오피올라이트 (Ophiolite)

한 줄 정의: 심해 퇴적물, 베개용암, 판상 암맥군, 반려암, 감람암이 차례로 쌓인 층서를 보이는 암석 복합체로, 과거 해양 지각과 상부 맨틀의 단편이 육상에 충상된 것으로 해석된다.

쉽게 풀면

바다 밑 지각은 보통 맨틀 속으로 섭입해 사라지지만, 드물게 대륙 충돌 과정에서 위로 밀려 올라와 육지에 남는 경우가 있습니다. 이렇게 남은 해양 지각 조각을 오피올라이트라고 부릅니다. 꼭대기의 심해 퇴적물부터 베개 모양 용암, 수직으로 촘촘히 박힌 암맥, 반려암, 그리고 맨 아래 맨틀 암석까지 해양 지각의 단면을 통째로 보여 주기 때문에 '땅 위에서 보는 해저 지각'이라고 할 수 있습니다.

왜 중요한가

해양 지각을 직접 시추하기 어려운 상황에서 오피올라이트는 해양 지각의 구조와 형성 과정을 연구하는 거의 유일한 육상 노두입니다. 또한 오피올라이트의 분포는 사라진 옛 바다(봉합대)의 위치를 알려 주는 지시자이므로 대륙 충돌사와 고지리 복원 연구에서 핵심 증거로 쓰입니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"연구 지역의 오피올라이트는 완전한 펜로즈 층서를 보존하고 있어 전형적인 해령 기원 해양 지각으로 해석된다."

펜로즈 층서란 1972년 회의에서 정의된 오피올라이트의 표준 단면 순서로, 이 순서가 온전히 남아 있다는 뜻이다.

"반려암의 지르콘 U-Pb 연대는 해양 지각의 형성 시기를, 변성 솔의 연대는 충상 시기를 각각 제약한다."

오피올라이트 밑바닥에 붙은 고온 변성암(변성 솔)의 나이로 해양 지각이 육지로 밀려 올라온 시점을 알 수 있다는 의미이다.

조금 더 깊게 보면

현재 많은 오피올라이트는 전형적 중앙해령보다 섭입대 위 확장 환경(supra-subduction zone)에서 형성된 것으로 지구화학 자료가 말해 줍니다. 섭입 초기 단계에서 형성된 지각이 충상되기 쉽기 때문입니다. 오피올라이트는 펜로즈형(완전 층서), 암맥군이 빈약한 헤스형 등으로 구분되며, 하부 감람암의 사문암화 정도, 크롬철석 광상, 동(銅) 황화물 광상 등은 경제적으로도 중요합니다. 오피올라이트가 대륙 위로 올라가는 충상(obduction) 메커니즘 자체는 여전히 연구 주제입니다.

주의할 점

모든 오피올라이트가 정상적인 중앙해령 지각을 대표하는 것은 아니며, 상당수가 섭입대 위 환경에서 만들어졌으므로 '오피올라이트=고해양 지각'이라고만 쓰면 불충분하다. 또한 층서가 단층으로 잘려 일부만 보존된 경우가 많다.