영국 산업혁명 디딤돌 '점판암(슬레이트)' 암석표본 천연원석 탐구
우리가 흔히 말하는 '슬레이트'가 바로 '점판암(粘板巖 Slate 슬레이트)' 입니다.
점판암 즉, 슬레이트는 주로 주택 지붕, 바닥재 등 건축자재로 많이 쓰였기 때문에 친숙한 암석입니다.
점판암은 특별한 역사를 가지고 있습니다.
18세기 영국 산업혁명의 근간이 된 웨일스(Wales) 점판암 광산은 세계적으로도 유명합니다.
18세기 영국에서는 주택 지붕이나 바닥재 등 건축자재로 점판암 수요가 대단했습니다.
점판암 광산은 석탄 및 철광 광산과 더불어 채굴한 광물들의 대량 운송 수단인
증기기관차를 상용화하도록 촉진함으로써 영국 산업혁명의 디딤돌이 됩니다.
(관련 역사는 포스트 아래 부분에서 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠습니다.)
탐구할 점판암 표본 사이즈는 크기 26.0 X 15.4 X 4.6cm, 무게 2,456g 입니다.
치밀한 입자로 구성돼 사이즈에 비해서 매우 무겁습니다.
이 점판암은 퇴적암인 이암(Mudstone)이나 셰일(Shale)이
낮은 수준의 변성작용(열과 압력)을 받아서 생성된 것입니다.
점판암의 대표적인 특징은
판상구조(Slaty cleavage)의 엽리(葉理, Foliation)로,
일정한 방향으로 얇게 벗겨지는 성질을 말합니다.
균일한 미세 입자로 이루어져 있고
현미경으로만 식별 가능할 정도입니다.
점판암은 압축에 강하고 내수성 뛰어나 내구성이 뛰어난 편입니다.
두드리면 금속성 소리를 냅니다.
또한 물 흡수가 적어 방수성도 우수합니다.
*엽리(葉理, Foliation)와 층리(層理, Bedding)
엽리는 변성암에서 나타나는 모든 반복되는 면 구조,
압력방향에 수직으로 발달하는 면상의 구조.
층리는 퇴적암 등의 퇴적 구조에서 보이는 평행한 줄무늬.
엽리와 층리는 일반적으로 단층의 두께에 의해 구별되는데,
보통 단층 두께가 1cm 이하인 것을 엽층이라 하여 1cm 이상의 단층과 구별하고,
이 양자에 대응하는 성층(成層)상태를 엽리(1cm 이하)와 층리(1cm 이상)라 함.
특이하게도, 이 점판암 표본에는 미세한 금(Au, Gold) 입자가 붙어있습니다.
금 하면 보통 석영(맥)을 생각하게 되는데요.
금이 왜 점판암에도 붙어 있을까요?
이 부분은 좀 더 연구해봐야 할 대상입니다.
- 점판암(粘板巖, Slate 슬레이트)
점판암은 셰일이 광역변성작용을 받는 첫번째 단계에서 만들어지는
셰일이 지하에서 압력과 열을 받음으로써
압력 방향에 수직으로 판판하게 단단해진
검은 빛깔의 치밀한 변성암입니다.
점판암은 변성암에 속하지만
열과 압력이 낮은 단계의 광역변성작용에 의한 변성암으로
재결정 작용은 거의 일어나지 않아 구성 광물 입자의 크기는
현미경으로도 잘 구별되지 않을 만큼 매우 작습니다.
암석은 세립인 채로 있어 퇴적암으로 분류하기도 합니다.
점판암은 이질(泥質) 또는 점토질의 퇴적암 또는 세립(細粒)의 응회암 등이
잘 발달한 편리(片理)를 나타내고
편리를 따라 박판상(薄板狀)으로 쪼개지는 성질을 가지고 있습니다.
쪼개짐이 발달하여 판 모양으로 잘 쪼개지는 특성 때문에
납작한 박판으로 쪼개지는 성질을 이용하여 기와나 석반(石盤) 등으로 쓰입니다.
