광물과 풍화작용

석영 • 장석 • 운모 등 화성암의 조암광물(造岩鑛物)은 마그마 (magma)가 식으면서 굳을 때 생긴 것이다. 이들 광물은 높은 온 도에서 또는 온도와 함께 압력이 높은 상태에서 생긴 것이기 때문 에 지표의 환경에 노출되면 화학적으로 불안정해진다. 그래서 이들 광물이 풍화작용을 받는 것은 새로운 환경에 적응해 나가는 움직 임이라고 볼 수 있다. 풍화작용에 대한 저항력은 광물마다 다르다. 어떤 광물은 화학반응에 민감해서 빨리 붕괴되고, 어떤 광물은 오 랫동안 결정체의 원형을 보유한다.
주요 조암광물의 풍화작용에 대한 안정도의 순서를 보여준다. 위에서 아래로 내려갈수록 안정도가 높아 풍화작용에 대 한 저항력이 크다. 그런데 이 순서는 마그마가 식을 때 광물이 결 정체를 이루면서 분리되는 정출(晶出, crystallization) 순서와 일치 한다. 온도가 가장 높을 때 정출하는 감람석과 칼슘사장석은 지표 의 한경에서 가장 불안정하여 말리 붕괴된다. 반면아 온도가 가장 낮을 때 정출하는 석영(石英, 5이)은 안정도가 매우 높아 풍화자용을 거의 받지 않는다.
화성암이나 퇴적암으로부터 형성된 변성암도 예외는 있으나 규 산염광물들로 이루어졌다. 화성암과 변성암이 풍화작용을 받아 붕 괴될 때 떨어져 나오는 모래 중에서 석영은 다른 광물들이 모두 붕괴된 후에도 계속 모래로 남는다. 안면도의 해안사구 중에는 석 영모래가 90%를 넘는 것들이 있어 규사광으로 채굴된다.
풍화작용에 대한 저항력이 화성암과 변성암은 약한 반면에 풍 화작용을 거친 암설로 이루어진 퇴적암은 강하다. 특히 석영모래의 사암(砂岩)은 어떤 환경에서나 풍화와 침식에 강하다. 세일(shale) 은 약한 암석이다. 그러나 기계적으로는 잘 부서져도 화학적으로는 매우 안정하다. 세일은 점토광물로 이루어졌다.
구릉지의 기슭에서 집터를 닦을 때 형체는 바위인 데도 푸석푸 석해서 삽으로도 파이는 풍화층이 두껍게 형성되어 있으면 일하기 가 쉬워진다. 바위가 뚝 썩어 있는 이와 같은 풍화층을 새프를라이 트(saprolite)라고 하며, 우리는 이것을 '석비레'라고 부른다. 새프를  라이트는 화성암과 변성암에 두루 나타나지만 화강암의 것이 만상  적이고, 열대습윤지역에서는 그 두께가 100m를 넘는 수도 있다. 기반암이 두껍게 풍화작용을 받는 현상을 심층풍화(深層風f匕, deep  weathering)라고 한다. 우리나라의 평야 주변에 분포하는, 해발고 도가 아주 낮은 화강암의 구릉지는 대개 풍화층이 두껍다. 이와 같은 풍화층은 우리나라의 기후가 지금보다 고온다습했을 때 심층풍화에 의해 형성된 것으로 간주된다.
서로 직교하는 수직절리와 수평절리에 의해 수많은 블록으로 갈라져 있는 화강암체는 수분의 침투가 용이하여 풍화작용을 빨리 받는다. 이러한 경우 최초에 풍화작용을 집중적으로 받는 부분은 블록의 모서리들이며, 이로 인해 이들 블록은 시간이 경과함에 따 라 점점 동글동글해지게 된다. 지하에서 일어나는 이와 같은 형식 의 풍화작용을 구상풍화(球狀風化, spheroidal weathering), 이에 의해 만들어지는 동글동글한 돌을 핵석(核石, core stone)이라고 한다. 핵석은 절리의 간격이 다소 넓은 부분에 형성되며, 절리가 밀집된 부분은 완전히 썩어버린다(그림 2-6). 그리고 새프를라이트 층이 깎여나간 후 핵석들이 주변보다 높은 곳에 쌓여 있으면 이를 토르(tor)라고 한다.
토르는 남서 잉글란드의 다트무어고원에 분포하는 화강암의 암 괴지형을 가리키는 토속어였으나 이에 대한 연구가 이루어지면서 학술용어로 채택되었다. 이곳의 토르는 지면이 비교적 평평한 가운 데서도 다소 높은 곳에 남아 있는 화강암의 돌무더기로 나타난다. 다트무어고원은 기후가 냉량하다. 이곳에서는 제3기(第三紀)의 아 열대성 기후환경에서 심층풍화가 진행되고, 제4기(第四紀)의 주빙 하성 기후환경에서 솔리플럭션에 의해 새프를라이트층이 깎여나감으로써 토르가 지표에 드러나게 되었다고 한다. 온대지방의 토르는 과거의 기후와 관계가 밀접한 지형이라고 믿는 경향이 있다. 우리 나라의 화강암 산지에 불안정한 석탑처럼 쌓여 있는 바위들도 일 반적으로 토르라고 일컬어진다.1) 그러나 그 형태가 다트무어고원의 것과 같은 것은 아니다.
침식분지의 발달과 관련하여 화강암은 풍화와 침식에 약한 암 석이라고 알려진 것 같다. 그러나 절리가 없이 괴상으로 존재하는 대규모의 화강암체는 풍화작용에 대한 저항력이 상당히 크며, 주변 의 새프를라이트층이 제거된 후에 노암(露岩)의 돔, 즉 보른하르트로 남는다. 평평한 평지 위에 우뚝 솟아 있는 화강암의 이러한 돔은 동아프리카의 사바나 지역에 널리 분포한다.