• 한국토양비료학회지
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• 제31권호
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• pp.36-44
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• 1998

우리 나라에서 토양의 점토광물에 관한 최초의 연구는 1958년 김제지방의 답 토양에 관한 연구로 (Dewan, 1958)시작되었다. 1960년대 시작하여 1970년대 까지는 주로 토양점토광물의 동정이 이루어 졌다. 점토광물의 동정(同定)에 사용된 잔적토(殘積土)(Residual Soil)로는 화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 현무암(玄武岩), 석회암(石灰岩), 혈암(頁岩), 제(第)3기층(紀層), 홍적층(洪積層) 유래 토양과 토양종류별(土壤種類別)로는 과부식회색토(寡腐植灰色土), 염류토(鹽類土), 충적토(沖積土), 적황색토(赤黃色土), 화산회토(火山灰土), 퇴적토(堆積土), 갈색토(褐色土), 암쇄토(岩碎土), 저위생산답(低位生産畓)이였으며, 토양점토광물(土壤粘土鑛物)과 작물수량성(作物收量性) 관계에 관한 연구가 실시되었다. 1980년대에 들어와서는 토양중의 1차광물과 점토광물의 풍화에 대한 안정도와 1차광물의 동정이 행해졌으며, 이밖에 Kaolinite 입자의 전하에 관한 연구등 점토광물의 흡착과 활성 연구, 점토광물의 토양개량재로서의 흡착과 화학적 특성 변화 연구와 점토광물의 토양개량 시용효과에 관한 연구가 행해졌다. 1990년대에 들어와서는 토양 중의 1차광물과 점토광물의 정량에 대한 자료가 축척되었고, 토양의 풍화에 대한 안정성과 생성기작, Zeolite와 새로운 광물이 합성되었다. 또한 합성광물을 이용한 농업과 산업광물로의 응용성 환경 산업에서의 적용가능성에 대한 평가가 시도되었다. 토양의 점토광물의 조성에 관한 연구는 토양 모재를 중심으로 이루어졌는데, 화강암(花崗岩)에서는 Halloysite, 화강편마암(花崗片麻岩)에서는 Kaolinite, Metahalloysite, Illite, 산성암(酸性岩)에서는 Kaolinite, Venrmiculite와 Chlorite의 중간광물, 현무암(玄武岩)에서는 Illite, Kaolinite, Vermiculite, 석회암(石灰岩)에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물, Kaolinite와 Illite, 혈암(頁岩)에서는 Kaolinite, Halloysite, Illite 외 Vermiculite-Chlorite, 화산회토(火山灰土)에서는 Allophane이 주광물이었다. Soil Taxonomy와 토양광물과의 관계에서, 답 토양에서는 Entisols의 주점토광물은 2:1형과 1:1형 광물이지만 Inceptisols와 Alfisols에서는 Halloysite가 대부분이다. 밭 토양의 경우는 Alfisols의 주점토광물은 Vermiculite, Illite, Kaolinite이었고, Ultisols에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물이었다. 산림토양에서는 Inceptisols중에서 Andept는 Allophane, Alfisols에서는 2:1 광물이지만, Ultisols에서는 Halloysite이다. 모재별 조암 광물의 풍화와 점토광물의 생성과정에서 화강암(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩)의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 이 밖의 운모광물(雲母鑛物), 녹니석(綠泥石), 각섬석(角閃石), 휘석(輝石)으로부터 생성된 illite, chlorite, vermiculite는 풍화중간에 혼층단계(混層段階)를 거쳐서 kaoline 광물로 풍화된다. 석회암(石灰岩) 토양의 smectite가 Mg농도가 높은 토양용액으로부터 침전되어 생성되었거나 운모 또는 chlorite에서 유래된 vermiculite의 변성작용에 의해 생성되고, 혈암(頁岩)토양의 점토에 illite가 주로 풍화에 저항성이 큰 미립자의 함수백운모(含水白雲母)로부터 유래되며, 현무암(玄武岩) 중의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 휘석(輝石)은 chlorite${\rightarrow}$illite의 풍화과정을 거친다. Zeolite, 함불석 Bentonite, Bentonite 등 우량점토 광물이 분포과 광물조성, 이화학적 특성이 조사되었고, 토양의 물리적, 화학적 성질의 개선을 필요로 하는 토양의 개량을 위해서 Bentonite, Zeolite, Vermiculite 등의 토양 개량재(改良材)로서의 기초연구와 이들 개량재 시용효과에 관한 연구 등이 주로 논토양에서 수행되었다. 점토광물과 수량관계를 보면 Montmorillonite를 주점토광물로 함유된 답 토양의 수도수량이 1:1 광물을 주점토광물로 함유하고 있는 토양에서의 수도수량 보다 높았다. 토양광물에 관한 기초연구(基礎硏究)로서 양이온교환능과 포화이온의 영향, 입자의 전기화학적 성질, 흡탈착 성질, 표면적과 등전점, 해성점토에 대한 압밀점토(壓密粘土)의 변형율(變形率)의 추정 등이 주로 연구되었다. 부가가치가 낮거나 폐기되는 광물을 이용하여 토양개량재 혹은 흡착제를 형성하는 연구가 알카리 처리에 의한 Zeolite 합성에 집중되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.837-843
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• 2010

