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판의 경계에서 화산 활동

by 별하제이 2023. 9. 14.

판의 경계에서 화산 활동

 

발산경계에서의 화산활동

발산경계에서 뜨거운 약권의 상승에 의한 압력감소는 부분용융을 증가시킵니다. 일반적으로 규산염을 많이 포함한 고아물은 그렇지 않은 광물에 비하여 융점이 낮아, 약권의 감람암(30% 규산염)에서 이미 끝난 부분용융이 현무암/반려암(50% 규산염) 성분에서는 아직 남아 있을 수 있습니다.

중앙해령이서는 부분용융된 약권 물질이 규산염 성분이 비교적 적은 마그마를 생성하며 결과적으로 특징적인 화성암 연속계열을 만듭니다. 대양저에 분출된 라바는 급격히 냉각하여 베개구조 현무암을 만듭니다. 지표에 나오지 못한 같은 성분의 마그마는 하부지각을 구성하는 반려암질암이 됩니다. 하부에 남아 있는 고밀도 물질은 여전히 감람암으로서 새로운 암권의 맨틀 부분을 형성합니다. 위에 있는 퇴적물과 해양지각 및 상부맨틀로 연결되는 이 구성을 오피올라이트라고 부릅니다. 중앙해령에서의 화산은 대부분 해수면 아래에서 이루어집니다. 그러나 대서양 중앙해령이 육지 밖에 노출되어 있는 아이슬란드는 예외로서 규산염성분이 적은 현무암질 마그마가 완만한 경사의 순상화산을 형성하고 있습니다.

대륙열곡에서는 일반적으로 2단계 화산활등을 보입니다. 첫 번째 단계는 상승하는 마그마가 대륙지각을 용융시켜 규산염 성분이 많은 유문암질마그마 화산작용을 일으킵니다. 두 번째는 약권으로부터 올라온 마그마가 규산염 성분이 적은 현무암질마그마 화산활동을 일으킨 후 중앙해령과 같은 상태로 발전하게 됩니다. 동아프리카 열곡계에 위치한 케냐산과 킬리만자로산, 그리고 Basin and Range 권역에 속하는 오래곤의 Newberry 화산이 대륙열곡의 화산의 좋은 예입니다.

 

수렴경계에서의 화산활동

지각판이 섭입대로 내려가면 판 끝의 지각과 퇴적물로부터 유체가 이동하기에 충분할 정도로 온도가 올라갑니다. 이 유체는 지표로 이동하면서 이동경로 주변에 있는 맨틀과 지각 성분을 용융시킵니다. 규산염을 많이 함유한 광물일수록 먼저 용융을 시작하므로 용융하여 만들어진 마그마는 규산염 함량에 따라 저(현무암질;50%), 중(안산암질;60%), 고(유문암질;70%)로 구분합니다. 하부 지각판이 100~150 km 깊이에 있을 때 유체를 방출하기에 충분한 온도가 되어, 상부 판 위로 화산호가 성장하게 됩니다. 규산염 성분이 많은 라바는 높은 점성으로 경사가 급하고 격렬한 분출을 수반하는 복합화산을 형성하는데, 1980년 워싱턴주에서 발생한 St. Helens 산에서의 화산활동이 좋은 예입니다.

해양/해양 섭입대에서는 해구로부터 100~150 km 떨어진 해양판 위에 화산열도가 발달하고 있습니다. 상승하는 유체가 맨틀과 해양지각을 용융시키는 관계로 낮거나 중간정도의 규산염 성분(현무암질-안산암질)을 가진 마그마가 생성됩니다. 자바 근처의 Krakatau와 서인도제도의 펠레 화산이 이 유형에 속합니다.

해양/대륙 섭입대에서는 얇은 해양지각이 두꺼운 대륙지각 밑으로 섭입합니다. 따라서 화산활동은 대륙지각의 가장자리를 따라서 일어납니다. 상승하는 유체가 맨틀과 대륙지각을 녹여 중간 또는 높은 함량의 규질(안산암질-유문암질) 라바가 만들어집니다. 깊은 지각에서는 규산염 성분이 많은 화강암질저반이 형성됩니다. 오레곤주의 Mazama산 이탈리아의 Vesuvius산, 일본의 Fuji산이 이 유형에 속하는 화산들이다.

대륙충돌대에서는 지각이 가라앉기에 너무 두꺼운 관계로 유체 생성이 적고 화산활동이 거의 없습니다. 그러나 대륙지각은 깊이가 50 km를 초과할 수도 있으므로 규산염 성분이 높은 물질이 용융되어 하부지각에 화강암질마그마를 형성시킬 수 있습니다.

 

열점 화산활동

열점은 맨틀의 깊은 곳에 고정되어 있어 암판의 운동을 추적하는 근거가 됩니다. 열점 위를 판이 움직이면 차례로 화산이 형성됩니다. 이렇게 만들어진 화산은 1) 궤적이 판운동방향에 평행하고 2) 열점으로부터 멀어질수록 연대가 오래된 특징을 보입니다. 화산활동의 연대 변화로부터 맨틀 위에 있는 지각판의 운동방향과 속도를 계산할 수 있습니다.

열점 화산활동은 해양지각이나 대륙지각 어느 쪽이든 일어날 수 있습니다. 하와이 같이 얇은 해양지각을 관통하는 열점마그마는 현무암질 마그마가 되고 순상화산을 형성합니다. 인도에서는 데칸고원이라고 알려져 있는 넓은 현무암질암석 지역이 인도 아대륙 밑에 있는 열점마그마에 의해 형성되었습니다. 이는 인도판이 북쪽으로 이동할 때 인도양의 Chago-Laccadive Ridge의 화산 밑에 있는 열점에 의하여 차례로 형성된 것입니다.