[정의]

염기성 사장석과 휘석, 감람석을 주성분으로 하는 화산암.

[개설]

현무암은 까만색의 분출암으로서 대체로 SiO2를 52wt% 이하를 함유하고 있다. 이처럼 실리카 함량이 낮기 때문에 현무암 용암류는 점성이 낮아 빠르게 유동하며, 화구로부터 20㎞ 이상 흘러간다.

현무암 용암류는 화구나 틈을 통해 분출되며, 수 백m 높이의 분출기둥(용암기둥)을 형성하기도 한다. 현무암 용암류의 온도는 대체로 1,100~1,250℃ 정도 된다.

[구성]

현무암은 일반적으로 솔레아이트(Tholeiiti)현무암·고알루미나(Highalumina)현무암·알카리(alkali)현무암로 구분된다. 분출암 중에서 가장 흔한 현무암은 해양 지각의 대부분을 구성하며, 우리나라에서는 제주도, 백두산 남부, 강원도 철원, 경상북도 울릉도, 경기도 한탄강 부근에 분포하고 있다.

세계적으로는 인도의 데칸고원에 50만㎢에 걸쳐 두께 평균 800m 용암대지(熔岩臺地)가 형성되어 있다. 또한 미국 컬럼비아강의 현무암은 1,800m의 두께에 이른다. 현무암은 신선할 때는 대부분 회흑색이거나 흑색이며, 세립이고 치밀하게 보이지만 다공질인 경우도 있다.

변질 작용으로 녹니석이 다량으로 생성되면 녹색을 띄기도 하고, 산화 작용을 받으면 갈색 또는 적색을 나타낸다. 현무암 용암에는 오각이나 육각의 다각주상의 절리(節理)나 새끼줄 모양, 베개 모양의 표면 구조 등이 발달한다.

[현무암질 용암의 유형]

현무암질 용암류는 용암류 표면의 특징에 따라 파호에호에(Pahoehoe) 용암과 아아(Aa) 용암으로 구분한다.

1. 파호에호에 용암

미국 하와이 원주민의 방언에서 유래된 것으로서 “매우 잔인한”이란 뜻을 가지고 있으나, 덧톤(Dutton)이 1884년 처음 사용한 이후 현재는 지질학의 학술 용어로 사용되고 있다. 파호에호에 용암은 점성이 작아서 유동성이 크며, 용암류의 표면은 평평하고 매끄러우며, 새끼줄 구조 등이 발달하는 용암류를 일컫는 말이다.

일반적으로 파호에호에 용암류에는 크고 작은 용암 동굴이 발달할 뿐만 아니라, 튜물러스·블리스터·새끼줄 구조 등이 발달한다. 파호에호에 용암류는 0.3~0.5m로 얇은 것도 있으나 대체로 1m 내외의 두께이다.

2. 아아 용암

미국 하와이 원주민 방언에서 유래된 것으로서 파호에호에 용암과는 달리 점성이 커서 표면이 거칠고, 용암의 상부와 하부에 두터운 클린커층이 발달하며, 가운데 부분은 비교적 치밀한 상태를 이루는 용암을 일컫는 말이다.

일반적으로 아아 용암의 두께는 3~20m 정도이며, 표면이 깨진 용암 블록으로 이루어져 있기 때문에 매우 거칠며, 마치 자갈 더미를 옮겨다 놓은 것과 같은 느낌을 준다. 제주도의 곶자왈 지대는 아아 용암으로 이루어져 있다.

[제주도의 현무암]

제주도는 우리나라에서 화산암이 가장 넓게 분포하고 있는 지역이며, 제주도에 분포하는 화산암류는 대체로 현무암류(솔리아이트·알카리현무암·조면현무암·현무암질 조면안산암·현무암질 안산암)와 조면암류(조면질 안산암·조면암)으로 구분할 수 있다.

현무암류는 대체로 SiO2 함량이 47~52wt% 범위를 나타내며, 크고 작은 기공을 포함하는 다공질의 특징을 나타낸다. 또한 용암의 두께는 평균 3m 정도이나 얇은 것은 0.3m, 두터운 것은 10m에 이르기도 한다.

육안으로 관찰되는 광물의 종류는 감람석·휘석·사장석이나 이들 광물의 형태와 함량은 암석의 화학조성에 따라 차이를 나타낸다.

제주도 동부와 서부 지역에 넓게 분포하는 현무암류(솔리아이트·현무암질 안산암)에는 침상의 사장석 반정과 미립질의 감람석 반정을 함유하고 있는 반면, 제주와 서귀포시 지역에 분포하는 현무암류(조면현무암·현무암질 조면안산암)에는 반상의 사장석과 휘석 반정이 다량 함유되어 있다.

솔리아이트와 현무암질 안산암의 조성을 나타내는 암석에는 새끼줄을 꼬아 놓은 것과 같은 형태의 밧줄 구조 또는 로피 구조(ropy structure)가 발달할 뿐만 아니라, 튜물러스(tumulus)와 용암동굴도 발달한다. 튜물러스는 구좌읍 행원리 해안가와 김녕리 묘산봉 일대에서 관찰할 수 있으며, 용암동굴로는 협재굴·만장굴·수산굴·빌레못동굴·용천굴 등을 꼽을 수 있다.

반면에 조면현무암과 현무암질 조면안산암의 조성을 나타내는 암석에는 용암의 상·하부에 두터운 클린커(clinker)층이 발달한다. 클린커는 뜨거운 용암이 유동하는 과정에서 파쇄된 다공질의 블록으로서 일반적으로 적색 또는 적갈색이다.

클린커층의 두께는 대체로 2~3m이나 15m에 이르는 경우도 있다. 이처럼 클린커층은 고결되지 않은 다공질의 블록으로 이루어져 있기 때문에 투수성이 매우 높은 지질 구조이다.

특히, 클린커층이 지하수위 하부에 존재하고 있는 경우에는 지하수를 산출하는 대수층의 역할을 하고, 지하수위 상부에 위치하고 있을 때에는 땅속으로 침투한 빗물이 지하수체로 이동하는 통로 역할을 한다.