암석 형성에 대하여

▶▶ 암석 형성에 대하여

암석은 지질학적으로 형성 진화 과정에 따라 크게 화성암(Igneous Rocks),수성암(Sedimentary Rock), 변성암(Metamorphic Rock)으로 구분됩니다.

이런 형성과정의 이해는 암석을 구성하는 물질에 대한 이해와 이런 물질들이 어떤 방식으로 어떤 역학구조에 의해 결합되었는지를 알 수 있는 실마리가 되는 것입니다. 결과적으로 이런 전반적인 과정의 이해는 암석의 성질과 진화 과정을 이해하는데 절대적으로 필요한 지식기반이 되는 것입니다. 따라서 암석의 이해는 지질학적인 측면만이 아닌 석재 문화의 기반을 이해하는 중요한 과정이라 할 수 있습니다.

1. 화성암

화성암과 화성암층은 지반의 내부 깊은 곳으로 부터 용해된 마그마가 이미 형성된 기존의 암석층에 서서히 스며들어(침투하여) 형성됩니다. 이 마그마가 지각 표면에 도달하면 화산작용이 발생하며 화산암이 생성되고, 이 마그마가 지표면 바로 하부에서 서서히 냉각되어 굳어지면 심성암(관입암)이 생성되는 것입니다.

이런 화성암의 생성과정 중 마그마가 관입(침투)할 때에 주위에 인접되어 있던 암석들은 서서히 밀고 들어오는 마그마에 의해 발생된 뜨거운 가스와 액, 증기 등에 의해서 변형되어 변성암으로 되는 것입니다. 예를 들어 라임스톤 암석층이 마그마의 관입(침투)에 인접되어 있다면 라임스톤의 무기광물 성분과 구조는 변형되어 최고의 품질이 될 것입니다.

이런 마그마의 냉각은 수 만년에 걸쳐 매우 서서히 이루어지며 냉각된 마그마는 심성암을 형성하게 됩니다. 이렇게 형성된 암석은 입자가 굵고 거칠며, 조직이 단단하고, 서로 맞물려 있어 압축강도가 우수하며, 내후성과 내오염성이 양호하고, 독특한 입자구조로 뛰어난 광택을 나타내는 것이 보통입니다. `관입|이라고 하는 것은 오래된 암석층의 기공이나 틈새 혹은 균열된 부분으로 마그마가 스며들려는 성향을 말하며, `심성암|은 높은 압력으로 지표면 하부에서 마그마가 관입하여 굳어진 화성암을 말하는 것입니다. 이런 화성암은 결정입자가 굵고 거친 것(phaneritic)과 가늘고 고운 것(aphanitic)으로 구분되어 있습니다.

현재 건축용이나 각종 장식용 혹은 기념물로 사용되는 대표적인 심성암에는 화강암(Gramite), 섬장암(Syenite), 휘록암(Diabase, Black Granite), 네페린사이나이트(Nepheline Syenite), 디오라이트(Deorite), 갭보(Gabbo), 몬조나이트(Monzonite), 그라노디오리에이트(Granodioriate), 등이며 이들 암석의 결정입자는 쉽게 구별할 수 있을 정도로 크고 다른 암석에 비해서 편안하고 장식적인 아름다움을 제공합니다. 일반적으로 모든 심성암은 훌륭한 광택을 가지고 있어, 종종 마블로 오인되기도 합니다.

화성암은 오랜 시간이 지나면 지반의 작용과 풍화에 의해 잘게 부셔져 작은 입자(암석 부스러기)가 되어 수성암을 형성하는 근원이 되기도 합니다. 이런 수성암은 천연적인 대리석 층을 형성하는 암석 층인 것입니다.

2. 수성암

수성암은 침전암이라고도 부르며 무기광물이나 암석 부스러기, 동식물의 퇴적물이 퇴적되거나 고체화되어 형성되는데, 기존 암석(화성암 등)의 물리적 화학적 풍화 작용에 의해 발생되는 무기광물과 암석부스러기는 수성암으로 진화되는 과정에서 근원적인 역할을 맡게 되는 것입니다. 이런 침전물들은 물이나 바람, 중력(비중을 의미), 빙하 등에 의해서 최종 퇴적 장소까지 운반되며, 운반되는 동안 침전물들이 부서지고 재 분류되게 됩니다. 이것은 대리석의 형성에 있어서 절대 필요한 과정입니다.

산의 하단부나 강 바닥부분에는 입자가 굵은 사력층이 주로 퇴적되며, 모래는 바닷가까지 운반되어 퇴적됩니다. 그리고 고운 침니(모래보다 곱고 진흙보다 거친 침적토)와 진흙이 씻겨 석호, 습지, 만 등에 퇴적되며 탄산칼슘은 물에 녹아 용액 상태로 이동됩니다. 이런 운반과 분류의 과정을 통해 결과적으로 비슷한 크기, 모양, 조성(무게)의 무기광물이 모여 층을 형성하게 되는 것입니다.

