에클로자이트
Eclogite
榴輝岩
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1. 개요
에클로자이트(eclogite)란, 주구성 광물이 석류석과 옴파사이트(omphacite, 녹휘석)라고 불리는 휘석으로 구성되는 (초)고압 변성암의 일종이다. 혹은, 이러한 구성 광물 조합이 안정한 고압의 변성상(metamorphic facies)의 하나이다. 깊이 침강한 섭입대 해양지각의 주구성 암석으로 여겨지며, 두꺼운 하부지각의 가장 아랫부분 등도 이 암석이 들어있다고 생각된다.
2. 암상
사방에 자라난 옴파사이트 때문에 암석은 대체로 녹색을 띠며, 둥글둥글하게 자라난 석류석 알갱이가 박혀 붉은 반점이 박혀 있다. 따라서 육안 상에서 가장 큰 특징은 녹색과 붉은색의 투명한 광물이 수놓여 있는 것이다. 일반적인 지각 물질과 달리 장석이나 석영이 제외되기 때문에 그들과는 확연히 다른, 이질적인 인상을 준다.
고압 내지는 초고압에서 만들어지는 단단한 변성암에 걸맞게 그 밀도가 매우 높아서 암석 덩어리를 들어올리면 다른 암석보다 무겁다는 것을 곧바로 느낄 수 있다. 실제로 상부 맨틀 암석, 즉 감람암보다 더 밀도가 높다. 이 밀도 차이는 섭입대에서 해양지각이 맨틀로 파고 드는데 큰 기여를 하게 된다.
변성상을 처음 정립할 때 현무암이 기준이었기에, 표준에 해당하는 에클로자이트는 옴파사이트와 석류석이 다수를 차지하는 암석으로 이미지가 굳어있으나, 변성암이 으레 그렇듯이 모암이 어떠냐에 따라 다른 고압에서 안정한 광물들도 얼마든지 섞여 있을 수 있다. 이를테면 고압에서도 자라는 남정석이 함께 박혀있는 에클로자이트도 있다. 남정석 특유의 짙은 하늘색이 조합되면서 청명한 붉은색, 녹색, 파란색이 섞여있는 에클로자이트는 매우 아름답고 희귀하다. 또한 압력이나 온도가 극히 높은 경우 강옥이나 금강석이 조합을 이루기도 한다.
3. 어디에 있는가?
에클로자이트는 채취 가능한 암석들 중 가장 높은 압력을 경험하는 변성암으로 잘 알려져 있다. 지하 100 km 정도 깊이에서 안정하기 때문에 매우 두꺼운 지각 하부나 섭입하는 해양지각이 변성되어 만들어진다. 대륙이 충돌하면서 상당한 깊이로 들어갔던 해양지각이 지표까지 노출된 알프스 산맥에서는 중심부가 에클로자이트, 주변부는 물을 머금은 녹색편암 내지는 청색편암으로 되어 있는 배게용암이 발견되기도 했다. 이런 야외에서의 증거로 해양지각이 들어가면서 에클로자이트로 변화한다는 것이 알려져 있었다.
다만 의문점은 과연 그렇게 깊이 들어가 있는 섭입대 에클로자이트가 도대체 무슨 수로 지표까지 올라올 수 있느냐는 것이다. 해양지각은 무거워서 맨틀 아래로 떨어져내리기 때문에, 일반적인 과정으로는 에클로자이트는 채취할 수 없다. 몇 가지 방법이 있는 것으로 알려져 있으며, 어떤 경우는 아직도 학계의 논쟁거리이다. 특히 고압 편마암(미그마타이트)에 늘어난 암석 덩어리(부딘) 형태로 발견되는 에클로자이트는 '멜랑지(melange)'라는 구조를 이루어, 섭입대에서 에클로자이트가 올라오는 방식이 특이함을 암시하고 있다.
하부지각에 놓여 있는 에클로자이트가 올라오는 방법은 조금 직접적이면서 독특한데, 그것은 지하 깊은 곳에서 급격하게 상승하여 분출하는 내륙 화산 활동이다. 킴벌라이트라는 암상이 바로 그 화산 활동의 결과물이며 이 때 에클로자이트 암석이 뜯겨져서 지표 근처까지 운반된다.
에클로자이트가 발견되는 곳은 당연하게도 비교적 드물다. 특히 괄목할만한 지역은 노르웨이, 스위스, 그린란드, 뉴펀들랜드, 스코틀랜드, 캘리포니아, 프랑스 등이 있다. 최근 한국에서 후퇴 변성 작용을 받은 에클로자이트를 발견했다는 보고가 있다.