광역변성작용(열+압력) 변성암 - 점판암(Slate 슬레이트)
영어 단어 'Slate(슬레이트)'에서 알 수 있듯이
원래 '슬레이트'란 점판암을 가공하여 만든 기와를 뜻하기도 합니다.
점판암으로 만든 천연 슬레이트 지붕은
과거 한국에서도 '돌너와집'이란 이름으로 존재했습니다.
점판암 주용 산출지는 영국, 스페인, 중국 등 입니다.
우리나라에서는 조선 누층군 묘봉층의 대부분과
옥천 누층군의 일부가 점판암으로 구성되어 있습니다.
한편, 우리가 흔히 '검은 대리석'이라고 부르는 암석도
'점판암의 일종인 오석'인 경우가 대부분입니다.
점판암의 용도는 슬레이트 지붕, 바닥재, 건축자재, 석판, 벼룻돌 따위에 사용합니다.
파인 슬레이트는 나이프를 연마하는 숫돌로도 사용할 수 있습니다.
또한, 우수한 전기 절연체이며 내화성이 있기 때문에
20세기 초반에는 전기 배전반 및 대형 전기모터용 릴레이 제어장치를 만드는 데 사용되었습니다.
- 18세기 영국 산업혁명의 디딤돌이 된 웨일스(Wales) 점판암 광산
1760년대부터 1840년대까지 약 80년간 지속된 1차 산업혁명은
영국에서 시작되어 유럽, 미국을 거쳐 전 세계로 확산된 변혁의 물결입니다.
이 혁명 핵심은 증기기관의 발명입니다.
1712년 토마스 뉴커먼이 처음으로 실용적인 증기기관을 발명한 이후
1769년 제임스 와트는 증기기관의 효율성과 범용성을 갖춘 개량형 증기기관을 선보였습니다.
수력이나 풍력에 의존하던 기존의 생산 시스템에서 벗어나
석탄과 같은 화석 연료를 사용하여 안정적이면서 막대한 동력을 얻게 됩니다.
이는 석탄과 철광을 비롯한 광물 자원 광산, 공장, 운송 등 다양한 산업 분야에 혁신을 가져왔습니다.
증기기관의 등장은 인류가 자연 에너지를 효과적으로 이용할 수 있게 되었다는 것을 의미합니다.
증기기관의 발명과 기계화의 도입으로 인해 생산 방식, 물류 운송, 사회 구조까지
근본적으로 변화하며 오늘날 우리가 누리는 산업 문명의 기초를 마련하게 됩니다.
증기기관을 이용한 기계화의 도입은 생산성을 폭발적으로 증가시켰고
제품 가격을 낮추어 대량 소비 시대를 열었습니다.
또한 도시로의 인구 이동을 가속화하여
도시의 성장과 산업 중심 사회의 형성을 촉진시켰습니다.
영국 산업혁명 초기, 영국 웨일스(Wales)는 광업과 금속 가공업이 발달하면서
농경사회에서 산업국가로 전환하는 계기가 되었으며
광산 개발로 인해 인구가 급속하게 증가하게 됩니다.
웨일스의 광산들 중에는 거대한 '점판암 광산'이 있었습니다.
웨일스의 점판암 품질 우수성은 세계적으로 유명합니다.
세계 주요 점판암 산출국인 스페인산이나 중국산의 점판암 사용 수명은 50~60년 정도지만
웨일스의 점판암은 200년 이상이라고 합니다.
18세기 당시에는 석탄이나 철광석 광물 이외에도 건축자재인 점판암 수요가 많았습니다.
그 당시에 영국 웨일스 점판암 광산과 증기기관차의 발명은 서로 밀접한 관련이 있습니다.
웨일스 광산에서 채굴한 점판암을 영국 전역으로 운송할 수단인 증기기관차가 등장한 것입니다.
아무튼, 웨일스 점판암 광산은 영국 산업혁명의 중심에서 디딤돌 역할을 했습니다.
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