Woolastonite from Susan occurs as intercalations in limestone beds of Lower Paleozoic Joseon Supergroup. It is a thermal metamorphic product of impure limestone. Electron microprobe analysis shows that it is considerably pure wollastonite. It has triclinic cell with a=7.932a, b=7.328a, c=7.069a, α=89.995˚, β=95.255˚, and r=103.367˚.Dissolution behaviors of wollastonite have been studied conducting three different dissolution experiments; two different reactions with HC1 (one batch and one re-initialization experiment) and one traction with distilled water. In the batch type powder wollastonite-HCl reaction, pH of solution rapidly increases in the early stage and then its rate of increase slows down to reach plateau resulting in parabolic relationship with time. It is represented by the early rapid rise and fall in pH giving a sharp pH-edge and succeeding slow rise in the re-initialization experiment. The early rapid rise in pH is due to the rapid sorption of H- in solution to oxygens on the reactive surface of wollastonite and the fall in pH means that all reactive surface sites are occupied by H- ions and no more H- adsorption occurs. The slow rise in pH following the pH- edge is due to the dissolution of wollastonite as evidenced by the correlation of pH variation and cation concentration. Dissolution of powder wollastonite in HCl shows linear trend with time. Si is dissolved predominantly over Ca at a constant rate. Ca is dissolved predominantly in the very early stage. Dissolution rate of coarse-grained wollastonite fragments in distilled water is parabolic with times howing a rapid reaction in the early stage and a slow reaction in the advanced stage. The Ca/Si ratio in solution is high in the case of coarse-grained wollastonite fragment as compared with powder wollastonite. The coarse-grained wollastonite fragment-water (acid) reaction resulted in the solution with an elevated constant pH value (alkaline) giving an important significance on the environmental view point.

경북 구룡포에 소재한 구룡광산에서 산출하는 불석(클리놉틸로라이트와 모데나이트의 집합체)에 대한 Pb2+, Cd2+, Zn2+, Co2+, Fe2+ 및 NH4+ 등 양이온의 치환성질을 알아보기 위하여 베치실험을 실시하였다. 60∼80 메쉬 및 230 메쉬의 시료를 사용하여 각각 50ppm의 농도를 가진 용액과 반응시켰다. 반응후의 용액은 AA 및 전극 (NH4+)으로 분석하여 치환양을 측정하였다. 본 연구결과 Pb2+와 NH4+가 다른 이온들보다 훨씬 높은 선택성을 보여 주었다. 불석에 대한 이온들의 선택성은 NH4+, Pb2+》Zn2+, Cu2-, Co2->Cd2-, Fe2+와 같다. 실험결과 불석시료가 용액으로부터 흡착한 양이 시료로부터 용액으로 추출된 양보다 훨씬 높게 나타나고 있는 바 이는 이온치환보다는 불석의 시브(sieve) 효과에 의한 이온흡착현상이 우세하게 일어났다는 것을 지시해준다. 본 실험은 이 불석이 중금속과 암모니아와 같은 오염물을 제거하는데 사용될 수 있음을 보여준다.

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.

앨바이트 (albite) 와 석영, 그리고 미사장석 (microcline)과 앨바이트의 표준 혼합물 시료를 마련하여 이들에 대해 Rietveld refinement 방법을 사용하여 정량분석 및 결정구조분석을 실시하였다. Rietveld refinement 방법을 이용한 정량분석 결과의 표준편차는 앨바이트와 석영의 표준 혼합물 시료의 분석시에는 4 wt %, 미사장석과 앨바이트의 표준 혼합물 시료의 분석시에는 1 wt %인데 이것은 분리된 피크를 이용하는 기존의 XRD 정량분석법의 결과에 비해 훨씬 향상된 것이다. 또한, 정량분석과 동시에 얻어지는 각 구성광물의 단위포상수값도 정확하게 측정되는 것으로 검증되었다. 앨바이트와 석영의 표준 혼합물처럼 서로 다른 결정입자의 배열 특징을 가진 광물로 구성된 시료의 정량분석 결과에는 실제 무게비와 비교할 때 규칙적인 편이현상이 나타난다. 관찰된 결정입자의 배열현상지수(preferred orientation parameter)와 R-값은 결정입자의 특정방향으로의 배열효과가 미치는 영향이 Rietveld refinement 분석시에 완벽하게 계산될 수 없기 때문에 규칙적인 편이가 발생하는 것임을 지시해 준다. Dollase-March 및 Rietveld-Toraya 함수와 같은 결정입자의 배열현상 보정방법은 정확한 단위포상수 (unit-cell parameter)의 측정에는 도움을 주지만 정량분석결과를 향상시키는 데는 한계가 있는 것으로 보인다. 시료중에서 결정입자의 배열현상을 뚜렷히 보이는 광물의 무게비는 실제값보다 약간 크게 측정되는데, 이러한 현상은 결정입자의 외형 때문에 마운트된 시료표면에서 일어나는 효과에 의한 것으로 판단된다. Rietveld refinement 방법은 분말 X-선 회절도형의 피크들을 분리할 필요없이 회절도형전체를 한꺼번에 분석함으로써 피크의 중첩현상을 극복할 수 있고, 기존의 XRD 정량분석법에 비하여 입자의 배열현상의 문제점을 최소화시킬 수 있다. 또한 refinement된 정확한 단위포상수값이 회절도형의 비례상수와 함께 정량화하는 식에 사용되므로, Rietveld refinement를 이용한 정량분석법은 매우 정확한 광물학적 분석결과를 얻을 수 있는 방법으로 판단된다.