수성암의 독특한 특징 중의 하나는 층이 형성되어 있다는 것입니다. 이것은 수 천년 동안 물이나 공기 등에 의해 작은 입자들이 침전되어 층을 이루게 되는 것입니다. 이런 성층(Stratification)은 얇고, 고운 층(Layer)으로부터 수천 미터의 두께를 이루는 경우까지 매우 다양한 모습과 형태를 취하고 있습니다.

수성암 층은 주로 물의 흐름이 있던 장소 즉 대륙에 인접한 얕은 바다나 내륙에 있는 바다, 호수 등에서 대부분 발견되고 있으며 파도, 해류, 조류들이 침전물들이 최종 퇴적되는 곳에 도달할 수 있도록 운반의 모든 과정을 담당하고 있습니다. 이런 해류와 조류는 침전물들을 잘 분류하고, 다시 구분하고 재 분류하며 갈아내는 역할까지 수성암의 형성에 있어서 모든 과정에 관여하고 있는 것입니다.

이렇게 퇴적된 침전물들은 수 만년의 세월 동안 두꺼운 덩어리를 이루게 되며(그 두께가 20 Km가 되는 경우도 있습니다.) 물리적, 화학적 변화에 의해 촘촘하게 밀착되고 단단해져 수성암으로 형성되는 것입니다.

이런 수성암이 퇴적되는 속도와 방법은 여러 가지 요인에 의해서 영향을 받는 것이 보통입니다. 천연 대리석의 첫 단계라 할 수 있는 라임스톤은 25mm 의 퇴적층을 이루는데 약1천년 정도의 시간이 소요되는 것입니다.
이렇게 형성된 퇴적층은 다시 무른 침전물들이 단단한 수성암으로 변환되는 과정 즉 결석(Lithification)의 과정을 거치게 되는데, 이런 과정은 지하수가 칼슘이나 탄산마그네슘, 실리카, 산화철과 같은 무기질을 녹여 침전물로 이주시켜 결석하게 되는 것입니다. 이런 무기질은 무른 결정입자에 퇴적되어 결합을 돕는 결합제의 역할을 하는 것입니다.

퇴적층이 연속해서 겹겹이 층을 이루게 되면 무게에 의해 압력이 발생하여 무른 침전물들이 촘촘하게 밀착하게 되고, 내부에 잔존하던 물을 압착하여 암석의 결정입자 간의 여유 공간을 최소화하게 됩니다. 여기에 순환되는 지하수가 전체적인 고체화 과정을 돕는 역할을 하기 때문에 입자 간의 무기질 결정화 과정이 더 활성화되게 됩니다. 이때 물의 온도가 결정화에 많은 영향을 주게 되는데 지열의 변화가 깊이 30m 당 약1℃의 변화 값을 나타내고 있어, 깊은 곳에서는 온도 만으로도 재결정화를 충분히 활성화 할 수 있는 것입니다.

수 천년에 걸쳐 침전물이 단단해져 결석의 과정을 거쳤다 해도 기공이 있는 모암(Matrix,맥석)을 통해서 용액들은 계속 통과되고 있습니다. 이 때 기공을 통과하는 용액에는 약간의 무기광물이 함유되어 있어 결정입자의 성장을촉진하거나, 암석의 구성 성분과 상호 교체되기도 합니다. 라임스톤이 돌로스톤(Dolostone, 백운석)으로 교체 되듯이 성질이 변화하는 경우도 있습니다. 이런 현상은 디아지네시스(Diagenesis)라고 부르는데, 이것은 무른 침전물이 단지 단단하게 결석(Lithification)하는 공정보다는 넓은 의미의 과정이라 할 수 있습니다.

수분에 의한 결석의 과정과 동시에 침전물들은 지반의 움직임에 의해 반죽의 과정을 거치게 되는데 이런 지반의 작용에 의해 더욱 단단한 암석이 형성되는 것입니다. 이런 침전물들은 보통 수평압과 수직압을 받게 되는데, 결과적으로 암석도 같은 종류의 압력을 받아 구조적으로 틈이 갈라지거나(Rift), 균열이 생기거나(Crack), 단층이 생기거나(Fault) 하는 것입니다. 시간이 흐르면 이런 틈새에는 암석층에서 스며 나온 지하수에 함유된 같은 종류의 무기질이나 여러 종류의 무기질들에 의해 채워지게 되며, 이렇게 촘촘하게 밀착되고 단단해진 암석들은 다양한 종류의 무기광물이 함유되어 다양한 구조와 색상을 나타내게 되는 것입니다.

