Clay Mineralogy of the Soils Derived from Gray Shale

회색혈암(灰色頁岩)에서 유래(由來)된 토양점토(土壤粘土) 광물(鑛物)의 특성(特性)

A study was carried out to investigate the genesis and mineralogical characteristics of clay minerals in three different types of soil derived from the gray shale distributed in Kyeongbuk Province in Korea. The soils have been developed from parent materials of residuum (Daegu series, Sirye series), colluvium(Banho series), and alluvium (Bigog series) of the same origin of parent rock with a topographical sequence. The investigation mainly focussed on the mineralogical aspects of primary minerals of asnd and silt fractions, identification and quantification of clay minerals, and characterization of hydroxy-interlayered mineral (HIM) along with their chemical composition. The identification was done through analyses of chemical, X-ray diffraction, and thermal methods. The major clay minerals in the soils are illite, vermiculite, kaolin and HIM, while chlorite and mixed layer minerals such as illite/chlorite and illite/vermiculite were coexisted as a subsidiary minerals. The distribution of clay minerals, however, varies according to the location and types of parent material. In the soils derived from the parent material of residuum, the upper soil (Daegu series) shows higher of 2:1 type minerals such as illite, vermiculite, and HIM than 1:1 type mineral rich in the lower soil(Sirye series). Soils developed from the parent material of colluvium and alluvium were high in illlte and mixed layer minerals, but low in HIM compared with the residual soils. The predominant weathering sequence of the clay minerals in each soil could be inferred as follows according to the minerlogical distribution and quantification of clay minerals : Daegu series, illite ${\rightarrow}$ vermiculite ${\rightarrow}$ HIM ; Sirye series, vermiculite ${\rightarrow}$ kaolin minerals ; Banho sereies and Bigog series, illite ${\rightarrow}$ illlte/vermiculite and/or illite/chlorlte mixed layer ${\rightarrow}$ vermiculite.

경북(慶北) 일부(一部) 지역(地域)에 분포(分布)되어 있는 회색혈암(灰色頁岩)의 잔적층모재(殘積層母材), 붕적층모재(崩積層母材) 및 충적층모재에서 유래(由來)되고 지형적(地形的)으로 연쇄성(連鎖性)이 있는 토양(土壤)(대구통(大邱統), 시예통(詩禮統), 반호통(盤湖統), 비곡통(秘谷統))을 대상(對象)으로 토양점토광물(土壤粘土鑛物)에 대한 광물학적(鑛物學的) 특성(特性)과 생성과정(生成過程)을 구명(究明)하기 위해 모래, 미사(微砂), 점토(粘土)의 화학조성(化學組成), 광물(鑛物)의 분리동정(分離同定) 및 특성변화(特性變化)를 조사(調査)함과 아울러 수산화간층광물(水酸化間層鑛物)(Hydroxy-interlayered Mineral)의 해명(解明)과 특(特)히 점토광물(粘土鑛物)의 정량(定量)을 시도(試圖)하였던 바, 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 점토광물(粘土鑛物)의 분포(分布)는 표고별(標高別) 모재(母材)의 형태(形態)에 따라 상이(相異)하였으며 주요(主要) 광물(鑛物)은 illite, Vermiculite, Kaolin 광물(鑛物), 그리고 수산화간층광물(水酸化間層鑛物)이며, 부광물(副鑛物)로 혼재(混在)하는 광물(鑛物)은 illite와 Chlorite 또는 Vermiculite의 혼층광물(混層鑛物)과 chlorite였음. 2. 잔적층모재토양(殘積層母材土壤)의 점토광물(粘土鑛物) 분포(分布)에서 시예통(詩禮統)은 Kaolin광물(鑛物) 조성(組成)이 높은 반면 상부(上部)에 위치(位置)하고 토양발달(土壤發達)이 상대적(相對的)으로 낮은 대구통(大邱統)에서는 illite, Vermiculite 및 수산화간층광물(水酸化間層鑛物)의 2:1형(型) 점토광물(粘土鑛物) 분포(分布)가 높았음. 3. 붕적층(崩積層)과 충적층모재 토양(土壤)에서는 illite와 혼층광물(混層鑛物)의 조성(組成)이 높았으며 수산화간층광물(水酸化間層鑛物)의 조성(組成)은 잔적층모재(殘積層母材) 토양(土壤)에 비해 낮았다. 4. 토양점토광물(土壤粘土鑛物)의 생성과정(生成課程)은 대구통(大邱統) ; illite ${\rightarrow}$ vermlculite ${\rightarrow}$ 수산화간층광물(水酸化間層鑛物), 시예통(詩禮統); Vermiculite ${\rightarrow}$ Kaolin 광물(鑛物), 반호통(盤湖統)과 비곡통(秘谷統) ; illite ${\rightarrow}$ illite/Vermiculite 또는 chlorite 혼층광물(混層鑛物) ${\rightarrow}$ Vermiculite의 풍화단계(風化段階)가 우세(優勢)하게 진행(進行)되는 것으로 추정(推定)되었다. 5. 점토광물(粘土鑛物)의 정량분석(定量分析) 결과(結果), vermiculite함량(含量)은 반호통(盤湖統)과 비곡통(秘谷統)(12%), Kaolin광물(鑛物)은 시예통(詩禮統)(18%), 그리고 수산화간층광물(水酸化間層鑛物)은 대구통(大邱統)(22%)에서 높았다.