토양광물 종류별 토양의 점토활성도를 구분하기 위하여 우리나라 390개 토양통을 점토광물과 함수산화광물을 기준으로 점토광물 조성이 다른 7개의 토양을 선정하여 토양광물 종류에 따른 점토의 CEC와 비표면적을 비교하였다. 토양 CEC에 대한 점토의 비가 0.7 이상인 토양은 사암을 모재로 Chlorite를 주광물로 하는 토양, 안산암질반암을 모재로 Smectite를 함유한 토양, 화산재를 모재로 Allophane과 Ferrihydrite가 주광물로 이루어진 토양이었으며, 점토활성도 0.3-0.7인 토양은 회장석을 모재로 Kaolin이 주광물 토양, 하성퇴적토를 모재로 Kaolin, Illite, Vermiculite가 혼합된 토양이었다. 또한 점토활성도 0.3이하인 토양은 화강암 및 화강편마암 모재의 Kaolin을 주광물로 Geothite와 Hematite가 함유된 적황색계 토양, 석회암 모재의 Illite와 Vermiculite를 주광물로 Gibbsite, Geothite, Hematite가 함유된 적황색계 토양이었다. 토양의 점토활성도는 점토의 CEC, 점토의 비표면적과 상관이 있어서 점토활성도가 높은 토양에서는 점토의 CEC가 높고 점토의 비표면적이 넓었다. 따라서 토양의 점토활성도는 기존의 점토광물의 정성과 정량분석을 실시하지 않고도 토양의 일반적인 분석을 통하여 토양 중 점토광물의 조성을 추정하고 토양의 물리-화학적 특성을 예측하는데 유용한 기준이 될 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.245-252
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• 2006

우리나라 토양의 분류체계를 보완하고 점토광물 조성과 분포를 파악하기 위하여 우리나라 390개 토양통 중 잔적 및 붕적토에서 유래된 26개 토양통을 대상으로 토양 층위별료 시료를 채취하여 집적층을(B층) 토양의 이화학적 특성, 토양 중 점토의 광물조성과 화학성분을 분석하였다. 잔적 및 붕적모재별로는 화강암과 화강편마암, 회장암에서 유래된 토양에서 kaolin과 quartz, 유문암, 3기층, 석영반암, 응회암에서 유래된 토양에서 quartz과 kaolin, 석회암, 혈암, 사암, 역암 등 퇴적암에서 유래된 토양에서 illite와 chlorite가 주요한 점토광물이었다. 토양통별 점토광물조성을 군집분석 (CA, cluster analysis)을 통하여 (1) illite, kaolin, vemiculite를 주광물로 하는 혼합점토광물군 (MIX), (2) kaolin을 주광물로 illite가 많은 kaolin군 (KA), (3) chlorite와 illite가 주광물인 chlorite군 (CH), (4) kaolin과 illite를 주광물로 smectite가 함유된 smectite군 (SM) 등 4개의 점토광물 조성군으로 구분하였다. 우리나라 토양의 대부분은 kaolin을 주광물로 하는 토양과 illite, kaolin, vemiculite가 함유된 토양이었으며, illite와 kaolin을 주광물로 하는 토양에서 CEC가 낮았고 vemiculite와 smectite가 함유된 점토에서 규반비가 높았다.