수성암에 가장 많이 함유되어 있는 광물로는 석영(Quartz), 방해석(Calcite), 백운석(Dolomite), 점토(Clay) 등이며 침전물의 근원에 따라 크게 2가지로 분류됩니다.

1) 쇄설성 침전물 (Clastic Sediments):
쇄설성 침전물은 자연계의 자연적인 침식 작용으로 기존암석을 모체로 여러 가지 형태로 분리되어 발생한 무기광물과 암석 부스러기로 구성되어 있습니다. 주로 발원지 근처에서 퇴적되거나 혹은 물과 중력, 바람, 유빙에 의해서 그들이 퇴적된 곳까지 이송된 것이라 할 수 있습니다. 쇄설성 침전물의 대표적인 암석으로는 입자 크기에 따라 역암(Conglomerates), 각력암(Breccia), 이판암(Shale), 침니(Silt), 사암(Sandstone) 등으로 구별됩니다.

2) 비쇄설성 침전물 (Non-Clastic Sediments):
비쇄설 침전물은 동식물의 퇴적물이나 물에 의한 침전물로 기존의 암석이 아닌 새로운 원인에 의해 새롭게 형성된 무기광물로 구성되며, 생물화학적 수성암이라 할 수 있습니다. 육지에서 바다로 침전물이 이송되는 동안에 대리석의 주요 성분인 방해석(Calcite, 탄산칼슘 결정체)이 물에 녹는데 이것이 사암이나 이판암을 결합시키는 역할을 하는 것입니다. 또한, 생명체에 의해서 흡수되어 그들의 뼈대나 껍질을 구성하며, 생명체가 죽었을 때 뼈대나 껍질은 분해의 과정을 거쳐 퇴적물이 됩니다. 이런 퇴적물은 시간이 흘러 라임스톤으로 진화하는 것입니다. 대표적인 암석으로는 그 조성에 따라 수정(Crystalline), 어란상암(Oolitic), 백운석(Dolomite), 화석(Fossiliferous), 석회석(Travertine) 등으로 구별할 수 있습니다.
모든 수성암의 전형적인 특징은 층을 형성하고 있는 것으로 이 층은 수성암이 진화되는 과정에서 변형에 의해 발생하는 것으로 지층 사이를 구별하는 선이 됩니다. 보통 이를 성층곡(Bedding Plane, 미국의 그랜드캐년 따위)이라 부르며 수 밀리미터에서 수백 미터에 달하는 것까지 다양한 두께를 나타냅니다.

수성암의 종류별 일반적인 특징은 다음과 같습니다.

가) 쇄설성 수성암 (Clastic Sedimentary Rocks)
이판암(Shale)과 침니석(Siltstone): 잔잔한 호수 바닥이나 범람원, 대양의 바닥에서 미세한 침니의 침전물과 마이크로 단위 이하의 진흙 입자들이 침전되어 형성됩니다. 석재로 이용되기 보다는 주로 도기, 벽돌, 세라믹 제품을 제조할 때 이용됩니다.

1) 사암 (Sandstone):
대부분 실리카와 탄산염(칼싸이트, 돌로마이트, 진흙, 탄소, 산화철)에 의해 결합된 석영질 덩어리라 할 수 있습니다. 가장 순수한 사암은 불순물이 거의 없는 이산화규소만으로 구성되어 있습니다. 보통 사암을 지칭하는 명칭 중에서 블루우스톤이나 브라운스톤이라고 칭하는 것은 사암의 한 종류로서 색상으로 인한 명명이라 할 수 있습니다.
블루우스톤은 강하고 견고하여 유럽의 여러 나라에서 도로의 경계석이나 계단, 기둥의 주춧돌로 사용되며, 브라운스톤은 주로 건축용으로 많이 사용되고 있습니다.사암에 있어서 성분을 결합하는 결합제와 성분 미립자가 석영으로 구성 되어 있으면 결정석이 매우 단단한 종류로서 훌륭한 광택을 갖고 있습니다.

