회장암에 함유된 흑운모의 풍화작용을 고령토에 함유된 캐올리나이트의 기원과 관련하여 연구하였다. 흑운모는 사장석이나 각섬석 등 다른 모암광물에 비하여 빠른속도로 풍화되어 고령토화 초기에 흑운모/버미큘라이트 혼합층광물, 버미큘라이트로 변질된다. 버미큘라이트는 계속하여 캐올리나이트로 변질되어 최종적으로 원 흑운모 입자에 비하여 크게 팽창된 캐올리나이트의 가상을 고령토 내에 형성한다. 변질 중인 흑운모에서 방출된 K와 Ti는 각각 일라이트와 아나타제로 침전되며 일라이트는 다시 캐올리나이트로 변질된다. 흑운모가 캐올리나이트의 유일한 모물질이라고 할 수 없으나 풍화과정에서 상당산 양의 캐올리나이트의 생성을 유도하여 고령토내 캐올리나이트 함량 증가에 크게 기여하는 것으로 보인다.

습식체질법, 퇴적법 및 원심분리법을 이용하여 얻어진 산청고령토의 9개 입도분리시료에 대하여 체계적인 X-선 회절 및 주사전자현미분석을 시행한 결과, 각 입도분의 점토광물 조성은 고령토의 원조직과 관련이 있음을 알 수 있었다. 침전작용에 의하여 생성된 10-a 형 할로이사이트, 일라이트 및 침철석은 미세입도분에 농집되고 모광물의 가상으로 생성된 버미큘라이트는 굵은 입도분에 농집된다. 침전작용 및 가상으로 생성된 다양한 유형의 캐올리나이트는 넓은 입도 분포를 보이지만 일반적으로 굵은 입도분에 농집된다. 굵은 입도분의 할로이사이트는 고령토 원래의 방상구조의 파편들인 할로이사이트 또는 하로이사이트와 캐올리나이트의 덩어리들로 존재하며 분쇄, 초음파처리 및 화학처리에 의해 분산되지 않은 것들이다. 체계적인 습식입도분리 실험에 의하여 10-a형 할로이사이트와 캐올리나이트의 구분도 가능하였다. 버미큘라이트와 캐올리나이트 등의 굵은 광물은 2μm 이하의 점토입도분에서는 검출되지 않는 반면 일라이트 및 침철석은 그 양이 적은 경우 원시료만의 X-선 회절분석에서는 검출되지 않는다. 따라서 고령토의 광물조성을 이해하기 위해서는 체계적인 습식입도분리 실험이 필수적이다.

산청 할로이사이트의 전자 회절분석 및 레플리카와 박편을 이용한 형태 연구결과 관산 할로이사이트는 반경이 서로 다른 몇 개의 관들이 중첩되어 있으며 내부의 작은 관은 원형이나 외부의 큰 관은 다각형으로서 두 관 사이에 삼각형의 공극이 형성되어 있음이 관찰되었다. 할로이사이트의 단면은 대체로 직경이 500a보다 작으면 원형을 이루고 그보다 크면 다각형을 이룬다. 다각형의 단면을 갖는 할로이사이트의 전자 회절상은 이들이 이층 단사 구조를 갖고 있음을 지시한다.

고령토의 조직과 산출상태의 관찰결과 산화철 광물을 침전시킨 철의 주요 근원은 모암인 회장암에 함유된 각섬석과 녹니석이다. X선 회절 분석결과 침철석은 녹니석이 버미큘 라이트로 변질되고 각섬석이 용해되기 시작하는 하부 백색 광석에서 우세하며, 적철석은 각섬석, 녹니석 및 버미큘라이트가 심한 용탈작용을 받는 상부 적갈색 광석이나 열 개에서 침철석과 함께 산출된다. 침철석 및 적철석내 Fe에 대한 Al의 치환량은 각각 6~26 mol% 및 5~8mol%이며 이 두 값 사이에는 비례 관계가 있다. 회절선폭의 크기로부터 계산된 침철석과 적철석의 평균 입자크기는 340a 이하이며 침철석은 약간의 침상을 보이는 반면 적철석은 탁상이다. 전자현미경 관찰에 의하면 버미큘라이트와 수반되는 침철석은 침상 또는 성상이나 적갈색 광석에서는 그러한 특징이 작다. 적철석은 육각 또는 원형을 보이나 상부 적갈색 광석에서는 보다 불？칙한 모양이다. 적철석과 침철석의 광물학적 특성을 합성실험에서 보고된 결과들과 비교하여 성인적 측면에서 논의되었다. 이 지역에서는 침철석과 적철석의 생성에 적합한 기후조건들이 중첩된 것으로 생각된다.

The kaolin deposits in Hadong-Sancheong area, have been formed by supergene weathering of anorthositic rocks including anorthosite, leucogabbro, and gabbro. Kaolin consists chiefly of halloysite(10a) and kaolinite with other minerals such as illite, vermiculite, plagioclase, hornblende, quartz amorphous materials(allophane and siica), goethite, and hematite. Goethite and hematite are the major coloring agents of the reddish brown and other colored kaolins. Other common accessory minerals are magnetite, ilmentite, anatase, gibbsite, I/S, C/V, chlorite, lithiophorite, and birnessite. Paragonite, dravite, laumontite, clinozoisite, muscovite, scolecite, stellerite are locally found. Al substitution of Fe in goethite and hematite decreases from the surface zone toward the deeper zone. The kaolin deposits show three horizontal zoning; the upper reddish brown, middle pink, and lower white zones. All the zones are characterized by somewhat different mineralogy. The factors for the formation of kaolin deposits in Hadong-Sancheong area are 1) the presence of anorthositic rocks, 2) the low flat or gentle topography, 3) the favorable climate, and 4) the long-continued preservation of kaolins with-out erosion.