• 자원환경지질
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• 제44권3호
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• pp.203-215
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• 2011

오염된 토양의 정화방법을 선정은 토양의 지화학적 및 광물학적 특성에 근거하여 선정되어야 오염된 토양을 적절하게 정화할 수 있다. 따라서 이 연구는 비소로 오염된 토양의 적절한 정하방법 선정을 위하여 비소의 존재형태를 알아보기 위하여 토양의 지화학적 및 광물학적 특성을 연구하였다. 이 연구를 위하여 전남 광양지역의 초남 금 광산의 비소로 오염된 토양을 이용하였다. 비소오염 토양의 지화학적 및 광물학적 특성을 알아보기 위하여 입도분리, 연속추출, 그리고 광물학적 분석을 실시하였다. 입도분석 결과에 따르면 비소오염토양의 무게백분율은 모래가 17-36%, 미사가 25-54%, 점토가 9-28%이며, 토성은 사양토(sandy loam), 양토(loam), 미사질 양토 (silt loam)로 나타났다. 토양의 pH는 폐 금광산 갱구 앞 토양이 4.5-6.6.으로 강산성내지 약산성을 띠었다. 비소오염 토양의 각 입도에 비소분포는 모래에 9-81%, 미사에 9-67%, 점토에 7-28% 분포하고 있었다. 연속추출 실험 결과, 비소는 철 산화물을 추출했을 때 1-75%로 검출되었으며, 추출 후 잔여물에 12-91% 잔존하고 있었다. 모래와 미사의 주 구성광물은 고령석, 사장석, 석영, 운모로 나타났으며, 부 구성광물은 철 산화물이다. 점토의 주 구성광물은 고령석, 석영, 운모, 질석이며, 부 구성광물은 철 산화물과 금홍석 은이다. 또한 점토 내 철 산화물과 운모에서 비소가 발견되었다. 이러한 결과는 비소가 철 산화물 또는 점토 광물 등에 흡착 또는 공침하여 존재하는 것으로 사료된다. 이는 비소로 오염된 토양의 지화학적 특성과 광물학적 특성을 통해 오염된 토양을 정화하는데 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.69-83
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• 2023

산불 피해지는 수목 및 식생 전소, 산지토양 황폐화 등으로 인해 산사태주의보 기준에 미치지 못하는 강우조건에서도 토사 세굴 및 유출로 인한 산사태와 토석류 등의 2차 피해 위험을 증가시킨다. 산불은 지표 식생과 토양 특성의 변화를 발생시켜 산불 피해지 내에서 유출량 변화에 큰 영향을 주기 때문이다. 즉, 산불은 토양의 중요한 물리, 화학적 특성 변화로 인해 토양조성 변화, 구성광물의 변화, 토양수의 반발성, 토양 덩어리의 안정성이나 토양 조직의 변화를 발생시킨다. 특히, 산불 발생 및 확산 과정에서는 토층의 유기물과 수목의 연소 외에도 지표면 또는 지표면 아래까지 열기가 전파되어 토층을 구성하고 있는 토양 광물에 영향을 주게 된다. 이에 본 연구에서는 산불 발생지와 미발생지에서 채취된 토양시료(Topsoil, Subsoil)에 대해 XRD 회절분석 및 토양 물성분석을 통해 토양 내 점토광물의 분포와 함양 특성을 파악하였다. 그 결과, 산불 발생지의 토양시료에서 뮬라이트, 아날사이트, 적철석 등이 소량 산출되었으며, 버미큘라이트, 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조광물(I/V)은 특히 표토에서 특징적으로 산출되었다. 특히, 산불 발생지에서는 일라이트/버미큘라이트 혼합층상 구조 광물(I/V)이 특징적으로 확인되었으나, 산불 미발생지에서는 일라이트/버미큘라이트(I/S) 혼합층상 구조 광물은 산출되지 않아 산불 발생지의 토양과는 큰 차이를 보인다. 이와 같이 점토광물의 생성은 외적요인인 산불의 영향으로 인해 토양 내 광물 조성의 변화를 파악할 수 있었다. 팽창성 점토광물은 우기 시에 토층 내에서 흙의 체적을 팽창시키기 때문에 장기적으로 사면 지반의 구조적 안정성에 영향을 줄 수 있어, 산불 발생지의 토층에서 점토광물의 생성은 장기적으로 산지사면 안정성에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제21권4호
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• pp.349-354
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• 2008

경북 북부 지역, 낙동강 상류 배수유역의 기반암별 토양 점토광물의 분포 특성을 이해하기 위하여, 준정량광물학적 분석을 실시하였다. 화강암류 분포지역에는 캐올리나이트와 스멕타이트가 다른 기반암 지역에 비하여 상대적으로 많이 함유되어 있었다. 퇴적암 지역 토양에는 일라이트의 함량이 다른 점토광물에 비해 월등히 높고, 캐올리나이트, 스멕타이트, 전이형(녹니석-스멕타이트 혼합층 및 층간수산기 질석 등) 광물들이 소량 수반된다. 변성암류와 화산암류 지역은 일라이트와 캐올리나이트 함량이 화강암류와 퇴적암류 지역의 중간 정도이나, 전이형 광물의 함량이 조금 더 높았다. 토양 점토광물의 조성은 기반암의 광물조성 및 각 광물의 풍화도 차이와 관련성이 있다. 화강암류 지역 토양의 높은 캐올리나이트 함량은 사장석의 풍화작용에 기인하나, 국지적으로 높은 스멕타이트 함량은 모암의 부분적인 열수변질작용과 관련된 것으로 추정된다. 퇴적암 지역 토양에 특히 풍부한 일라이트는 대부분 모암에서 잔류한 것이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2006년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.194-197
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• 2006

