초록 ▼

본 연구는 요업원료광물 중 가장 중요한 고령토, 장석, 및 도석의 광물학적 및 성인적 특성에 관한 연구로서 국내 중요 고령토, 장석 및 도석광석에 대하여 편광현미경, X선회절분석, ICP분석, 전자현미분석, 각종 전자현미경(TEM, SEM, HRTEM)분석, 열분석, 적외선분광분석 등의 기기를 사용하여 연구되었다. 고령토는 주로 할로이사이트(-86％), 캐올리나이트(-73％), 버미큘라이트(-17％, 평균 5％), 혼합층 일라이트-스멕타이트(1-17％, 평균 5％), 및 다양한 양의 사장석으로 구성되어 있으며 소량의 혼합

본 연구는 요업원료광물 중 가장 중요한 고령토, 장석, 및 도석의 광물학적 및 성인적 특성에 관한 연구로서 국내 중요 고령토, 장석 및 도석광석에 대하여 편광현미경, X선회절분석, ICP분석, 전자현미분석, 각종 전자현미경(TEM, SEM, HRTEM)분석, 열분석, 적외선분광분석 등의 기기를 사용하여 연구되었다. 고령토는 주로 할로이사이트(-86％), 캐올리나이트(-73％), 버미큘라이트(-17％, 평균 5％), 혼합층 일라이트-스멕타이트(1-17％, 평균 5％), 및 다양한 양의 사장석으로 구성되어 있으며 소량의 혼합층 녹니석-버미큘라이트, 혼합층 흑운모-버미큘라이트, 침철석, 적철석, 스멕타이트, 깁사이트, 리치오포라이트 및 산화티탄 광물이 함유된다. 고령토에는 50-61％의 공극율을 갖는 비교적 단단한 할로이사이트질 고령토와 46-52％의 공극율을 갖는 캐올리나이트의 세립입자들이 치밀하게 엉켜 붙어서 서로 연결된 주름진 벽과 공극으로 구성된 다양한 형태의 다공질 망상구조를 가지고 있음이 처음으로 밝혀졌다. 망상구조는 사장암에 발달된 미세열극에 따라 할로이사이트와 캐올리나이트가 침전되고 나서 사장석이 용해되어 생성되었다. 양이온 수지계산에 의하면 대부분의 Na와 Ca 그리고 다량의 Si와 Al이 고령토 생성시 침출제거되었다. 고령토 구성광물들의 화학조성과 광물학적 특성이 자세히 밝혀졌으며 또한 사장석, 녹니석, 흑운모, 각섬석 및 일라이트가 풍화되어 고령토광물이 생성되는 과정이 밝혀졌다. 할로이사이트질 고령토는 주로 경사가 비교적 급한 지역에서 배수조건이 양호한 곳에서 그리고 캐올리나이트질 고령토는 경사가 완만하고 배수조건이 불량한 곳에서 우세하게 산출된다. 국내에서 요업원료로서 개발되고 있거나 개발실적이 있는 26개 장석광상에 대한 연구결과 성인별로 1. 우백질화강암 및 이의 열수변질물, 2. 반상흑운모화강암, 3. 변성기원 페그마타아트질 미그마타이트, 4. 페그마타이트, 5. 규장반암기원으로 분류된다. 경기, 충남북지역은 전부가 1형에 해당하며 전북, 전남, 경남지역은 1개소만 3형이고 나머지는 전부가 4형의 성인으로 된다. 이에 비해 경북, 강원지역은 전기한 5개의 유형이 모두 포함되고 있다. 장석광물은 주로 정장석, 미시장석, 퍼어다이트, 앨바이트로 구성되며 서로간에 약간씩의 고용체성분을 함유한다. 일부 페그마나이트와 변성기원 광상에서 oilgoclase가 수반되며 특히 경남 산청의 사월광산(우백질화강암편마암기원)에서 사장석이 andesine으로 되어 있다. 그리고 2개 지역에서 희소하게 hyallophane장석이 확인되었다. 장석광상에 수반되는 불순물로는 흑운모가 가장 많으며 열수변질에 수반된 일부의 석류석, 변성기원의 각섬석, 페그마타이트의 전기석 등이 장애가 되는 광물이다. 그러나 열수변질에서 생성된 견운모, 사장석의 albitization과 동시에 생성된 carbonitization에 의한 방해석 등은 처리, 제거가 불가능하나 요업원료로서의 장애요인이 아니기 때문에 문제시 되지는 않는다. 장석광상의 암석화학적인 특징으로는 SiO?:Al?O? 및 SiO?:K?O+Na?O가 역비례 관계되는 경향성이 있는 것과 Rb:Sr비가 일반적인 화강암과는 반대로 Rb이 월등이 많은 함량을 갖는 것이 특징이다. 또한 회토류분석치에 의한 chondrite normalized pattern은 전기한 1형과 2형은 산성화강암의 경향을 보이나 여타의 광상은 일정한 경향성이 없다. 일반적으로 장석의 부화가 현저한 암석에서 Eu의 positive anormaly를 보여준다. 따라서 희토류의 분석치가 미립의 장석광상의 동정에 활용될 수 있을 것으로 본다. 페그마타이트에 수반된 전기석의 성분은 schorl로서 dravite와 고용체를 이루고 있는 peraluminous granite 기원 및 Li-poor granitoid에 수반된 페그마타이트인 것을 의미한다. 국내 장석광상은 생성시기가 대보화강암과 동원의 것이 많지만 변성기원은 선캠브리아기이며 반암을 관입한 것 중에서 1300Ma 및 300Ma로 연대측정이 된것은 광화시기 및 주변의 화강편마암의 기원을 재고해야 한다고 본다. 도석은 1) 암맥상, 2) 화산암질 및 응회암질 퇴적암, 및 3) 납석광상 주변변질암으로 산출한다. 우리나라의 도석을 구성광물에 따라 일라이트질, 장석질, 카오린질, 혼합층광물질의 4종류의 도석으로 구분하였고, 도석의 주구성광물에 대한 산상 및 광물학적 특성이 자세히 연구되었다. 그리고 도석은 산성의 열수용액에 의한 유문암 및 응회암 등의 변질에 의한 것임이 밝혀졌다. 일라이트질 도석은 전국에 걸쳐 산출되지만 고령토질 도석은 전남의 남서부일대에 한정되어 산출하며 혼합층광물질 도석은 강원도 남부 및 경북 북부지방에서 산출한다.

