 일으킨다. 예) 석류석, 금강석 등
• 광학적 이방체 : 광물 내에서 방향에 따라 빛의 통과 속도가 달라져서 굴절률에 차이가 생기는 광물로, 복굴절을 일으킨다. 예) 방해석, 흑운모 등

(2) 편광 현미경을 이용한 광물 관찰

① 편광 현미경의 구조 : 상부 편광판을 뺀 상태를 개방 니콜, 상부 편광판을 넣은 상태를 직교니콜이라고 한다.

 

② 편광 현미경을 이용한 광물 관찰

• 다색성 : 개방 니콜에서 유색의 광학적 이방체 광물을 재물대 위에 놓고 회전시킬 때, 광물의 색과 밝기가 일정한 범위에서 변하는 현상이다.
• 간섭색 : 직교 니콜에서 광학적 이방체 광물의 박편을 재물대 위에 놓았을 때 관찰되는 색으로, 복굴절된 빛의 간섭에 의해 생긴다.
• 소광 현상 : 직교 니콜에서 광학적 이방체 광물의 박편을 재물대 위에 놓고 회전시키면 간섭색이 변하는데, 어느 각도에서는 빛이 통과하지 않는 소광 현상이 일어난다. 재물대를 회전시킬 때 90º 간격으로 소광 현상이 일어난다.    ▶ 광학적 등방체 직교 니콜에서 관찰하면 완전 소광이 일어난다.

※ 복굴절

방해석, 흑운모와 같은 광학적 이방체는 빛이 두 갈래로 갈라져 굴절되는 복굴절을 일으킨다.

 

 

3. 암석의 조직과 분류

(1) 화성암

① 화성암의 조직 : 심성암에서는 입자의 크기가 크고 비교적 고른 조립질 조직을 관찰할 수 있고, 화산암에서는 대부분 결정이 없는 유리질 조직이나 결정의 크기가 매우 작은 세립질 조직을 관찰할 수 있다. 또, 반심성암에서는 유리질 조직이나 세립질 조직 바탕에 결정의 크기가 반정이 섞여 있는 반상 조직을 관찰할 수 있다.

 

② 화성암의 분류

염기성암	중성암	산성암
적음 ◀----------------52%--------------------------63%--------------▶ 많음
어두운 색 ◀------------------------ 중간 ---------------------------▶밝은색
Ca, Fe, Mg                                                             Na, K, Si
큼 ◀----------------------------------------------------------▶ 작음
현무암	안산암	유문암
반려암	섬록암	화강암

 

※ 개방 니콜에서 관찰되는 성질

다색성 ▶ 유색(어두운 색)의 광학적 이방체 광물에서 잘 나타나는 성질

 

※ 직교 니콜에서 관찰되는 성질

간섭색, 소광 현상 ▶ 광학적 이방체 광물에서 나타나는 성질

 

(2) 퇴적암

① 퇴적암의 조직

• 쇄설성 퇴적암 : 지표에 노출된 암석이 풍화 작용을 받고 퇴적물 입자가 운반된 후 퇴적되어 형성된다.                  ▶ 역암, 사암, 셰일 등의 쇄설성 퇴적암을 관찰하면 입자의 모서리가 마모되어 있고, 입자 사이엥 방해석, 점토 광물, 불투명 광물 등의 교결 물질이 채워져 있는 쇄설성 조직을 볼 수 있다. 또한, 퇴저물들이 평행한 층상 구조를 이루는데, 이를 층리라고 한다.
• 화학적 퇴적암 : 화학적 풍화 작용으로 생성된 이온 등의 반응으로 광물이 침전하여 생성된다.                            ▶ 흔히 해양 환경에서 생성되며 침전에 의해 형성된 석회암, 건조한 기후에서 바닷물의 증발로 만들어진 석고, 암염 등이 있다.
• 유기적 퇴적암 : 해양 환경에서 탄산 칼슘이나 생물체의 유해가 가라앉아 형성된다.                                        ▶ 석회암을 관찰하면 크고 작은 탄산 칼슘의 입자들 사이에 생물의 골격이나 껍데기의 파편이 관찰되는 경우가 많다.

②퇴적암의 분류

입자의 크기	퇴적물	퇴적암
2mm 이상	자갈	역암, 각력암
1/16 ~ 2mm	모래	사암
1/256 ~ 1/16mm	실트	이암, 셰일	실트암
1/256mm 이하	점토		점토암

기원 물질	퇴적암	주 화학 성분
식물체	석탄	C
산호, 패각류, 방추충	석회암	CaCO₃
규질 생명체	규조토, 처트	SiO₂

※ 쇄설성 퇴적암

역암, 사암, 셰일 등

 

※ 화학적 퇴적암

석회암, 백운암(돌로스톤), 석고, 암염, 처트 등

 

※ 유기적 퇴적암

석탄, 석회암, 처트 등

 

(3) 변성암

① 변성암의 조직

• 변성암은 지하 깊은 곳에서 열과 압력을 받아 생성된 광역 변성암과, 마그마의 접촉부에서 주로 열을 받아 생성된 접촉 변성암이 있다.
• 광역 변성암에서는 암석이 고온 · 고압 상태에서 새로운 온도와 압력 조건에 맞는 광물이 만들어지거나 광물의 크기가 커지는 재결정 작용이 일어난다. 또, 흑운모나 백운모와 같은 판상의 광물이 압력에 수직인 방향으로 나란하게 배열된 엽리(편리, 편마 구조)를 볼 수 있다. 셰일이 열과 압력을 받아 생성된 변성암은 변성 정도가 증가함에 따라 세립질의 입자에서 조립질의 입자로 변한 것을 볼 수 있다.
• 접촉 변성암에서는 치밀하고 단단한 혼펠스 조직이나, 입자의 크기가 비슷하고 조립질로 구성된 입상 변정질 조직이 나타난다.

② 변성암의 분류

변성 작용	원암	변성암
접촉 변성	셰일	혼펠스
	사암	규암
	석회암	대리암
광력 변성	셰일	점판암(슬레이트) -> 천매암 -> 편암 -> 편마암
	사암	규암
	석회암	대리암
	화강암	화강 편암 -> 화강 편마암

※ 접촉 변성 작용

마그마의 접촉부를 따라 일어나는 변성 작용

▶ 혼펠스 조직이나 입상 변정질  조직 발달

 

※ 광역 변성 작용

조산 운동이 일어나는 지역에서 열과 압력에 의해 일어나는 변성 작용

▶ 열비(편리, 편마 구조) 발달