2) 역암 (Conglomerate):
보통 사암에서 발견되는 미세한 형태의 입자가 구성 성분이 아니고, 단지 굳어진 사력층의 형태로 구성되어 있으며 일반적으로 크기가 5mm 정도의 작은 조약돌이나 그 밖에 둥근 돌들이 탄산칼슘과 실리카, 진흙, 산화철 등을 결합제로 서로 결합하여 무르게 혹은 단단하게 결합되어 있는 형태입니다.
역암 중 퓨딩스톤(Puddingstone)은 둥근 조약돌로 되어 있으며, 각력암(Breccia)은 역암을 구성하는 암석 조각들이 각이 있는 형태(장기간의 이송에도 조약돌처럼 닳지 않은 상태)로 이루어져 있습니다. 각력암의 암석은 주로 절벽하부에 형성되며 형성 과정은 빙하에 의한 퇴적과 지질학에서 말하는 단층면을 따라 발생되는 지반의 이동현상으로 인해 마블 각력암이 부서지고, 쪼개져 결국은 고운 입자의 형태를 띄게 되고, 고운 입자는 다시 칼싸이트(Calcite)나 실리케이트(Silicate) 등 다른 무기질들의 결합에 의해 형성됩니다. 또 부서진 암석층에 관입된 마그마의 활동으로 인해 발생되는 용액에 침전된 형태로 형성되기도 합니다.

나) 비쇄설성 수성암 (Non-Clastic Sedimentary Rocks), Limestone
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 라임스톤은 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.

1) 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 최초로 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 오스트렐리아, 중남미의 해안 산호초에서 많이 발견되는 암석층 입니다.

2) 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.

3) 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.

4) 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.

5) 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.

6) 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.

7) 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.

8) 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 있으며 최고 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.

9) 튜파 및 트래버틴 (Tufa and Travertine) :
석회질 탕화, 이 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 산화철 임)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 것입니다. 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. 여러 가지 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.

10) 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, 띠 장식이 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.
절리와 단층 (Joints and Faults)

진화에 의해 라임스톤은 단단하게 밀착되어 집니다. 진화의 과정은 혼합과 운반 등의 작용과 다양한 원인에 의한 지각의 움직임이라 할 수 있습니다. 좀더 세부적으로 살펴보면 침전물과 주변의 여러 가지 암석이 겹겹이 쌓이면서 발생되는 압력, 존재하는 물의 양과 무기질의 조성 상태, 압력의 방향(스트레스) 등에 의해서 라임스톤은 새로운 생성의 과정과 진화의 과정에 영향을 받아 완성되는 것입니다.

이렇게 형성된 라임스톤 암석층에 변형을 주는 가장 일반적인 원인 현상은 습곡과 단층입니다. 이들은 지반을 이동시키거나 거대한 지층을 위로 아래로 혹은 좌우로 밀어 올리고 당기고 하여 지층을 접히게 하거나 부서뜨립니다. 이런 작용의 결과는 깊이가 얕은 수성암층의 경우 굽어지거나 부서지고, 상대적으로 보다 깊은 지반에서는 제한적인 압력에 의해 변성작용이 발생하게 됩니다.
습곡 작용의 원리는 간단한 테스트를 통해 이해할 수 있습니다. 탁자 위에 넓은 천을 놓고, 한 손으로 천의 한쪽 끝을 눌러 고정시킨 후 다른 한 손으로 천천히 일정한 힘을 가해 밀면 천은 주름진 모양을 형성하면서 접히게 됩니다. 이 때 천이 접혀지는 모양은 가해진 힘과 속도와 밀접한 관계가 있음을 느낄 수 있을 것입니다. 대부분 손이 만나기도 전에 천의 굴곡된 부분은 고정된 손의 등으로 덮쳐질 것입니다.
암석층은 천 보다는 훨씬 단단한 물질이지만 수백만년에 걸쳐 일정한 방향으로 가해지는 압력에 의해 실험용 천과 같이 접혀지는 것입니다. 탁자 위에서 실험한 경우 탁자가 단단하기 때문에 천은 위로 굴곡을 형성하지만 암석의 경우 일단 자체의 강도가 강하기 때문에 하부면에 공간이 있거나 무른 지반이 있는 경우 하부 방향으로도 굴곡을 형성할 수 있습니다.

즉, 라임스톤도 수백만년 동안 일정한 압력이 전달되었을 경우 아무리 거대한 라임스톤 암석층이라도 점차적으로 상부 방향이나 하부 방향으로 굴곡을 형성하는 것입니다. 지층에서 위로 솟은 아치형 부분을 배사층(Anticline)이라고 하고 아래로 굽은 홈통 부분을 향사(Syncline)라고 합니다.

지반의 움직임은 위에서 말한 습곡작용 외에도 압력의 방출이나 기타 스트레스 등에 의해 기존에 형성된 암석층을 부수게 되는데, 이렇게 부서진 암석의 단면 상태를 절리(Joints)나 단층(Faults) 이라고 합니다.

