|
라임스톤은 마블을 구성하는 재료의 가장 근원이 되는 석재입니다. 즉, 지질학적으로 마블로 변환하는 원재료라
할 수 있습니다. 라임스톤을 구성하고 있는 석회(Lime)는 탄산칼슘이 주성분으로 산성의 물(탄산수)에
잘 녹는 특성을 갖고 있습니다. 이런 특성은 동굴에서 발견되는 라임스톤의 경우 탄산수 등의 산성의 물에
녹아 다시 퇴적된 형태 즉, 재결정 과정을 반복한 라임스톤을 형성하게 합니다. 라임스톤은 탄산칼슘의 침전에
의해 직접적으로 진화되어 형성되었거나 아니면, 해조류나 산호, 백합, 연체동물, 원생동물에 의해서 생성된
탄산칼슘의 침전으로 진화되어 형성 되었습니다. 즉 고체화된 패류의 덩어리, 칼슘성분의 동물껍질 덩어리,
산호덩어리 등이 라임스톤이라 할 수 있습니다. 이런 라임스톤에는 많은 종류의 불순물이 포함되어 있는데 진흙과
모래, 산화철이나 역청탄(동식물의 잔해에 의해 발생됨) 등의 형태로 존재하고 있습니다. 순수한 라임스톤은
백색이지만 함유된 불순물에 따라 회색, 녹색, 갈색, 적색, 흑색 등의 색상을 갖고 있습니다. 모든 라임
스톤은 대부분 칼싸이트(Calcite)로 되어 있으며, 산성을 만나면 거품을 내면서 반응하게 됩니다. 이런
라임스톤의 암석층은 여러 가지 지질학적, 화학적 환경에 의해 진화된 과정으로 인하여 대부분 50% 이상이
칼싸이트(Calcite)나 아라고나이트(Aragonite)로 구성되어 있으며, 여기에 백운석(Dolomite)
입자나, 석영(Quartz)입자, 진흙(Clay), 산화철(Iron Oxide) 입자 등, 기타 여러 가지
많은 종류의 암석 입자들이 혼합되어 여러 가지 구조와 색상을 나타내게 됩니다
라임스톤에는
- 크리스탈라인 라임스톤(Crystalline Limestone, 결정질 라임스톤)
- 마이크로크리스탈라인 라임스톤(Micro-Crystalline Limestone, 미세결정질 라임스톤)
- 오우라이틱 라임스톤(Oolitic Limestone, 어란상 라임스톤, 어류와 석회질이 결합된 형태로
주라기계의 상층)
- 코우키나(Coquina, 연질 라임스톤, 조가비와 석회질이 혼합된 형태)
- 초우크(Chalk, 백악)
- 트래버틴(Travertine, 석회화)
- 리쏘그래프릭스톤(Lithographic stone, 석판암)
- 마르(Marl, 이회암) 등
이외에도 여러 가지 화석 라임스톤(Fossiliferous Limestone)이 있으며 조가비와 석회질이
혼합된 부드러운 라임스톤에서 단단한 결정입자로 뭉쳐진 강도 높은 라임스톤까지 다양한 종류가 있습니다.
현재 유통되는 일반적인 라임스톤은 다음의 종류가 있습니다.
셀(코랄,앵크리널,코우키나) 라임스톤(Shell Limestone, Coral, Encrinal, Coquina):
- 셀 라임스톤은 바다의 패류나 민물조개류의 칼싸이트 결정으로 이루어져 있으며, 다른 종류의
라임스톤 조각들이 무른 상태로 함께 결합되어 있기도 합니다.
- 코랄 라임스톤은 셀 라임스톤과 기본적으로 비슷하지만 산호와 해조류, 조가비만으로 구성되어
있습니다.
- 앵크리널 라임스톤은 코랄 라임스톤과 기원은 비슷하지만 주로 백합이 묻혀 형성된 단단한 화석
조각이나 산화철 및 진흙의 불순물을 갖고 있는 칼싸이트 결정체의 부서진 각주 모양으로 이루어져 있습니다.
- 코우키나(Coquina)는 스페인어에서 유래된 다공성의 결합력이 약한 백색 라임스톤으로
바다조개와 산호더미로 이루어져 있으며 미국의 플로리다에서 스페인 사람들에 의해 채석되었습니다. 코우키나는
다공성의 조가비 라임스톤으로 여러 등급으로 구분 되어 있으며 어떤 것은 일반 톱으로도 자를 수 있을 만큼
무른 것도 있습니다. 코우키나는 스페인어로 ‘조개’라는 의미를 갖고 있으며 유년기 지질대에 주로 형성된
암석층으로 퀸스랜드나 오스트레리아, 중남미의 해안 산호초에서 많이 발견되는 암석층 입니다.
