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조산운동(orogeny)

작성일 2010-08-23

습곡(褶曲)작용 또는 단층(斷層)운동 등에 의해 산맥을 형성하는 지각(地殼)운동. 변성작용이나 심성(深成)작용, 화산활동을 수반하는 수도 있다.

좁고 긴 지역에서 비교적 짧은 기간에 일어나는 격심한 운동으로, 광범한 지역이 완만한 융기·침강을 일으키는 조륙(造陸)운동과는 대조적인 지각운동이다.

조산운동의 결과, 지향사(地向斜) 지역이 조산대(造山帶)가 되는 것으로 알려졌는데, 지향사의 시대를 포함하면 조산운동의 전 과정은 꽤 장기간에 걸치게 된다.

예컨대 고생대 이후, 지구상에 펼쳐진 대규모의 3대 조산운동은 칼레도니아·바리스칸(또는 헤르시니아)·알프스 조산운동이라고 하는데, 지향사시대를 포함하면 각각 캄브리아기 중기~실루리아기 말기, 데본기 중기~페름기 말기, 쥐라기 후기~현세의 기간에 상당하고, 모두 약 1억 5,000만 년의 연대에 걸친다.

조산운동의 경과, 즉 조산대의 형성과정은 일반적으로 다음 3시기로 구분된다.

① 제1단계(지향사기) : 지향사라는 좁고 긴 지대에 완만한 침강운동이 계속된 결과, 때로는 20km에 이르는 두꺼운 퇴적암이 형성된다.

퇴적암은 쇄설암(碎屑岩)을 주체로 하고 처트·석회암 등을 함유하며, 특히 이 시기의 끝 무렵에는 플리시(flysch)라는 사암·이암(泥岩)의 규칙적인 호층(互層)이 특징적이다.

해저화산의 활동을 수반하는 경우에는 현무암 등 염기성(鹽基性)인 것이 많으며, 오피올라이트라고 한다.

산성(酸性)의 화산활동은 양적으로는 적다.

이와 같은 지향사기의 화성(火成)활동을 초기화성활동이라 한다.

② 제2단계(조산기) : 지하 깊숙히 침강한 지향사의 하저부(下底部)에서는 높은 온도와 압력으로 인해 광역(廣域)변성작용이 일어나 결정편암(結晶片岩)이나 편마암(片麻岩) 등이 형성되는 한편, 대규모의 산성의 심성작용에 의한 화강암의 관입(貫入)을 받는다.

이와 같은 심성암의 형성을 조산시(造山時) 화성활동이라 한다.

심성암체의 상승과 함께 지향사가 이번에는 융기하기 시작해, 퇴적물외 습곡이나 스러스트외 활동, 냅(nappe)의 발생 등을 수반하면서 조산대가 형성되어 산맥이 성장한다.

지향사 지역의 중앙부에 출현하는 융기대(隆起帶)를 지배사(地背斜), 그 앞면 등에 생기는 2차적인 침강영역을 전연요지(前緣凹地)라고 한다.

성장중인 융기대 바로 곁의 국부적인 침강부에 공급되는 퇴적물은 역석(礫石) 등 조립(粗粒)의 것이 많이 함유되어 있다.

이를 몰라세(molasse)라 한다.

화강암의 관입 후 계속 이루어지는 안산암(安山岩) 등 중성(中性)의 화산활동을 속(續)조산시 화성활동이라고 한다.

③ 제3단계(후조산기) : 융기가 더욱 진행되어 지형적으로 높은 산맥이 형성된다.

이 시기에는 정단층(正斷層)을 수반하는 지괴(地塊)운동이 주체이고, 습독은 일어나지 않는다.

화성활동으로서는 현무암 등이 특징적인데, 이를 종말기(終末期) 화성활동이라 한다.

산맥은 침식으로 인해 고도가 줄어들지만, 중심의 핵부분을 이루는 화강암의 비중이 비교적 작으므로 어느 정도까지는 지각평형설(isostasy)에 의해 융기가 계속되어 고도가 유지된다.

그 후는 펑탄화가 진행되어 산의 형태가 없어지고 점차 산맥의 심부(深部)가 노출된다.

이와 같이 일정한 순서에 따라 변화가 연속적으로 이루어지는 조산운동의 과정을 조산윤회(造山輪廻)라 한다.

칼레도니아·바리스칸·알프스 등과 같은 대규모의 조산윤회는 지구 전체에 걸쳐 거의 동시에 진행되었다고 생각된다.

지향사에서 시작해 조산대의 형성에 이르는 이와 같은 조산론에 대해, 현재는 전혀 다른 조산론이 제시되고 있다.

1961년 R. S. 디츠의 해저 확장설(海底擴張說)을 계기로 B. 아이작스의 제창(1968) 이래, 현대조구론(造構論)을 리드하고 있는 판구조론(platetectonics)에 의거한 이론이 그것이다.

판끼리의 경계에는 상대운동의 성질에 따라「떨어짐」「스침」「만남」의 3종류가 있는데, 떨어짐과 스침은 각각 해양 중앙해령(海嶺)과 변환단층에 해당하고, 판끼리의 만남의 장소가 조산대가 형성되는 곳이다.

이와 같은 경계를 수렴성(收斂性) 경계라 한다.

수렴성 경계는 대륙과 대륙과의 경계(유라시아와 아프리카~인도의 경계인 알프스~히말라야 등), 대륙과 해양과의 경계(남아메리카와 태평양의 경계인 안데스등), 대륙~연해(緣海)와 호상열도(弧狀列島)와의 경계(아시아대륙~남중국해와 루손 호상열도와의 경계 등), 호상열도와 해양과의 경계(알류산 열도와 태평양의 경계)로 구분할 수 있다.

즉, 조산운동은 획일적인 도식(圖式)의 조산 윤회로 이루어지는 것이 아니라 판(板)의 수렴성 경계의 종류와 성격에 대응해 다양하게 전개된다는 것이다.

조산운동의 원인에 관한 학설은 대체로 2계열로 나누어볼 수 있다.

하나는 조산운동의 원인을 연직(鉛直)방향의 힘이나 운동에서 찾으려는 것으로, 지각 상부의 운동은 그 위치의 지하심층에 원인이 있고, 지각의 대규모의 수평이동은 없다고 보아야 한다는 것이다.

따라서 이 계열의 견해는 수직주의(垂直主義)·고정론·심층구조론이라 하는데, 진동설·맥동설(脈動說)·승강설(昇降說) 등이 이에 속한다.

다른 하나는 대규모의 지각의 수평이동을 중시하는 것으로, 수평주의 혹은 이동론이라 하며, 조산운동의 직접적인 원인을 지각의 비교적 맡은 데서 찾으려 하므로 천층(淺層) 구조 론이라고도 한다.

수축설(收縮說)·맨틀대류설(對流說)을 비롯해 판구조론의 조산론도 이 계열에 든다.

판구조론은 해양지역의 연구를 토대로 하므로「바다의 구조론」이라고도 한다.


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