흑색-백색 층이 교대로 잘 발달한 편마암의 모습.
변쑥돌 / 片麻巖 / Gneiss
1. 개요
변성암의 일종으로, 검은색과 흰색의 무늬가 발달하여 장식용 암석(정원석)으로 많이 활용된다. 대중에게 가장 많이 알려진 변성암이자, 학술적으로 많이 사용되는 이름이지만 엄밀한 정의가 구축되지 않았다. [1] 편마암의 일반적인 정의는 '편마 구조'가 드러난 변성암이다. 그러나 '편마구조(gneissosity)'라는 말 자체가 편마암에 잘 드러나는 백색-흑색 층이 교호하는 무늬를 가리키기 때문에 순환논리이다.따라서 학술적인 용도로 연구할 때는, 야외조사 당시의 정보 차원(암석의 조직(texture) 정보를 전하기 위해)에서 편마암이라는 단어를 쓴다. 구체적인 용어는 더 확실하게 정의가 잡혀있고 더 많은 정보를 전달할 수 있는 단어를 쓴다.
2. 편마구조의 형성 원리
암석이 변형되면, 구성하는 광물은 암석에 가해지는 응력(stress)에 대해 각각 반응하는 정도가 다르다. 이 과정에서 비슷한 물리적 성질을 가진 광물들은 서로 함께 움직이려고 하여 분리된다. 또한 기존에 있던 광물이 덧자라거나 새롭게 자라나고 또 기존의 광물은 응력에 평행하게 늘어나게 된다. 이 과정에서 새롭게 자라나는 광물은 비슷한 성질의 광물이 비슷한 위치에서 층을 이루어 자라기 쉽다.[2] 결과적으로 편마암은 석영, 사장석, 정장석 등 흰 광물이 주를 이루는 층과 흑운모나 각섬석 등이 주로 놓이는 검은 층이 교대로 나타나게 된다. 보통 이런 층상 구조는 변성 정도가 심해지면 점차 뚜렷해지는 경향으로 보인다.그렇지만 이런 변성 과정이 불연속적인 것이 아니므로, 편마 구조는 점진적으로 뚜렷해져간다. 결과적으로 편마암보다 변성 정도가 더 낮다고 생각되는 '편암(schist)'과 구별하는 확실한 기준은 없다. 편암은 편마암보다 판상 광물이 더 많아서 잘 쪼개지고, 편마암은 그렇지 않다는 것이 일반적인 구분법이다. 쉽게 말해 망치로 두들겼을 때 쪼개지면 편암, 깨지면 편마암이다.
3. 구성 광물
일반적으로 보는 편마암을 주로 구성하는 광물은 석영, 정장석, 사장석, 흑운모, 각섬석이다. 그렇지만 편마암이라는 단어 자체는 이 암석의 원암(protolith, 변성받기 전의 암석)에 대한 정보가 들어있지 않다. 또한 여러 성분의 암석에서 같은 편마구조를 발달시키는 것도 가능하다. 그래서 실제로 편마암은 원암에 따라 성분이 차이가 나기 마련이다. 또한 변성 정도에 따라서도 광물이 변한다. 어떤 암석은 근청석(cordierite)이 풍부할 수도 있고, 또 어떤 경우는 석류석(garnet)이 풍부할 수도 있다. 또한 같은 알루미늄 광물이라도 압력과 온도 조건에 따라 남정석-규선석-홍주석의 배합이 달라지게 된다.4. 종류
편마암이 화강암에서 비롯되었다고 판단될 때(혹은 성분이 화강암에 해당할 때), 이러한 편마암을 '화강편마암'이라고 한다. 한편 퇴적암 기원의 편마암을 준편마암(paragneiss)라고도 하지만 요즘에는 거의 사장된 표현이다. 또한 학술적으로 특징적인 광물이 들어있을 때, 이를 기준으로 편마암의 이름을 세분한다. 예컨대 석류석이 특징적이라면 석류석-편마암(garnet gneiss), 알바이트가 특징이면 알바이트-편마암(albite gneiss) 등으로 명명하는 식이다.한편 큰 정장석 결정은 쉽게 변형되지 않아 강한 응력 내에서도 제 모습을 유지한다. 그래서 어떤 편마암은 큰 정장석 결정이 띠를 이루지 않고 덩어리째 남아있게 된다. 이런 덩어리가 마치 눈처럼 보인다고 하여 안구상편마암(augen gneiss)라고 부르기도 한다.[3]