Abstract ▼

Mineralogical and genetic studies of major ceramic raw minerals including kaolin, feldspars and pottery stones in Korea have been performed using various laboratory equipments including the polarizing microscope, X-ray diffraction, induced coupled plasma spectroscope, electron microprobe, electron m

Mineralogical and genetic studies of major ceramic raw minerals including kaolin, feldspars and pottery stones in Korea have been performed using various laboratory equipments including the polarizing microscope, X-ray diffraction, induced coupled plasma spectroscope, electron microprobe, electron microscopes (TEM, SEM, and HRTEM), thermal analyzer and infrared absorption spectrometer. Kaolin inthe Hadong-Sancheong area consists chiefly of halloysite (up to 86％),Kaolinite(up to 73％), vermiculite (up to 17％, average 5％), mixed-layered illite-smectite (up to 17％, average 5％) and varying amount of plagioclase with minor mixed-layered chlorite-vermiculite, mixed-layered biotite-vermiculite, goethite, hematite, gibbsite, lithiophorite and titanium oxide. There are two types of kaolin, that is, the comparatively rigid halloysitic kaolin which consists chiefly ofhalloysite and has the porosity of 50-61％, and the soft kaolinitic kaolin which consists chiefly of kaolinite and has the porosity of 46-52％. It has been firstly found that the boxwork fabric in whichnumerous thin or thick halloysite or halloysite-kaolinite walls are interconnected into a microscopically porous cellular pattern is widely developed in the kaolin formed by weathering of anorthosite. The boxworkfabric was formed by precipitation of kaolin minerals along the microfissures of dissolving anorthosite in the early stage and subsequentrapid dissolution of remaining plagioclase in the late stage of weathering. Cation balance calculation shows that Al was significantlymobilized during the formation of the boxwork in the weathering environment. The well-developed micro-fissures, the high dissolution rate of calcic plagioclase, and the rapid flow of groundwater in the relatively steep topography have been the factors controlling the formation of the porous boxwork in the kaolin. Halloysitic kaolin is developed in the relatively steep or well-drained area, whereas thekaolinitic