11) 절리 (Joints):
절리는 암석층의 지질학적인 개요를 설명하는 대표적인 개념으로 흔히 디지털 화면상에서 요동치고 있는 지반의 상태로 종종 묘사됩니다. 암석에서의 절리는 갈라짐이 거의 없는 단순한 잠재적 부서짐을 의미하는 것입니다. 라임스톤 암석층에서의 절리는 성곡층 (Bedding Planes)에 대하여 일정한 각을 갖는 여러 개의 수평적인 집합형태로 발생하며 채석 기사들은 보통 `조인트 세트|라고 부르고 있습니다. 2개 이상 교차된 조인트 세트를 조인트 시스템이라고 하며 암석층에서 조인트 세트에 의해서 보여지는 규칙성은 가해진 압력의 방향성에 의한 절리의 상태를 나타냅니다. 채석 기사들은 암석을 채석할 때 일정한 크기로 채석하는데 이 때 채석되는 암석의 크기는 암석의 무기질 조성과 조인트 배열을 고려하여 그 크기가 결정되어 채석되는 것이 보통입니다.

▶ 암석 구조 도해
앞에서 설명한 바와 같이 이미 형성된 라임스톤 층도 지각의 이동에 의해서 그 구조가 변할 수 있습니다. 이런 암석의 변화는 매우 복잡한 원인과 이유에 의해 이루어지게 되는데, 흔히 암석층이 휘거나 굽어지는 원인은 보통 3 방향으로 뒤틀림이 발생하게 되며, 여기서 발생하는 스트레스에 의해 암석이 굽어지고 부서지게 되는 것입니다.

이렇게 부서진 부분을 따라 움직임이나 이동이 없다면, 그런 부분을 `절리(Joint)라고 부르고, 암석층이 깊이 방향으로 심하게 부서진 경우에는 부서진 부분을 따라 서로 반대 방향으로 층이 이동하게 되는데 이렇게 부서진 부분을 `단층(Fault)이라고 합니다. 단층 부분에 근접된 암석은 부서지고 재결합되어 갈력암 대리석(Breccia Marble)의 근원이 되는 Fault Breccia를 형성하게 됩니다. 또 이런 현상의 상대적 개념으로 부서짐이 없이 굽어짐만 있는 층을 형성하게 되는데 이를 습곡(Fold)이라고 합니다.

단층에는 여러 가지 형태가 있지만 일반적으로 널리 퍼져 있는 것은 2개의 면을 접하고 있는 두 개의 분리된 덩어리가 서로 조금씩 미끄러지면서 생기거나 혹은 하나의 덩어리가 다른 한 개의 위로 천천히 밀려 오르는 형태로 발생되는 것입니다.
단층에 근접되어 부서진 암석들은 재결합되어 마블브렛시아 (갈력암대리석)의 근원이 됩니다. 이 때 잘게 부서진 모암이 재결합되지 못한 상태의 것을 `가우즈(Gouge)‘라고 합니다.

절리와 부서짐의 상태는 암석층의 상부로부터 물이 스며들게 하거나 하부로부터 마그마 등의 뜨거운 용액이 스며들게 하는 조건을 갖게 합니다. 이 때 고온의 마그마 용액이 높은 압력으로 분출되면서 조인트를 확장 시키거나 새로운 조인트를 형성해 암맥이나 결을 형성하게 됩니다. 이런 절리의 발생원인은 암석층에 겹겹이 쌓인 층 자체의 무게에 의해서도 발생될 수 있으며 암석층으로부터의 압력 제거에 의해서도 발생될 수 있습니다.

비교적 얕게 형성되는 순수한 라임스톤 층은 적당한 압력에 의해서도 재결정 될 수가 있습니다. 재결정시 1500∼2500℃의 범위의 온도를 갖고 안으로 스며드는 용액을 따라 결정성장이 촉진되거나 변형될 수 있습니다. 이런 재결정의 결과에 의해 낮은 등급의 변성암 마블과 비교되는 상대적으로 보다 견고하고 치밀한 마블이 형성되는 것입니다.

12) 변성암
변성암은 화성암이나 수성암 혹은 변성암 자체로부터 발생할 수 있습니다. 지반의 이동과 뜨거운 마그마의 증기로 인한 고온의 용액이 기존의 암석 구조에 침투하여 변성암이 형성됩니다. 일반적으로 변성작용은 더 밀착되고 과립상의 구조로 새로운 결정구조를 만들어 내는 것이라고 할 수 있습니다.
보통 순수한 마블은 대부분 흰색(때로는 산화철, 탄소, 사문석에 의해 색조가 있는) 라임스톤의 재결정에 의해 형성된 것입니다. 일부의 라임스톤은 부분적으로 스며 나오는 물에 의해서 변하기도 하지만 순수 지질학적인 마블은 열과 온도에 의해서 형성됩니다. 이 때 온도는 3,000∼10,000℃로 변화하며(혹은 그 이상으로) 압력은 수십만 Kgf/㎠ 이상으로 1만년 이상동안 암석들이 이런 환경에 노출되어 유연성이 증가되어 반죽 되고 굽어지는 등의 형태를 갖게 되는 것입니다.