오우라이틱/피소라이트 라임스톤 (Oolitic/Pisolite Limestone):
이런 종류의 암석층은 물고기알과 같은 작은 구 모양의 칼싸이트 응고물로 구성되어 있습니다. 일반적으로는
물고기 알이 칼싸이트에 의해서 함께 결합된 모양입니다. 어란상암(Oolite)에는 암석 중앙 주변에 작은
조개껍질 조각이나 미세한 침니 혹은 진흙의 퇴적에 의한 고농도의 칼싸이트 층이 연속적으로 나타나 있습니다.
얕은 바닷물에서는 이런 미세한 입자들이 바닥의 형상에 따라 기복이 형성되어 있으며 표류에 의해 누적되는
것입니다. 세월에 의해 결합의 규모는 배가되어 마치 구르는 눈덩이에 눈이 뭉치듯이 칼싸이트들이 서로 결합하여
결국에는 정착할 수 밖에 없는 크기로 진화한 상태에서 서서히 굳어집니다. 입자 형태의 암석이 환경의 변화에
따라 진화되어 완두콩 정도의 크기가 되었을 때 이를 `피소라이트 라임스톤'(Pisolite Limestone)이라고
합니다.
포실리페로우스 라임스톤 (Fossiliferous Limestone):
이 암석층은 기본적으로 무척추동물 (산호, 연체동물, 백합(갯나리), 기타 무척추동물)의 단단한 부분이
칼싸이트와 결합하여 이루어졌으며 주로 얕은 바다에서 형성되어 시간이 지남에 따라 결정체 라임스톤으로 발전된
것입니다. 지질학자들은 이 암석을 생성되는 환경조건에 따라 수많은 종류로 분류하는데, 보통 리프라임스톤(암초),
셀라임스톤(조개껍질), 엘걸라임스톤(해조류), 코랄라인라임스톤(산호), 페라직라임스톤(원양) 등으로 분류합니다.
여기서 페라직라임스톤은 육지에서 멀리 떨어진 바다의 표면에 살고 있는 무척추동물에 의해 생성된 암석입니다.
포실리페로우스 라임스톤(화석 라임스톤)은 암석의 생성 당시에 널리 나타나던 화석과 주로 관련이 있는데,
예를 들면 피라미드 건설에 사용된 라임스톤은 그 당시의 화석형태에 의해 고생대의 나뮤라이틱 라임스톤(화폐석)
이라고 합니다.
모틀드 라임스톤 (Mottled Limestone):
이런 라임스톤은 나뭇잎 혹은 풀잎 덩어리의 혼합물이나 나뭇가지 형태의 구조로 나타나는데 한가지 색상에서
또 다른 색상으로 이어지는 형상입니다. 때때로 돌로마이트 기반(모암) 위에 칼싸이트가 베어있는
경우가 있고 그 반대인 경우도 있습니다. 적색조류가 희미하게 퇴적되었거나 아니면 돌처럼 굳어진 산호 혹은
기타 동물의 잔해와 같은 무기질 불순물들이 색상을 만들어 냅니다.
마이크로크리스탈라인 라임스톤 (Micro-Crystalline Limestone):
이 라임스톤은 거의 대부분이 미세한 칼싸이트 입자로 되어 있으며 입자가 너무 작아 현미경으로도 관측이 곤란
할 정도입니다. 따뜻한 얕은 바다에서 주로 암석이 형성되며 일반적으로 일정한 구조로 매우 단단하게 밀착되어
있는 것이 특징입니다.
크리스탈라인 라임스톤 (Crystalline Limestone):
이 암석은 상대적으로 중간정도의 크기와 조금 더 큰 크기의 거친 칼싸이트 입자가 서로 결합된 구조로 육안으로도
확인이 가능한 구조를 갖고 있습니다. 보통 탄산칼슘 퇴적물이나 미세한 칼싸이트 라임스톤 입자의 퇴적물에
의해 진화하는데, 지하수 용액이 암석층으로 스며들어 칼싸이트를 녹이기도 하고 침전 시키기도 하여 보다 큰
알갱이로 재결정이 이루어지게 됩니다. 변성마블에서 일정한 배열의 크리스탈 형태의 모양이 나타나는 것은 거대한
압력에 의한 강제적인 배열에 의한 것이 아니라 묻혀진 화석들이 암석에서 발견되는 것입니다.특히 크리스탈이
박혀있는 면이 분명한 암석은 화석에 의한 배열임을 더욱 명확하게 보여주고 있습니다.
돌로마이틱 라임스톤 (Dolomitic Limestone):
이런 라임스톤은 화학적으로 마그네슘이 많이 녹아 있는 물이 기존에 무르고, 덜 성숙된 라임스톤 층으로 침투하여 형성되는 것입니다. 즉, 물 속의 마그네슘이 탄산칼슘으로 전환되어 칼슘마그네슘카보네이트(백운석,Dolomite)로
되는 것입니다.