결정질암반중의 지하수 이동로인 열극은 모암과는 다른 이차광물로 구성되는 수가 많다. 그래서 방사성폐기물 처분장 모암중의 열극광물은 그들의 높은 표면 반응성 때문에 관심의 대상이 되고 있다. 본 논문에서는 선캠브리아기 편마암류로 구성되어 있는 충남 유구지역수리치 시추공 코아의 열극표면에서 발견된 점토광물의 생성과정을 고찰하였고, 그들과 현재 지표수 및 지하수와의 평형관계를 알아보았다. 편마암 열극에서 물-암석 상호반응은 깁사이트, 캐올리나이트, 스멕타이드, 일라이트 등을 생성시켰다. 열극점토광물은 두가지 다른 과정을 통해 생성된 것으로 판단된다. : (1) 열극주변 모암 확산대에서 장석의 Incongruent Dissolution에 의한 스멕타이트 또는 일라이트의 생성, (2) 열극틈 사이에는 깁사아트, 캐올리나이트, 스멕타이트 (또는 일라이트)가 지하수의 용존이온으로부터 침전. 열극충전광물은 깁사이트→캐올리나이트→스멕타이트 (또는 일라이트) 순으로의 광물생성순서를 보인다. 광물생성순서를 규제한 요인은 지하수의 pH 상승, 충전물에 의한 열극틈의 투수계수 감소, 그리고 알카리 및 알카리토 원소의 Immobility에 의한 것으로 보인다. 수리치 시추공 지하수의 pH는 8.6-9.2 범위이며, 화학성분상 Na-HCO3 형이며, Na와 HCO3는 Albite와 Calcite의 용해작용으로부터 공급된 것으로 보인다. WATEQ4/F 프로그램에 의한 지하수의 포화지수는 pH 상승에 따라 깁사이트와 캐올리나이트는 침전반응을 거쳐 평형상태로, 스멕타이트와 일라이트 평형상태를 거쳐 재용해성 환경으로의 변화를 지시한다. Na2O-Al2O3-SiO2-H2O계의 상안정도상에 지표수와 지하수 모두 캐올리나이트 안정영역에 속한다.

남산 화강암의 풍화를 물과 광물작용의 흡착작용의 관점에서 연구하였다. 순수한 증류수만으로도 광물-물의 흡착반응이 일어나며, 그 반응속도는 암석/물의 비율에 따라 수초-수 시간이내로 매우 빠르다. 광물과 물이 반응할 때 가장 영향을 미치는 것은 광물의 표면의 결합상태와 물의 수산이온농도이며, 암석/물의 비율은 용액의 수산이온농도를 좌우한다. 광물 입자의 크기는 반응속도에 큰 영향을 미치지만 암석/물의 비율이 약 7g/200 ml 이상이 되면 큰 변화를 보이지 않는다. 풍화를 받지 않은 화강암은 양의 pH edge (최대 pH 10)를 보이며 pH 7.1~7.5으로 하강하는 양상을 보인다. 그러나, 풍화를 받아서 점토 광물이 섞이 화강암은 음의 pH edge (최소 pH 4.8)를 보이며 pH 6을 넘지 않는다. 흡착반응 동안에 겔이 수면 위에 생성된 후 이것은 후에 깁사이트로 변하고, 암석/물의 비율이 높을수록 그리고 pH 변화가 클수록 많이, 그리고 빨리 형성된다.

