지각을 구성하고 있는 암석은 그 성인에 따라 화성암, 퇴적암, 변성암으로 구분이 된다. 각각의 암석은 산출상태 화학조성 및 구성 광물에 따라서 여러 종류로 나눌 수 있다.
화성암
지각의 깊은 곳이나 맨틀의 상부에서 생성된 마그마가 지각의 약한 부분이나 틈을 따라 지표로 흘러나오거나 지각의 내부에서 냉각, 고결되어 만들어진 암석을 화성암이라고 한다.
화성암은 고결될 당시의 깊이에 따른 냉각 속도의 차이에 의해 입자의 크기와 조직이 결정되고, 마그마의 근원 물질에 따른 화학 조성의 차이와 분화작용 등에 의해서 화성암의 종류는 더욱 다양해진다.
■ 화성암의 성인 및 화성 활동
지구 내부의 높은 열은 지구 내부의 물질을 부분적으로 녹이는데, 마그마는 지하 깊은 곳에서 주변 암석이 부분 용융되어 이루어진 것으로, 암편과 휘발성 물질 등을 함유한 고온의 유동성 물질을 말한다.
마그마 유형
이러한 마그마가 냉각되어서 만들어진 암석이 화성암이며, 이러한 과정을 통틀어 화성 활동이라고 한다. 부분 용융이 일어나는 장소와 근원 물질의 화학 조성에 따라 다양한 종류의 마그마가 생성되는데, 일반적으로 마그마는 현무암질 마그마, 안산암질 마그마 및 화강암질 마그마의 세 가지 유형으로 분류된다.
■ 현무암질마그마
현무암질 마그마는 상부 맨틀의 부분 용융으로 생성된 마그마로서, 점성이 작은 고온의 규산염 용융체이다. 하부 지각이 부분 용융되어 생성되는 화강암질 마그마는 다소 낮은 온도에서 생성되며, 점성이 크다
■ 안산암질마그마
안산암질 마그마는 베니오프대 지역에서 생성되며, 현무암질 마그마와 화강암질 마그마의 중간적인 성질을 가진다. 이들 마그마는 온도, 점성 등의 물리적 성질뿐만 아니라 서로 다른 기원에서 생성되기 때문에 각각의 화학 조성도 다르게 된다.
따라서 마그마의 유형에 따라 이들이 냉각되면서 정출되는 광물 조성이 다르므로 다른 종류의 화성암이 생성된다. 또한 동일한 마그마에 생성된 암석도 마그마의 결정 분화 작용을 통하여 다양한 화학 조성을 가진 화성암으로 만들어질 수 있다.
마그마가 냉각되면 여러 광물들이 일정한 순서로 정출되면서 결정 작용이 일어난다. 예를 들어, ㅎ녀무암질 마그마가 냉각되면 초기에는 마그네슘, 철, 칼슘 성분이 많은 광물이 정출 된다.
따라서 잔류 마그마는 원래의 현무암질 마그마보다 마그네슘, 철, 칼슘의 함량은 적어지고, 상대적으로 Si, Na, K 등의 함량이 많아져서 마그마의 화학 성분이 점차로 변하게 된다.
그러므로 동일한 현무암질 마그마에서 생성된 현무암이라도 마그마의 결정 분화 작용의 정도에 따라 다양한 화학 조성을 가진다. 이와 같이 광물의 정출로 인하여 마그마나 암석의 화학 조성이 다양해지는 것을 마그마의 결정분화 작요이라고 한다.
보웬은 마그마가 냉각 될 때 용융점이 높은 광물부터 차례로 정출 된다고 하였다. 현무암질 마그마에서는 일반적으로 감람석과 Ca 사장석이 먼저 정출 되며, 휘석, 각섬석 등의 순으로 정출 된다.