저도 마그마를 공부하다가 느껴보았던 의문

분별결정이니, 결정분화니 분별정출이니...
이런 뭔가 비슷한 것 같으면서도 서로 다른 글자로 되어 있는 것의 정체가
과연 무엇인가에 의문을 가져보았던 때가 있었습니다.

외국의 원문들을 검토하여 보았습니다.

1) crystal fractionation
2) fractional crystallization

이것을 그냥 해석하면
1) 결정분별작용
2) 분별결정작용 혹은 분별정출작용

그대로 해석하면 이렇게 되겠네요.

지하 깊은 곳, 적합한 환경에서 마그마가 생성이 됩니다.
마그마는 그 곳의 암석 모두를 녹이는 것이 아니라 겨우 몇 %만 녹입니다.
약 5%에서 10% 정도? 그 이하도 그 이상도 있지만
그 정도 녹아서 부력에 의한 상승을 합니다.
주변은 고체이고 마그마는 액상이니 당연히 밀도 차에 의한 부력을 받겠지요.

상부맨틀 감람암이 5% 정도 녹아 나올때는 용융점이 상대적으로 낮은 것부터
녹아 마그마가 됩니다. 따라서 감람암보다 SiO2 성분은 높으면서
철, 마그네슘 성분은 낮은 그런 성분이 되겠지요.

그런 마그마가 초생 마그마이고 이 초생 마그마의 성분은 현무암이나 혹은
현무암보다 다소 더 고철질(철, 마그네슘이 많고 SiO2가 적은)인 마그마가 됩니다.

이런 마그마는 상승하면서 필연적으로 먼저 만들어졌던 곳보다 온도 압력이 낮은
통로를 따라 이동하게 되는데 이런 과정에서 온도 압력 조건이 맞으면 광물 결정이
만들어지고, 광물 결정은 액상인 마그마에 비해 상대적으로 유동하기 어려우므로
마그마의 바닥에 가라앉기도 하고, 마그마를 따라 계속 이동하기도 합니다.
그렇지만, 광물 결정이 점점 커지면 마그마를 따라 이동하는 양은 적겠지요!

결국 마그마 내에서 광물 결정이 없어지면
철, 마그네숨 성분은 빠지고, SiO2 함량이 더 높아진 마그마가 만들어지고
그 마그마는 계속하여 상승을 합니다.

이렇게 마그마는 변화를 하면서 상승을 합니다.
이런 과정에서 마그마가 비교적 쉽게 상승할 수 있는 통로가 주어진다면
쉽게 분출하여 버리고, 그렇지 않다른 마그마는 마그마의 밀도와
지하 내부의 밀도가 같아지는 지점에서 멈추어 마그마 챔버에 고입니다.
여기서도 광물 결정이 생성되는 것은 계속되고,
마그마는 점점 그 성분이 변해 나갑니다.

이런 과정에서 결정의 입장을 봅시다.
결정은 만들어지고 만들어진 결정은 마그마의 바닥으로 가라앉으면서
그 자리에서 멈추고, 나머지 액상인 성분이 변질된 마그마만
계속 위로 상승을 합니다.

결정이 분별되는 것입니다. 이를 crtstal fractionaltion이라 합니다.
(결정분별작용)

마그마 내에서 만들어진 광물은 동시적으로 모든 광물이 만들어지지 않습니다.
온도, 압력 조건하에서 광물이 정출(결정으로 만들어져 나옴)되는
조건이 다 같지 않습니다.
이에 대한 심도있는 고찰이 보엔의 반응계열입니다.

지하 깊은 곳에서는 감람석, 휘석 등의 광물이 정출됩니다.
사장석도 아노사이트, 라브라도라이트 같은 Ca가 많은 사장석이 정출됩니다.

온도, 압력이 낮아지면, 또 다른 적합한 광물이 정출이 되겠지요.

이런 정출의 과정을 보면
한꺼번에 동시 다발적으로 여러 가지 광물이 정출이 되지는 않는다는 것을
알 수 있습니다.
광물의 정출이 분별적이라는 것을 알 수 있습니다.
분별적으로 정출이 된다는 것입니다. 이를 영어로 표현을 하여 보면
fractional crystallzation이 되겠네요. (분별정출작용)

이 두 영어는
마그마의 상승에 따라 광물 결정들이 정출되고, 광물 결정들이 마그마의
바닥에 가라앉고 (crystal setteling) 마그마가 다른 성분으로 분화되는
그런 과정을 표현할 때 사용되는 용어입니다.
crytal fractionation, fractional crystallization은 여러 논문에서 혼용이 되고
있었습니다.

그러니, 제 견해로는
분별정출이니, 결정분별이니 하는 것을 마그마의 상승과
마그마의 분화에 관련하여 특별히 구분하여 이야기 하지 않는 것이
좋을 듯 합니다. 어떤 용어를 써도 결국은 비슷한 얘기가 아닐까
합니다만......