초우크 및 셀마초우크 (Chalk & Selma Chalk):
이것은 부드럽고 다공성의 미세한 구조의 라임스톤으로 유공충류라고 부르는 단세포 동물의 껍질로 구성되어 있습니다. 일반적으로 백색이거나 밝은 색으로 많은 양의 진흙이 포함되어
있는 것이 보통입니다. 초우크는 바다에서 떠다니는 동물의 껍질이 바닥에 퇴적되어 진화되며, 부드러운 특성을 이용한 특정용도의 건축용 석재로 많이 사용됩니다. 해저 부분이 융기하여 물위로 솟아나 있는 초우크를 개발하여
세척하고 정화시켜 초우크를 상업적으로 이용하는데 보통 `화이트'라고 부르며 은제품의 광택연마제로 사용되거나 다양한 연마용 연마제로 사용됩니다. 우리 주변의 생활용품으로 치약이나 페인트에도 사용되며 구워서 석회로
사용하기도 합니다. 셀마초우크는 트리폴리석(금속 닦는데 쓰이는 규질 석회석)이라고 부르며 부드럽고 진흙과 같은 라임스톤으로 보통 광택제로 많이 사용합니다.
리쏘그래픽 스톤 (Lithographic Stone, 석판암):
단단하며 색상이 매우 일정하고 고운 입자로 된 순수한 칼싸이트로 이루어져 있습니다. 부분적인 색상의 차이는
있으나 선명하게 차이가 나는 층이 없는 순수한 칼싸이트로 다른 라임스톤과는 달리 대부분의 것이 화석이나
칼싸이트의 베임 즉 결이나 맥이 나타나지 않는 특징이 있습니다. 가재, 곤충, 해파리 등이나 선사시대의
조류 등의 많은 화석이 고급 리쏘그래픽 라임스톤에서 발견되고 있다최고 품질의 것은 독일의 소렌호펜 (Solenhofen)
지역에서 채석되는 것이라 할 수 있습니다. 이 라임스톤을 리쏘그래픽스톤이라고 부르게 된 유래는 알로이 세네펠더(Aloys
Senefelder)라는 사람이 이 라임스톤을 석판인쇄에 적용하였기 때문입니다.
랜드스케이프 마블(Landscape Marble):
이 암석은 용액이 스며들어 형성되는 암석의 경우를 가장 잘 보여주는 형태로 특히 암석에 스며드는 용액의 역할과 효과를 가장 잘 보여주는 매우 드문 경우의 암석입니다. 이 암석은
매우 미세 구조의 라임스톤으로 망간이 풍부한 용액에 침전되어 이산화망간이 퇴적된 라임스톤이라 할 수 있습니다.
암석을 재단해 결에 따라 수직적으로 광택을 내면 나무 혹은 수풀의 무늬가 나타나는 특징이 있습니다. 또 이끼가 크게 성장한 모양을 나타내는 `모스아케이트'도 있습니다.
라임스톤은 자체의 지질학적 기원(포실리페로우스 라임스톤)에 따르거나 아니면 결정체의 구조나 외관(모틀드 라임스톤)에 따라 상업적인 용도의 마블로 선별되어 사용되고 있습니다. 이런 선정의 기준으로 가장 많이 적용되는
조건은 탄산칼슘이 50%이상 이어야 한다는 것과 광택 작업이 가능하다는 것입니다. 일반적으로 라임스톤은 상업적인 마블과 지질학적인 마블로서는 가장 상품가치가 높은 것으로 간주되며, 채석되는 장소에 따라 많은
이름을 명명되기도 하고 외관에 따라 명명되기도 합니다. 이런 방식과 기준에 의해 상품가치를 부여 받아 각각의 용도에 합당한 라임스톤으로 판정된 종류는 전 세계적으로 수천 종에 이르고 있습니다.
튜파 및 트래버틴 (Tufa and Travertine) :
석회질 탕화이 암석은 마이크로크리스탈라인 탄산칼슘의 화학적 반응(2차 퇴적)에 의해서 형성되는 일종의 라임스톤 퇴적물의 형태로 다음과 같은 방법으로 진화되었습니다.
- 튜파(Tufa) : 탄산칼슘이 다량으로 녹아 있는 매우 고온의 뜨거운 샘물 주위에서 탄산칼슘의 퇴적물에 의해 형성되는 매우 다공성이 높은 라임스톤을 말합니다. 압력에 의해 솟아 오른 물은 지표면으로
방출되어 증발하거나 냉각되면서 이산화탄소를 방출 합니다. 이런 반응을 통해 탄산칼슘이 정착되고 무기질 아라고나이트(Aragonite)로 진화하게 됩니다. 이 때 아라고나이트는 불안정하여 새롭게 형성된 튜파를 통해 물과 함께 스며 나오게 됩니다.