kaolin is in the gentle or poorly-drained area. The feldspardeposits studied are divided into 5 genetic types : 1) the leucogranite,2) porphyritic granite, 3) pegmatitic magmatite, 4) pegmatite, and quartz-feldspar porphyry. The feldspar deposits in the Kyunggi and Chungnam Provinces consist entirely of type 1, whereas those in theJeonbug, Jeonnam and Kyungnam Provinces consist chiefly of type 4 withrare type 3. However, all of 5 types are found in the Kyungbug and Kangweon Provinces. Feldspar minerals consist of orthoclase, microcline, perthite and albite with minor oligoclase, andesine or rarely hyallophane. Impurity minerals in feldspars are biotite, garnet, hornblende, calcite and sericite. Feldspar deposits are characterized bynegative correlation of SiO? to Al?O? and of SiO? to (K?O+Na?O), and by high Rb/Sr ratios. Potential feldspar deposite are usually characterized by the positive anomaly in Eu. The chondrite normalized pattern of rare elements shows a tendency close to the acidic granite in the feldspar deposits of types 1 and 2, but no definite tendency in other types. Tourmaline consists of solid solution of schorl and minor dravite, suggesting that it is peraluminous granite pegmatiteor pegmatite associated with Li-poor granitoid. Most of feldspar deposits are assumed to be connected with the Jurassic Daebo granite inorigin, but those in metamorphic rlcks are Precambrian, whereas porphyries are all Cretaceous. However, it is significant to mention that two pegmatite samples in the Precambrian gneiss and schist dated 1300Ma and 300Ma, respectively. Pottery stones occur as dykes, volcanicor tuffaceous sediments, or alteration products around pyrophyllite deposits. They are divided into four types : illitic, kaolin, feldspar,and mixed-layered mineral pottery stones. Occurrence and mineralogicalproperties of constitutent minerals of pottery stones were examined in detail. Especially the mineralogy of the Li-bearing interstratified chlorite-smectite in pottery stone was studied in detail. Pottery stoneswere formed from rhyolite or tuff by acidic hydrothermal alteration. Theillitic pottery stones are widely distributed in Korea, but the kaolinitic pottery stones are limited to the southwestern part of Jeonnam Province. The mixed-layered mineral pottery stones are found in the southern Kangwon and northern Kyungbug Provinces.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...10
• 제 2 장 연구방법...11