제주도 대표토양을 대상으로 이들의 모재 및 토양단면의 토양 특성을 조사하고, 제주도 대표토양의 주요 유해 중금속 원소의 총 함량을 분석하여 그 분포특성과 이화학 및 광물학적 특성을 비교 평가하였다. 주성분분석 결과 전형적인 화산회토의 특성을 보이는데 하부 층위에서 Si, Al, Fe 함량의 증가 및 표토에서의 염기용탈을 보여주었다. 현무암질 모재 기원임을 보여주는 ferromagnesian 광물들이 주로 관찰되었으며 심토에서는 상당량의 깁사이트가 관찰되는 것이 특징인데 이는 표토에서 과잉 생성된 알루미늄이 하부토양으로 이동하여 이차적으로 생성집적된 것으로 판단된다. 중금속 총함량 분석결과, Zn, Ni, Co, Cr의 함량이 세계 토양 내 함량범위를 초과하였으며 향후 진행될 연구에서 제주도 화산회 토양의 주 점토구성광물인 알로페인을 비롯한 점토광물 및 비정질 물질에 대한 특성 및 정량적 조사와 중금속원소별 화학적 형태 파악을 위한 연속추출분석 등을 수행하여 중금속원소의 존재상을 규명하고 지표 토양 및 지하수 환경으로의 중금속 이동성을 평가하고자 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제10권3호
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• pp.135-151
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• 1977

우리나라 토양(土壞)의 점토(粘土) 광물(鑛物) 특성(特性), 점토(粘土) 광물(鑛物)과 가리(加里), 점토(粘土) 광물(鑛物)의 가리(加里) 방출(放出) 특성(特性), 점토(粘土) 광물(鑛物)과 토양비옥도(土壤肥沃度), 점토(粘土) 광물(鑛物)을 이용(利用)한 토양(土壤) 개량(改良)에 관(關)해서 지금까지 행(行)하여진 연구(硏究) 결과(結果)를 종합(綜合)한 것을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 밭 토양(土壞)은 대부분(大部分)이 적황색토(赤黃色土)이며 이들 토양(土壞)의 주(主) 점토(粘土) 광물(鑛物)은 kaolin 광물(鑛物)(halloysite)과 운모(雲母) 류(類)의 풍화(風化) 중간(中間) 생성물(生成物)인 illite, vermiculite이다. 2) 토양(土壞) 모재별(母材別)로 보면 kaolin 광물(鑛物)은 화강암(花崗岩)과 화암(花岩) 편마암질(片麻岩質)과 토양(土壞)에 많고 운모(雲母)는 현무암질(玄武岩質) 토양(土壞)에 많다. 제(第) 3 기층(紀層)에 기인(基因)된 토양(土壞)은 ontmorillonite를, 제주도(濟州道) 화산회토(火山灰土)는 allophane을 주(主) 점토(粘土) 광물(鑛物)로 하고 있다. 3) 지방(地力)은 토양(土壞)의 점토(粘土) 광물(鑛物)에 크게 의존(依存)하고 있다. 적황색(赤黃色) 토양(土壞)의 생산력은 이 토양(土壞)의 점토(粘土) 광물(鑛物)의 주체(主體)가 kaolin 광물(鑛物)이므로 저위(低位) 생산성을 나타내고 있는데 비(比)해서 montmorillonite 토양(土壞)은 kaolin광물(鑛物) 토양(土壞)보다 생산력이 높다. 4) 토양(土壞) 고상(固相)에 있는 가리(加里)(운모류(雲母類)와 고정가리(固定加里))의 평형액(平衡液)($IN-NH_4OAc$)에의 방출(放出) 속도(遠度)는 1차(次) 반응식(反應式)에 따르고 있으며 가리(加里) 방출(放出) 정수(定數)는 점토(粘土) 중(中)의 운모(雲母) 함량(含量)과는 정(正)의 상관(相關)이 있고 점토(粘土) 중(中)의 $14.5{\AA}$ 광물(鑛物) 함량(含量)과는 부(負)의 상관(相關) 관계(關係)가 있다. 또한 가리(加里) 방출(放出) 정수(定數)는 치화성(置換性) 가리(加里)(Kex)와 전(全) 가리(加里)(Kt)와의 비(比) 즉 Kex/Kt와도 고도(高度)의 상관(相關)이 있다. 5) Kex/kt는 토양중(土壞中)의 운모(雲母) 함량(含量), 점토(粘土) 중(中)의 운모(雲母) 함량(含量) $14.5{\AA}$ 광물(鑛物) 함량(含量)과 고도(高度)의 상관(相關) 관계(關係)가 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제14권3호
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• pp.110-116
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• 1981