변성작용의 주요한 형태는 `접촉변성(Contact)‘ 과 ’국부적변성(Regional)‘ 두 가지입니다.

▶ 접촉 변성 작용 (Contact Metamorphism):
접촉 변성작용은 뜨거운 마그마나 혹은 아주 뜨거운 용액 그리고 증기가 기존의 암석층으로 침투될 때 주변의 암석들이 높은 온도와 격렬한 용액의 활동에 노출되어 침투된 부분의 주위로 모여들면서 농축되어 형성되는 것입니다.

▶ 국부적 변성 작용 (Regional Metamorphism):
국부적 변성작용은 높은 온도와 거대한 압력에 의한 스트레스가 연합하여 나타나게 되며, 지표면의 판(덩어리)이 서로 충돌하거나 비켜갈 때 발생합니다. 이런 작용은 암석층이 서로 밀어내고, 잡아당기고, 비틀어 짜고, 잘라 내고, 늘려지는 등의 여러 가지 환경이 복잡하게 연출되어 산맥으로 형성되거나 혹은 강제적 압력에 의해 지반 하부로 들어가기도 합니다. 이런 국부적인 변성암의 특징은 얕은 층으로 형성 되는 것으로 자세한 사항은 다음과 같습니다. 암석을 형성시킬 수 있는 압력, 열, 화학적 환경은 아래와 같이 원래의 암석 광물조성과 조직, 결정구조를 변경시킬 수 있습니다.

① 열과 압력이 원래 암석의 광물구조를 불안정하게 하면 무기광물의 조성은 변화될 수 있습니다. 암석은 가해진 열과 압력에 견딜 수 있는 새로운 구조를 형성하기 위한 방법으로 변화됩니다. 즉, 새로운 광물의 성장과 화학적 결합을 유지하는 것이라 할 수 있습니다.

② 암석의 결정구조는 열, 압력, 뜨거운 용액에 영향을 받은 것에 의한 결과 만큼 변화합니다. 대부분 암석의 결정 입자들은 보다 크게 자라고, 원래의 암석이 라임스톤일 경우 미세한 칼싸이트 결정구조는 보다 커지고, 반면에 불순물들은 서로 합체 되어 새로운 광물로 변하거나 제거됩니다.

③ 원래 암석의 조직은 압력과 반대로 작용하는 힘에 의해서 변화하는 것이 보통입니다. 이런 작용은 암석의 입자들이 회전되고 변형되기 때문에 결정입자의 방위성과 결합각이 변하는 것이라 할 수 있습니다. 즉, 순수 변형작용에 의해서 암석이 단단해지고 결정입자의 강도가 커지는 것입니다. 변성암 마블에서 종종 볼 수 있는 광물의 분리와 유동 형태의 모양새에서 보여지듯이 혼합 시키는 힘과 압력이 입자를 변화 시키는 것입니다.

변성암은 매우 복잡, 다양하다고 할 수 있습니다. 지질학자들도 만족스럽게 체계화된 분류를 하지 못하고 있습니다. 그 뿐만 아니라 광물이나 암석이 어떻게 나오게 되었는지에 대해 서로의 의견에 동의하는 것 조차 어려워 하고 있습니다. 여기에서는 변성암을 구조적인 모양(조직)에 의해서 먼저 분류하고 그 다음에 조성에 의해서 분류하였습니다.

13) 호리에이센 (Foliation): 박막층 형성
암석의 광물들이 평행하게 면으로 배열되었을 때 엷은 평행한 면이 평행한 방향으로 쪼개지는 성질에 의해 호리에이션(Foliation)이 발생됩니다. 보통 국부적인 변성작용에 의해 호리에이션이 발생되며 평면으로 쪼개지려는 성질은 변성암의 평면성에 의한 특성이라 할 수 있습니다. 호리에이센은 원래암석(모암)의 층 형성에 의하거나 변성 작용하는 동안 광물 등의 합체에 의해서 발생하는 현상입니다.

14) 슬레이트 (Slate):
슬레이트에서 호리에이션은 운모(Mica), 활석(Talc), 녹니석(Chlorite)과 같은 극히 미세한 편암광물의 평행한 방향성에 의해서 발생합니다. 평평한 표면에 수직방향으로 압력이 가해지는 변성 환경 조건에 의해서 이런 광물들이 진화된 것이라 할 수 있습니다. 즉, 편암광물(Platy mineral)의 방향성이 분열(Cleavage)을 쉽게 촉진하는 것으로 이런 특성은 슬레이트의 기본 특성으로 자리잡아 단단하게 밀착되어 있으나 부서지기 쉬운 형태를 유지하게 되는 것입니다.

