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노진환 ( Jin Hwan Noh ),홍진성 ( Jin Sung Hong ) 한국광물학회 2010 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.23 No.4
제3기 마이오세 화성쇄설성 퇴적층인 범곡리층군의 주요 구성 암층인 부석질 응회암의 흡착기능성 광물자원으로서의 자원잠재성을 평가하기 위하여 그 응용광물학적 특성 및 그 규제 요인에 대하여 해석하였다. 장기 지역 범곡리층군에서 주된 암상을 이루는 부석질 응회암은 속성변질 되어 저품위 제올라이트 및 벤토나이트를 이룬다. 이들은 부석편의 존재로 인한 성분적 특수성에 기인하여 일부 광석들은 양이온치환 능력, 비표면적 및 산성의 pH 농도와 연관된 우수한 흡착기능성을 나타낸다. 이 흡착기능성 광물질에서 낮은 pH 농도를 유발하는 것은 주로 결정구조상 층간에 수소 이온을 갖는 H-스멕타이트의 존재에 의한 것으로 밝혀졌다. 이 H-스멕타이트는 층간 교환성 양이온으로서 수소 이온의 존재에 의해 결정구조상 불규칙성이 야기되어 엽편상의 결정 가장자리가 다소 말린 형태를 보이고, X-선회절 분석에서는 (001) 회절선을 비롯한 주요 기저 회절선들이 일반적인 Ca-유형의 스멕타이트에 비해 상대적으로 낮은 강도를 보이 것이 특징이다. 이 H-스멕타이트의 원물질 해석과 광물 공생 관계를 토대로 이 독특한 점토광물의 생성 모델을 제시하였다. 즉, 부석질 유리편이 속성과정 동안에 필연적으로 야기되는 수화·변질의 결과로 규산이 해리되면서 생성된 수소 이온에 의해 공극수의 pH 가 감소되어 단백석이 생성됨으로써 스멕타이트의 생성을 조장한 것으로 여겨진다. 강한 산성을 유발하는 이같은 H-스멕타이트의 존재에 의해서 범곡리층군의 저품위 흡착기능성 광물자원의 산업적 효용도, 특히 산성백토나 상토 부문 등에서 긍정적으로 평가될 수 있을 것으로 여겨진다. Pumiceous tuffs occurring in the Beomgockri Group are examined applied-mineralogical characteristics and their controling factors to evaluate their potentials as the adsorption-functional mineral resources. The pumiceous tuffs are diagenetically altered to low-grade zeolites and bentonites in the Janggi area. Compositional specialty due to the presence of pumice fragments induces the altered tuffs to exhibit the characteristic adsorption property combined with cation exchange capacity, specific surface area, and acidic pH. Unusual lower pH in the adsorption-functional mineral substances is turned out to be originated from the presence of H-smectite having H+ in the interlayer site of the sheet structure. On account of disordered crystallinity resulting from the exchanged H+ in the interlayer site, the smectite commonly forms crenulated edges in the planar crystal form and exhibits characteristic X-ray diffraction patterns showing comparatively lower intensities of basal spacings including (001) peak than conventional Ca-smectite. Based on the interpretation of paragenetic relations and precursor of the H-smectite, a genetic model of the peculiar clay mineral was proposed. The smectite formation may be facilitated resulting from the precipitation of opal-CT at decreasing pH condition caused by the release of H+ during diagenetic alteration of pumice fragments. Because of the acidic smectite, the low-grade mineral resources from the Beomgockri Group may be applicable to the adsorption industry as the raw materials of acid clays and bed-soil.
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