절리
節理 / '''Joint'''
1. 개요
절리는 암석에 생긴 불연속면, 즉 '갈라진 틈'이다. 단단한 암석에 균열이 생겼다는 것을 생각해보면, 절리가 있다는 것은 그 지역의 암석이 과거 어떠한 물리적 변화(주로 장력이나 비틀림과 같은 응력, 또는 급격한 압력 증가나 감소 등)를 겪어 암석의 물리적 연속성이 끊겼다는 것을 의미한다.
암석이 갈라질 정도의 물리적 변화가 있어야 하므로 일반적으로는 큰 규모에서, 절리조(Joint Set)나 절리계(Joint System)을 이루며 나타나는 것이 일반적이며, 절리의 방향성과 규모를 바탕으로 암석에게 있던 물리적 변화의 규모를 추정할 수 있다.
열극(裂隙), 분할선이라고도 한다.
1.1. 단층과의 차이
단층도 절리와 마찬가지로 암석에 생긴 균열이나, '움직임'이 있으면 '단층', 없으면 '절리'이다. 즉, 절리면을 기준으로 양쪽의 암석이 상대적으로 움직였는지 아닌지를 바탕으로 절리와 단층을 구분한다. (즉, 절리 중 양쪽의 암체가 서로 다른 방향으로 움직였으면 단층이다.)
과거에는 단층도 절리의 일종으로 보았으나, 현재는 이 둘을 구분한다.
2. 형성
절리는 물리적 환경에 변화가 있으면 발생한다. 가령 깊은 곳에서 형성된 암석이 지표면으로 올라오며 주위의 압력이 낮아지는 상황이라던지, 마그마 상태의 암석이 굳으며 주위의 온도가 급격히 낮아져 다각형 모양으로 수축한다던지, 암석이 양엽에서 강한 장력이나 횡압력을 받아 부서진다던지 하는 것이 있다.
주로 현무암과 같은 화성암에서는 암석이 식으며 생기는 절리(주상절리, 판상절리, 구상절리 등)가 많이 생기며, 심성암이 지표에 노출되거나, 층리가 발달한 일부 퇴적암의 경우는 판상 절리가, 화강암이나 이암과 같은 괴상(방향성 등이 보이지 않고 균질한 덩어리로 된 암석) 암석에서는 구상절리가 자주 생긴다.
암석이 조산운동 등의 거대한 규모의 운동에 의해 장력이나 시어 등을 받아도 절리가 생기는데, 이 경우 인장력의 방향에 대한 절리의 방향에 따라 파단절리나 층밀리기절리 등으로 나누기도 하고, 생긴 모양에 따라 방상절리, 반상절리, 판상절리 등으로 나눈다.
형성 과정을 보면 절리는 지하보다는 지표면에서 자주 생긴다는 것을 알 수 있다. (지하 깊은 곳에서는 절리가 생기기보다는 습곡이 생기는 경우도 많고, 암석이 생성된 환경과 차이가 크지 않기도 하다.)
이렇게 형성된 절리는 지표면의 풍화와 침식 과정을 도와 지표면 지형 형성에 많은 영향을 준다. 배사형 향사 습곡 등이 발달하는 것이 이러한 이유가 크다.
3. 연구
절리를 바탕으로 암석이 형성 후에 어떤 물리적 변화가 있었는지, 특히 응력을 받아 형성된 절리의 경우 응력의 방향이나 세기를 대략적으로 알 수 있기 때문에 지구조 운동 해석에 많은 도움이 된다. 구조지질학에서 많이 사용한다.
절리가 만약 완벽한 평면의 형태이며 하나 밖에 없다면 힘이 가해진 방향을 판단하는데 어려움이 있겠지만, 일반적으로는 단독으로 나타나지 않고 절리조나 절리계의 형태로 나타나며, 기본적으로 그 지역의 지사를 알고 있다면 이를 바탕으로 해석할 수도 있고, 또 절리 자체에도 해클(Hackle)이나 깃털 구조(Feather Structure)과 같은 구조가 발견되면 방향성이나 절리가 몇 번 있었는지, 어떤 방향의 절리가 먼저 생겼는지 등 파열면의 역사를 대략적으로 파악할 수도 있다.
4. 종류
고등학교 교육과정 내에서 배우는 절리는 다음 두 가지 종류가 있다.
이외에도 다음과 같은 종류가 있다.
5. 영향
절리가 발달한 곳은 풍화와 침식이 심하게 일어난다. 절리면을 따라 암석의 표면적이 증가하기 때문이다. (화학반응과 표면적 사이의 관계와 같다.) 이에 지표의 지형은 절리의 영향을 받기도 한다.
절리가 발달하면 그 사이에 암맥(Vein)이 발달하는 경우가 있다. 간혹 길을 가다가 보이는 암석 사이사이에 하얀색 선 모양 구조가 보이는데, 꽤 흔하게 보이는 이것이 석영맥이다. 이외에도 다양한 유용한 광물이 성장할 수 있는 환경이 된다.
건축, 지질공학 등에서도 중요하게 인식되는데, 암석의 절리가 만약 거대 규모로 나있다면 건물이나 터널이나 산비탈의 구조물(전봇대, 송전탑) 등을 시공할 때 주의해야 하기 때문이다. 절리 방향을 고려하지 않고 세웠다가 절리면에 의해 지반이 약해져 무너질 수도 있다. 가령 퇴적암의 층리가 많은 지층에서는 층리면에 주의하여 건물의 기반을 세워야 한다.