• 제 3 장 결과...12
• 제 1 절 고령토...12
• 제 2 절 장석...14
• 제 3 절 도석...16
• 제 4 장 고찰...19
• 제 1 절 고령토...19
• 제 2 절 장석...20
• 제 3 절 도석...20
• 제 5 장 결론...22
• 제 6 장 참고문헌...24
• 제1 세부목차...26
• 제 1 장 서론...28
• 제 2 장 연구방법...30
• 제 3 장 연구결과...31
• 제 1 절 고령토광상...31
• 제 2 절 고령토의 화학조성과 광물조성...34
• 1. 화학조성...34
• 2. 광물조성...36
• 제 3 절 고령토 구성광물의 광물학적 특성...39
• 1. 할로이사이트...39
• 2. 캐올리 나이트...48
• 3. 버미클라이트...56
• 4. 녹니석/버미클라이트 혼합층광물...66
• 5. 일라이트/스멕타이트 혼합층광물...71
• 6. 산화철 및 수산화철광물...76
• 제 4 절 고령토의 조직...85
• 1. 용해조직...86
• 2. 침전조직...87
• 3. 교대조직...124
• 제 5 절 풍화작용에 의한 점토광물의 생성...168
• 1. 서론...168
• 2. 사장석의 풍화...169
• 3. 각섬석의 풍화...184
• 4. 녹니석의 풍화...185
• 5. 흑운모의 풍화...193
• 6. 산화철 및 수산화철 광물의 생성...199
• 7. 깁사이트의 생성...201
• 제 4 장 고찰...202
• 1. 열수 또는 풍화 ?...202
• 2. 고령토광상 형성조건...203
• 제 5 장 결론...207
• 참고문헌...210
• 제2 세부목차...225
• 제 1 장 서론...227
• 제 2 장 연구방법...229
• 제 1 절 문헌조사...229
• 제 2 절 현지조사...229
• 제 3 절 실내실험...229
• 제 3 장 연구결과...231
• 제 1 절 경기,충남지역...231
• 1. 장석광산 부근의 지질과 광상...231
• 2. 모암과 광석의 광물조성...236
• 3. 화학성분과 암석화학...239
• 4. 회토류 원소...249
• 5. EPMA와 XRD동정...257
• 제 2 절 강원,경북,충북지역...258
• 1. 장석광산 부근의 지질과 광상...258
• 2. 모암과 광석의 광물조성...267
• 3. 화학성분과 암석화학...272
• 4. EPMA 동정...280
• 5. 회토류 원소(REE)...284
• 제 3 절 전남,전북,경남 지역...290
• 1. 장석광산 부근의 지질과 광상...290
• 2. 화학성분과 암석화학...294
• 3. EPMA와 XRD동정...303
• 4. 회토류 원소...303
• 5. 전기석의 광물화학...309
• 6. 광상 생성시기...312
• 제 4 장 고찰...314
• 제 1 절 성인에 관한 고찰...314
• 1. 우백질 화강암 및 열수변질의 기원...314
• 2. 장석 반상화강암...315
• 3. 페그마타이트질 미그마타이트...315
• 4. 석영 장석 반암...316
• 5. 페그마타이트...316
• 제 2 절 장석의 광물학적 고찰...317
• 1. 장석의 결정형태...317
• 2. 장석의 화학성분...317
• 제 3 절 생성시기에 관한 고찰...319
• 제 4 절 불순물에 관한 고찰...319
• 제 5 절 회토류 및 Rb-Sr성분에 대한 고찰...320
• 제 6 절 전기석의 광물화학적 고찰...321
• 제 5 장 결론...322
• 제 6 장 참고문헌...324
• 제3 세부목차...327
• 제 1 장 서론...328
• 제 2 장 연구방법...329
• 제 3 장 결과...331
• 제 1 절 우리나라 도석의 종류 및 분포상태...331
• 1. 도석의 정의 및 범위...331
• 2. 우리나라 도석의 종류...332
• 제 2 절 도석의 산출상태와 구성광물336
• 2. 화산암류와 퇴적암내에 국부적으로 배태된 도석...338
• 가. 보배광산...338
• 나. 고사리 광산...343
• 다. 대백광산...348
• 라. 부곡광산...348
• 3. 납석광산의 주변 변질대로 산출하는 도석...350
• 제 3 절 구성광물의 광물학적 특성...351
• 1. 일반적인 도석의 주성분 광물...351
• 2. 일라이트 및 운모/스멕타이트 혼합층광물...351
• 3. 녹니석/스멕타이트 혼합층광물...370
• 4. 카오린광물...377
• 5. 장석...379
• 6. 석영...380
• 7. 기타광물...380
• 제 4 절 도석의 조직적 특성...382
• 1. 편광현미경 관찰...382
• 2. 입도분포상의 특성...384
• 제 5 절 도석의 지화학적 특성...389
• 1. 주성분 원소...389
• 2. 미량성분 및 회토류원소...390
• 제 4 장 고찰...396
• 제 1 절 산출상태와 구성광물에 대한 고찰...396
• 제 2 절 도석의 형성과정에 대한 고찰...398
• 제 5 장 결론...402
• 제 6 장 참고문헌...407