김해지역의 덕봉납석광상은 모암이 안산암질응회암과 안산암으로 구성된 백악기말기의 화산암류가 열수변질작용을 받아서 형성되었으며, 딕카이트와 엽납석이 주구성광물이다. 이 연구에서는 산출하는 광물의 특성과 모암의 열수변질작용을 규명하고, 광물과 열수용액 간의 반응관계를 통하여 광상의 성인을 밝히고자 한다. 암석 내의 화학적 특성을 보면 열수변질작용동안 알칼리원소와 실리카는 유동성을 보이나 알루미나는 비교적 유동성이 작다. 모암으로부터 실리카의 용탈과 알루미나의 부화로 인하여 납석광체가 형성되고, 외곽부로 이동된 실리카의 재침전이 규화대를 생성시켰음을 볼 수 있다. 딕카이트와 엽납석과 밀접히 수반되는 다량의 미정질의 석영은 실리카의 활동도가 증가함에 따라서 형성된 것으로 해석된다. Argillic 변질대에서는 열수용액의 실리카의 용해도가 증가하였고, 규화대에서는 온도와 pH가 저하되면서 그 용해도가 저하되었다. Argillic 변질대로부터 빠져나간 Si는 광상의 가장자리에 침전하여 규화대를 형성시켰다. 딕카이트가 다양한 범위의 결정도를 보여주는 것은 계내의 부분적인 상안정성의 변화를 시사한다. 이 연구에서 계산된 열역학 값에 따르면, Al2O3-SiO2-H2O 계에서 엽납석-딕카이트 (카오리나이트)-다이아스포아-석영이 500 바에서 공존가능한 온도는 약 300 ℃이다. 광물조합과 기존실헙자료를 종합하면 주요 열수변질 시기의 온도는 최소한 270-300 ℃이며 XCO2는 0.025 미만으로 추정된다. 광물의 산상과 화학적 변화양상에 따르면 Al의 활동도는 광상의 상부에, 그리고 Si의 활동도는 하부와 연변부에서 높음을 보여준다. 덕봉광상에서 흔히 관찰되는 비평형 상관계는 열역학적 변수와 용액운반특성의 국부적인 변화로 인하여 화학적으로 비평형인 상들이 여러 단계에 걸쳐 형성되었음을 지시한다.

성산납석광상은 백악기의 황산층 내 화산암과 화산쇄설암이 열수변질을 받아 형성된 광상이다. 납석을 구성하는 주성분광물은 딕카이트, 석영, 명반석, 일라이트 및 토수다이트이다. 점토광물의 광물학적 특성을 X선회절분석, 전자현미경관찰, 전자현미분석과 적외선흡수분광분석법에 의하여 연구하였으며, 이온의 활동도 다이아그램과 광물조합으로부터 광상 형성에 대한 물리화학적 조건을 규명하였다. 납석을 구성하는 가장 중요한 광물인 딕카이트는 대체로 괴상으로 산출된다. 이 광물은 육각판상의 입자들로 구성된 book-structure를 보여주며, 화학조성은 이상적인 화학식과 잘 일치된다. 적외선흡수 스펙트럼에서의 peak depth ratio 역시 카올린광물 사이의 구별에 이용되었다. 열수변질대 내의 광물조합에 의하여 다섯 개의 열수변질대로 나누어졌다. 열수변질대의 중심으로부터 바깥쪽으로 갈수록 명반석대, 딕카이트대, 일라이트대 및 앨바이트대가 분포하며, 석영대는 딕카이트대 내에 작은 렌즈상으로 분포한다. ak+의 감소에 의하여 딕카이트대와 일라이트대의 형성이 촉진되었으며, 명반석대의 형성에는 aH2SO4 또는 aK2SO4 의 증가가 필요한 것으로 추정된다. 열수변질작용은 100-270 ℃의 범위에서 일어난 것으로 추정된다.

클라이놉타일로라이트와 모데나이트는 호소환경에서 퇴적된 제3기 장기충군에 속하는 눌대리조면암질 응회암과 구룡포데사이트질 응회암의 주요구성 광물이다. 이들 광물의 생성과정을 알아보기 위하여 서로 다른 응회암질 퇴적암에서 불석광물들의 속성정출순서와 이들의 화학적 동향에 대한 연구가 수행되었다. 현미경적 조직관찰과 화학조성으로부터 밝혀진 생성순서, 즉 Ca-스멕타이트 →(Ca, K)-클라이놉타일로라이트 →(K, Na)-모데나이트는 공극유체의 알칼리이온의 활동도와 Si/Al활동도 비가 속성변질작용과 함께 체계적으로 변화했다는 것을 지시해준다. 불석광물형성의 화학적 진행 추이는 눌대리조면암질 응회암에서는 Ca와 Mg의 감소, Na의 증가 및 K의 증가-감소방향으로 진행되었다. 유리질 물질로부터 스멕타이트를 거쳐 알칼리 불석으로 이어지는 생성순서는 분해용융과 그 직후의 정출작용의 결과이다. 각 불석광물의 화학조성상의 불균질성은 이와 같은 광물생성과정에 기인한다.

