한국광물학회지 (Journal of the Mineralogical Society of Korea)

  • 제17권3호
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  • Pages.245-265
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  • 2004
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  • 1225-309X(pISSN)
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  • 2288-7172(eISSN)
한국광물학회 (The Mineralogical Society of Korea)
권호 표지

일본 벤토나이트 광상의 부존특성 및 광석의 물리화학적 특성

Occurrences and Physicochemical Properties of Japanese Bentonite Deposits

  • 송민섭 (한국지질자원연구원 지질기반정보연구부) ;
  • 고상모 (한국지질자원연구원 지질기반정보연구부) ;
  • 발행 : 2004.09.01
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초록

일본의 제3기 퇴적분지 내 분포하는 주요 벤토나이트 광상인 Myogi, Tsukinuno, Dobuyama 및 Kawasaki 광상의 산상과 성인을 비교하였으며, 각 광상에서 산출되는 대표적 벤토나이트를 대상하여 광물학적 특성 및 물리화학적 특성이 비교되었다. 일본에서 산출되는 벤토나이트 광상은 신생대 제3기 마이오세기～플라이오세기에 형성된 녹색응회암대 내에 주로 분포한다. Myogi, Tsukinuno 및 Kawasaki 광상은 속성변질작용에 의해, Dobuyama 광상은 열수변질작용에 의해 형성 되었다. 속성변질광상인 Myogi, Tsukinuno 및 Kawasaki 광상은 층상형 또는 성층형 광체형을 보이나 열수변질광상인 Dobuyama 광상은 콘형의 광체형을 나타낸다. 이 광상들의 형성 시기는 1.8～21 Ma까지 넓은 년대 범위를 보이나 대체로 초기～중기 마이오세기에 형성되었다. 몬모릴로나이트 함량비가 가장 높은 Dobuyama 광석이 높은 표면적, CEC, MB 흡착량 및 강도 값을 보인다 몬모릴로나이트 함량비도 다소 높고 Na-형인 Tsukinuno 광석은 강 알카리성, 높은 점도 및 팽윤도를 보인다. Na-Ca 혼합형인 Kawasaki 광석들은 Na-형에 비해서는 낮은 점도와 팽윤도를 보이나 Ca-형인 Dobuyama 보다는 다소 높다. 제올라이트 함량비가 높은 Myogi 광석은 Na-형이나 몬모릴로나이트 함량비가 가장 낮기 때문에 낮은 점도, MB 흡착량, 강도값을 나타내나 CEC와 표면적 값은 다소 높다. 이는 제올라이트의 영향으로 생각된다. 대체적으로 수용액계에서 Na-형은 강한 분산이 초래되나 Ca-형은 응집이 보다 강하게 일어나며, 두 유형 모두 매우 서서히 응집이 초래되었다. 벤토나이트의 물성은 몬모릴로나이트의 함량, 층간 양이온종이나 불순광물(특히 제올라이트)에 의해 주로 규제되는 시료도 있지만, 몇 시료는 이와 일치되지 않는다. 이는 이 연구에서 확인치 못한 몬모릴로나이트의 층전하 간과 같은 결정-화학적 및 몬모릴로나이트의 형상비와 같은 결정 형태적 특성에 의한 영향일 것으로 해석 된다.

This study was to compare the geological occurrences and geneses of the Myogi, Tsukinuno, Dobuyama and Kawasaki bentonite deposits distributed in the Tertiary sedimentary basins of NE Japan, and to compare the mineralogical and physicochemical properties of their bentonites. The Japanese bentonite deposits are mainly distributed in the Green-tuff region which was formed in Neogene. The shape of ore body of the Myogi, Tsukinuno and Kawasaki deposits formed by the diagenesis are layered and stratiform. In contrast to this, the Dobuyama deposit formed by hydrothermal alteration shows the cone shape. The mineralization age of four deposits are 1.8 ～ 21 Ha from Early Miocene to Pliocene. The Dobuyama bentonite with the highest montmorillonite content shows the highest surface area, CEC, MB adsorption, and strengths. The Tsukinuno bentonite with a little high montmorillonite content is characterized by strong alkalinity, high viscosity and swelling. The Kawasaki bentonite, the Na-Ca mixed type, shows higher viscosity and swelling than the Ca-type Dobuyama bentonite. The Myogi bentonite with the lowest montmorillonite content shows the properties of low viscosity, In adsorption, strengths and a little high CEC and surface area. The high CEC and surface area of this deposit is due to the sufficient occurrence of zeolite. A strong dispersion in the Na-type bentonite and a strong flocculation in the Ca-type bentonite took place, and both the types show a slow flocculation with time. The physicochemical properties of the bentonite are mainly controlled by the montmorillonite content, interlayer cations, and impurity minerals such as zeolite. But bentonites inconsistent to this factors are sometimes occurred. This is maybe due to the crystal chemistry such as layer charge of montmorillonite and crystal morphology of montmorillonite such as aspect ratio.

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