이런 과정을 통해 튜파는 색상을 나타내는 부속광물(대부분이 산화철임)을 혼합하면서 차츰 칼싸이트로 발전하게 됩니다. 칼싸이트가 점차적으로 형성되면서 일정한 시간이 지남에 따라 트래버틴으로 진화하게 되는 것입니다.
- 트래버틴(Travertine) : 튜파는 석회질의 탕화로 다공성인 라임스톤인 반면에 트래버틴은 단단하게 밀착되고 결합된 밝은 색상의 라임스톤입니다. 뜨거운 용액이 증발하고 퇴적되면 트래버틴이 되고 고
광택을 지니게 됩니다. 트래버틴은 지반이 움직임에 따라 라임스톤 층에 단층이 생기고 부서져 진화된 것입니다. 이런 라임스톤 층으로 빗물이나 지하수 혹은 이산화탄소를 흡수한 온천수 등이 침입하게 되는데 탄산기가 있는
약산성의 물이 라임스톤 암석층을 침식시키게 됩니다. 오랜 세월이 지나면 이런 물들은 암석층을 통과하거나 머물면서 따뜻해지고, 매우 불규칙하고, 구불구불한 형태의 공간이나 동굴을 자연스럽게 형성하게 됩니다. 이런
상태에서 지질 환경이 변함에 따라 결국에는 수면이 멀어지고 본래의 수원이 바뀌어 땅이 높아져서 라임스톤은 침식된 흐름과 방으로 채워지게 되는 것입니다. 여기에 빗물은 계속적으로 암석층으로 스며들어 탄산칼슘을 녹이고
흘러 들어 속이 빈 공간을 만들고, 이런 용액은 대기 중에서 증발하면서 칼슘침전물을 남기는 것 입니다.
물의 양이나 대기의 흐름, 기온, 녹아 있는 무기질 농도등이 이런 2차적인 퇴적물의 구조를 결정 짓는 요인으로 작용하는 것으로 생각할 수 있습니다. 여기에 물이 동굴의 상층부를 통해 지속적으로 스며들면 천장과 바닥으로부터
기둥이 형성되기 시작합니다.
또 동굴의 천장을 가로 지르거나 벽면을 따라 균열이 발생하면 긴 칼싸이트 커튼(막)이 형성됩니다. 여러가지 부속광물(부분적으로는 뜨거운 물에서 발생된)이 혼합되어 색상을 나타내며 이러한 무기 광물들이 천연적인
형태의 구조를 만듦에 따라 다양한 명칭들로 명명된 것입니다.
예를 들면, 커튼스톤(Curtainstone), 림스톤(Rimstone), 드립스톤(Dripstone), 셀프스톤(Shelfstone), 풀로스톤(Flowstone), 그로토락(Grottorock), 케이브락(Caverock)
등입니다. 이런 석재들의 특징은 단단하고 미세한 결정구조로 되어 있고, 작고 불규칙한 모양의 구멍이 있다는 것입니다. 이런 구멍이나 공간들은 석재를 생산할 때나 가공할 때 메울 수 있지만 구조상 큰 문제가 없다면
그대로 사용하는 것이 보통입니다. 그러나 이런 구멍이나 공간을 메어야 되는 경우 보통 관통된 구멍이 25mm 이상 되는 경우에는 포틀랜드 시멘트나 에폭시, 폴리에스터레진 등으로 채우고 색상을 비슷하게 하는 등의 처리를
합니다.
케이브 오닉스(Cave Onyx) : 이 암석은 현재 상업용 제품으로 유통되고 있는 트래버틴의 브랜드 명으로 차가운 샘물에 의해서 퇴적된
것입니다. 이 암석은 칼싸이트 암석층으로 강하고 단단하게 밀착되어 있으며 분명한 층을 나타내고 있고, 띠장식이 있으며 얼룩덜룩한 반점이 있는 것이 외관상 특징입니다. 이 암석은 실제적으로 ‘오닉스’가 아니라
‘옥수석영(Chalcedony Quartz)’ 의 일종입니다. 따라서 이 특별한 칼싸이트 암석층의 정확한 명칭은 `케이브 오닉스'인 것입니다. 대부분의 케이브 오닉스는 미국의 켈리포니아 남부 지역과 멕시코에 분포되어
있으며 `멕시칸 오닉스'(아름다운 띠장식과 얼룩반점이 있는 천연 마블) 라고 하는 명칭으로 더 많이 통용되고 있습니다.
|
_02.gif){kind=small}
_06.gif){kind=small}