동일한 화산회로부터 발달한 세개의 하와이 토양을 사용하여 중요한 토양 물리화학적 성질을 결정하는 인자인 토양표면전하 (soil surface charge)의 특성에 대한 조사를 수행하였다. 높은 강우량(년 3050mm 이상)하에서 발달한 두 Typic Hydrandepts 토양은 pH 변화에 따른 음 양 전하의 발달이 대단히 컸으며 등전점은 각각 Akaka 토양이 5.0-5.5 사이, Hilo 토양이 6.5-7.0 사이에 있었다. 한편 낮은 강우량(년 500mm 이하)하에서 발달한 Ustolic Camorthid 토양은 pH 변화에 따른 음 양전하의 발달이 위 두 토양에 비하여 훨씬 낮았으며, 등전점 역시 4.5-5.0 사이로서 낮았다. 따라서 자연조건에서 Kawaihae 토양만이 -(음)의 ${\Delta}pH$를 나타내고 Akaka와 Hilo 토양은 +(양) 내지 0 근처의 ${\Delta}pH$ 값을 보여 주고 있다. X-ray 회절분석에 의하여 Typic Hydrandepts 토양의 주광물은 무정형 광물 (60 % 이상)이었고, Ustollic Camorthid 토양중의 주광물은 dehydrated halloysite(1:1 점토광물) (45-50 %)이었음이 밝혀졌다. 이같은 동일한 화산회에서부터 발달한 토양의 현저한 광물학적 차이는 토양발달과정중의 강우량 차이에서 기인한 것으로 추정된마, 세토양중의 점토함량은 최저 42% (Akaka 토양)와 최고 57% (Hilo 토양)로 그 차이가 크지 않았으나 이들 토양의 표면적 ($m^2/g$)은 289 (Akaka 토양), 268 (Hilo 토양) 그리고 93 (Kawaihae 토양)으로서 특별히 Kawaihae 토양이 현저히 낮았다. 이같은 토양간의 표면적과 전하적 특성의 현저한 차이는 토양중의 광물학적 차이에서 오는 것이며 1:1 광물이 주를 이루는 우리나라 대부분의 토양은 본 연구 중의 Kawaihae 토양과 유사한 특성을, 그리고 우리나라 제주도 화산회토의 일부는 Akaka나 Hilo 토양의 특성을 따를 것으로 예상되는 바이다.

• 광물과 암석
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• 제34권4호
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• pp.255-264
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• 2021

한반도는 황사의 이동 경로에 있으나, 풍화와 침식이 활발한 산악 지형에서 황사의 퇴적을 확인하기는 어렵다. 이 연구에서는 설악산 알칼리장석화강암 토양의 세립실트(< 20 ㎛)에 점토광물 특성, 광물조성, 미세조직 분석을 실시하여 산악지역 토양 내 황사퇴적물의 존재 상태를 조사하였다. 이 지역 토양 세립실트는 기반암 유래 쇄설성 입자, 황사퇴적물, 그리고 이들의 풍화물로 구성되어 있다. 토양 내 황사기원 광물로 2:1 층상규산염, 녹니석, 각섬석, 녹염석, 함칼슘사장석이 확인되었다. 기반암인 알칼리장석화강암은 석영과 알칼리장석으로 구성되며, 알칼리장석 중 앨바이트가 부분적으로 풍화되어 소량의 깁사이트와 고령토 광물이 생성되었다. 산성토양환경에서 일라이트-스멕타이트 계열 2:1 층상규산염의 팽윤성 층간에 다핵 Al 양이온 종들이 교환 및 고정되어 히드록시-Al삽입점토광물이 생성되었다. 2:1 층상규산염 총량을 기준으로 평가하면 조사한 토양 세립실트 내 황사의 양은 70% 정도로 추정된다.