15) 쉬시트 앤 혼브랜드 (Schists and Hornblends):
변성 환경 조건이 백운모(Muscovite), 활석(Talc), 녹니석(Chlorite)등의 광물을 보다 큰 입자로 성장시킨다면 호리에이션의 일종인 편암성(Schistosity)이 더불어 발생하게 됩니다.
여기서 쉬시트(Schists)라고 하는 말은 비교적 큰 입자로 구성된 편암광물(Platy minerals)의 수평한 배열에 의해서 호리에이션이 발생하는 변성암의 거친 입자를 뜻하는 말입니다. 이런 쉬시트는 기본적으로 규산염이 많이 함유되어 있으며 석영(quartz), 운모(mica), 각섬석(hornblend) 등,각각의 조성에 따라 마이카쉬시트나 혼브랜드쉬시트로 구별합니다. 일반적으로 크리스탈라인쉬시트(Crystalline schist)가 편마암(Gneiss)보다 더 고운 호리에이션을 갖습니다.

16) 나이스 (Gneiss):
나이스는 서로 다른 그룹의 광물 층으로부터 형성된 호리에이션을 갖는 변성암입니다. 광물 입자들이 잡아 늘려지고, 가루로 잘게 부서지고, 광물이 상호 구분되어질 정도의 매우 뜨거운 환경조건에 처해 있기 때문에 입자들이 거친 암석이 된 것입니다. 나이스는 화강석과 비슷한 광물조성을 갖고 있지만 호리에이션에 의해 화강석과는 구별됩니다.
기본적으로 밝고 어두운 광물이 서로 평행하게 교대로 나타나는 반 연속적인 층에서부터 석재를 가로지르며 매우 굽어있는 여러 가지 두께로 잘 정렬된 층에 이르기까지 다양한 형태의 호리에이션이 나타납니다.

17) 설펜틴 (사문암-Serpentine, 녹색사문석-Verd Antique):
사문암은 탄산염이 없는 대표적인 마블입니다. 사문암은 광물이면서 동시에 암석입니다. 이 말은 암석이 주로 사문석 광물 (함수마그네슘규산염)로 구성되어 있다는 것을 의미합니다. 하지만 유통할 때에는 마블로 통칭합니다.
이 암석은 귀감람석(chrysolite), 활석(talc), 녹니석(chlorite)과 기타 녹색광물의 혼합물로 이루졌으며 뜨거운 증기에 의하거나 실리카나 마그네슘이 함유된 물의 활동으로 감람석(olivine,황록색광물)이나 휘석(pyroxene)의 화성암 광물이 변성하여 이루어 진 것입니다. 또한, 마그마에 의해 발생된 열이나 변성압력에 의해서도 형성이 가능합니다.
사문암의 확인은 색상에 의해 판단할 수 있는데, 보통은 여러 가지 색조의 녹색이고, 적색이나 갈색, 황색도 있습니다. 이 암석의 특징은 색상과 문양이 뱀의 반점이나 형태와 비슷하게 구성된 꾸불꾸불한 암맥(veining)이 존재 한다는 것입니다.
돌로마이트(Dolomite, 백운석)와 셀펜틴(Serpentine, 사문암)의 혼성 암석을 `오피칼싸이트 (Ophicalcite)|라고 합니다. 이 변종 암석은 여러 가지 모양의 사문암이 반점의 형태로 마그네슘 라임스톤(돌로마이트)의 결정체로 존재하는 것을 말합니다. 일반 상업적인 마블에 녹색이나 백색의 여러 가지 반점이 존재하고 있는 형태입니다. `오피칼싸이트|는 그리스 어원으로 `뱀|이나 `뱀과 같은|을 의미합니다. `셀펜틴|도 `뱀|의 어원이며 `오피(ophi)|라는 말은 그리스어로 뱀을 의미합니다.
사문암은 지질학자들 사이에서 암석의 화학작용과 형성에 대한 견해가 불일치하다는 아주 흥미로운 사실이 있습니다. 사문암은 강도가 약하고, 견고하지 못해 일반적으로 옥외용으로 사용하지 않습니다. 또, 일반 천연 마블의 세척에 사용하는 알카리성 세척제나 시멘트 등의 알카리성 성분에 의해 변색될 위험이 매우 높습니다.

슬레이트를 제외하고 대부분의 변성암은 바닥이나 벽체용 건축 석재로 사용되며, 훌륭한 광택을 나타내며 호리에이션이 있는 관계로 다른 변성마블과 쉽게 구별됩니다.

