마그마의 생성 과정

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마그마의 생성 과정과 화산을 표현한 지질 단면 일러스트

압력 변화와 물의 공급에 따른 맨틀의 부분 용융, 마그마 혼합으로 현무암질·유문암질·안산암질 마그마가 생성되는 과정을 설명합니다.

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지구 내부 단면과 플룸 구조론 텍스트가 있는 아이콘 화산 단면과 암석 무늬, ‘화산과 화성암’ 제목이 있는 지구과학 아이콘 마그마의 분화 작용을 나타낸 삼각형 단면과 제목

용융 곡선

물질의 용융 온도와 압력의 관계를 나타낸 곡선이다.
용융 곡선보다 물질의 온도가 높을 경우 용융이 일어난다.

깊이가 깊을수록 위에 놓인 암석의 무게 때문에 압력이 증가하므로 깊이와 압력은 비례한다.

물이 포함된 화강암, 물이 포함된 맨틀, 물이 포함되지 않은 맨틀의 용융 곡선은 아래 그림과 같다.

깊이에 따른 온도와 물 포함·불포함 암석 용융 곡선 그래프

함수 광물

내부에 물을 포함하고 있는 광물이다.

맨틀과 지각을 이루는 암석

맨틀은 주로 심성암에 해당하는 감람암으로 이루어져 있고,
해양 지각과 대륙 지각은 각각 주로 현무암과 화강암으로 이루어져 있다.

맨틀이나 해양 지각이 부분 용융되면 현무암질 마그마가,
대륙 지각이 부분 용융되면 유문암질 마그마가 생성된다.

마그마의 생성 과정

해령 하부와 열점, 베니오프대에서는 서로 다른 과정을 통해 마그마가 생성된다.

해령 하부와 열점에서 마그마의 생성

맨틀 물질이 상승하여 깊이(압력)가 감소하면, 맨틀 물질이 부분 용융되어 주로 현무암질 마그마가 생성된다.

따라서 해령 하부와 열점에서는 주로 현무암질 마그마가 분출된다.

맨틀의 열적 상승과 압력 감소에 따른 현무암질 마그마 생성 모식도와 그래프

베니오프대에서 마그마의 생성

1.1. 해양판이 섭입하여 온도와 압력이 상승하면 해양 지각과 퇴적물의 함수 광물에 포함된 물이 빠져나와 맨틀에 공급된다.

물의 공급으로 맨틀의 용융 온도가 낮아져 맨틀 물질이 부분 용융되어 현무암질 마그마가 생성된다.

해양 지각과 맨틀의 온도·깊이에 따른 물의 존재 및 마그마 생성 도식

2.2. 앞 단계에서 생성된 현무암질 마그마가 상승하여 대륙 지각 하부에 도달하면 대륙 지각을 이루고 있는 암석(주로 물이 포함된 화강암)이 가열되고, 온도 상승으로 대륙 지각이 부분 용융되어 유문암질 마그마가 생성된다.

섭입대에서 마그마가 생성되는 과정과 깊이에 따른 지하 온도 및 화강암 용융 곡선

3.3. 대륙 지각 하부에 도달한 현무암질 마그마와 앞 단계에서 생성된 유문암질 마그마가 혼합되면 중간 성질을 띠는 안산암질 마그마가 생성되고, 이후 상승하여 분출된다.

따라서 베니오프대에서는 주로 안산암질 마그마가 분출된다.

섭입대에서 현무암질·유문암질 마그마가 생성되고 혼합되는 과정

적용 문항

1번 문항


고정된 열점과 판 이동 방향, 마그마 생성 과정을 묻는 지구과학 문항

2번 문항


판 경계에서 생성되는 마그마와 A·B의 성질을 묻는 지구과학 문항