18) 논호리에이센 변성암 (Non-Foliated Metamorphic Rocks)
주로 접촉변성작용(Contact Metamorphism)에 의해 호리에이션이 없는 변성암이 형성됩니다. 가늘고 긴 입자를 제외하고, 보통 이런 암석은 한 개의 광물로 이루어졌기 때문에 구조가 일정하며 호리에이션 암석에서 볼 수 있는 광물조합의 분리나 혹은 전단압력, 뒤틀림 등이 나타나지 않는 특징이 있습니다.

19) 석영질샌드스톤 (Quatrz Sandstone):
이 암석은 석영암(규암)에서 변형된 논호리에이센 변성암입니다. (보통의 석영암은 주로 운모(mica)가 주요 성분이지만 40% 정도 다른 광물로 된 불순물을 함유하고 있어 이에 의해 호리에이션이 발생합니다.) 순수한 석영암은 광택을 낼 수 있으며 장식용 석재로 사용되고 있습니다.

20) 변성역암 (Metaconglomerate):
이 암석은 침전에 의한 형성된 역암이 적당한 열과 압력에서 변성된 것으로 개개의 작은 돌들이 최대한으로 늘려지거나 변형되고 혹은 서로 융해 되어 엉겨 있는 것입니다. 작은 돌들은 그들에게 가해진 스트레스를 그대로 받아들여 한정적인 선의 모양을 나타내고 있습니다. 즉, 적당한 열과 압력이 호리에이션을 제대로 유발시키지 못한 것으로 이런 암석은 저급의 변성암으로 구분됩니다.

21) 변성마블 (Metamorphic Marble):
이 암석은 라임스톤이나 돌로스톤으로 진화하는 논호리에이션 변성암의 일종으로 입자들은 일반적으로 크고, 서로 끌어당기고 있어 매우 단단한 결정구조의 암석을 형성합니다. 이미 설명 드린 것처럼 마블에 있어서 유동성이나 극한 변형에 의한 띠 모양의 무늬(부속광물이나 유기불순물의 줄무늬)는 일반적인 것입니다.
국부변성작용에 의한 마블은 특징적인 변형패턴에 의해서 구조적으로 표시가 나는데 예를 들면 촘촘하게 구성된 조직에서 서로 끌어당기는 입자들의 평행한 이격 모양 과 운모(mica)가 존재할 경우 칼싸이트 기반(matrix)안에 운모의 얇은 조각(mica flake)에 의해서 우선적인 방향성을 갖는 것입니다. 변성마블의 결정 입자들은 보통 한 방향으로 길게 배열되는 것을 볼 수 있는데 이런 현상은 원래 암석층의 접힘(folding)과 주름(plication)에 의해서 발생합니다. 또 운모나 운모의 형태와 같은 부속광물이 존재한다면 압력에 의해서 발생된 유동의 흔적인 것입니다.

라임스톤이나 돌로마이트의 접촉변성작용은 일정한 크기의 입자로 모자이크 된 마블을 만들어 내지만 국부적인 변성작용에 의한 마블은 조직이 물러 외부 건축용으로 사용하기에는 부적합 합니다. 순수한 라임스톤이나 돌로스톤의 무기 광물 조성(99% 칼싸이트)은 거의 비슷하고 단지 조직이 약간 다를 뿐입니다. 전형적인 변성마블은 설탕처럼 분명한 결정모양을 형성하고 있습니다. 그러나 조각용으로 사용할 만한 순수한 백색의 마블은 아주 드문 편입니다. 더 일반적인 것은 부속광물의 결석이나 층이 있고, 불순물이 섞인 마블입니다. 이런 마블이 순수한 마블에 비해 더 아름다운 매력을 제공하고 있습니다. 특정 부분에 상대적인 밝은 광택이 있는 변성마블이 불순물이 약간 섞여 있는 광택 있는 라임스톤에 비해 더 투명하게 보이며, 그 아름다움으로 인해 상업적인 마블로 많이 유통되고 있습니다.

지질학자들은 라임스톤의 형성에 영향을 주는 변성작용의 정도를 등급으로 나타내었습니다. 적은 열과 압력은 낮은 등급의 변성작용이고, 반면에 강한 압력과 열은 불순물이 적은 높은 등급의 변성암을 생성합니다. 일반적으로 변성마블은 기후나 오염, 마찰에 잘 견디는 반면에 강도는 강한 석재라 할 수 있습니다. 가끔 적당한 압력과 침투하는 용액에 노출된 퇴적 라임스톤이 간단한 재결정으로 순수한 마블로 형성되기도 합니다. 정확한 변성과정은 아니지만 시간이 지남에 따라 거대한 변성과정에 노출된 라임스톤은 시간이 지남에 따라 단단한 마블이 되는 것입니다.