미국의 샌디에고광산에서 산출되는 분홍색이나 무색의 전기석과 산지가 알려지지 않은 브라질산의 청색 내지 녹색을 띄는 전기석 그리고 국내의 학산, 운천 광산에서 산출되는 흑갈색 전기석들의 화학적 성분과 광물 흡수 분광학적 특성을 연구하기 위하여 X선 회절기, 전자 현미 분석기, 광학적 흡수 분광분석 및 열 처리 실험 등을 이용하였다. 최소 자승법을 활용하여 단위포 크기를 구하면, 흑갈색 전기석 경우 a = 15.96-16.01 a, c = 7.15-7.16 a이며, 분홍색 전기석은 a = 15.82 - 15.87 a, c = 7.09 - 7.10 a이며, 청색/녹색 전기석은 a = 15.88 - 15.94 a, c = 7.12 - 7.15 a이다. 전기석 광물들이 여러가지 다양한 색을 띄는 주요한 원인은 전이 원소들에 의한 것이다. 분홍색은 망간 3가, 청색 내지 녹색은 철 2가와 망간 2가, 청녹색은 구리 2가, 흑갈색은 철 2가, 철 2가 - 철 3가, 그리고 철 2가 - 티타늄 4가에 의해 색을 띄게 된다. 분홍색 전기석 경우, 망간 3가는 압축된 Y자리에서 O(1)H-O(3)H 축을 따라 쟌-텔러 변형으로 안정한 구조를 가지게 된다. 전기석 광물들을 고온으로 열처리하면, 일반적으로 분홍색 혹은 빨간색을 띄는 전기석들은 무색으로 변색이 되며, 청녹색은 녹청색으로 색상이 변하며, 황녹색 같은 경우는 일부 샘플들만 옅은 녹색으로 바뀌는 모습이 관찰되었다. 엘바이트-흑전기석 계에서는 철과 망간의 함량에 따라 색의 누대구조가 나타난다. 녹색 영역에서는 철의 함량이 높으며 분홍색 영역에서는 망간의 함량이 높다. 망간은 황색이나 무색 영역에서 보다 짙은 황색 영역에서 증가한다.났다.억제물질로 작용할 때 Ki값과 억제양상이 측정되었는데 모두 경쟁적 방해를 보였다. Ki값은 10mM 인산완충용액에서 측정한 것이 100 mM 인산완충용액에서 측정한 것보다 훨씬 낮아 인산기가 기질이 아니어도 효소의 부착에 큰 영향을 미치는 것을 보여주고 있다.

장군광산의 산화망간광석에서 자연산 (Ca, Mg)-부서라이트를 발견하였는바, 이는 퇴적 또는 변성기원이 능망간석의 표성 풍화에 의해 형성되었다. 부서라이트는 란시아이트와 함께 세립의 부서라이트-란시아이트 염편을 이룬다. 이 (Ca, Mg)-부서라이트-란시아이트는 엽상의 작은 결정으로 산출되나. 이는 세립의 다카넬라이트 집합체 주위에 침전되어 있다. 전자현미분석 결과, 장군 광산의 (Ca, Mg)-부서라이트는 (Ca.08Mg.07Mn.0562+)Mn.894+O2·1.46H2O의 화학식을 갖는다. 상대습도의 조절 및 가열에 의한 탈수실험과 상대습도 조절에 의한 재수화 실험에의하면, (Ca, Mg)-부서라이트는 90˚C에서 완전히 탈수되며 27%만이 재수화된다. 상대습도 26%에서의 (40℃로 가열한 경우와 일치하는) 탈수현상은 9.86a 회절선의 9.60a으로의 감소 및 강도의 감소로 특징지워진다. 이는 층간의 매우 약하게 결합된 물분자의 방출에 기인한다. 40℃에서 90℃까지의 가열에 의한 탈수현상은 001 회절선이 9.60a에서 7.42a까지 점이적 이동으로 특징지워진다. 이는 층간에 약하게 결합되어 있는 물분자의 방출에 의한 것이다.

경남 밀양 일대의 화산암에는 열수변질대가 상당히 넓게 발달하고 있으며, 여러 개의 점토광상이 분포한다. 납석광상은 주로 안산암질 응회암에서 배태된다. 납석광석의 주구성광물은 엽납석과 딕카이트이며, 그외에 일라이트, 토수다이트, 듀모티에라이트, 석영 등의 규산염광물들이 소량 수반되며, 디이아스포아, 황철석, 웨이브라이트 등이 산출된다. 본 지역의 엽잡석은 단지 2M 다형만 산출된다. 엽납석은 약 750˚C에서 OH가 빠져나감에 따라서 d001 간격이 증간한다. 할로이사이트는 튜브형태로 나타난다. 웨이브라이트는 열수변질작용 말기의 낮은 온도에서 틈을 따라 침천된 것이다. 본 지역의 5개의 변질대로 구분되는데, 주광체로부터 멀어질수록 엽납석-딕카이트대, 실리카대, 일라이트대, 할로이사이트대, 녹니석-알바이트대로 대상분포를 보인다. 점토광물은 모암으로부터 Si와 알카리이온의 용탈에 의해서 형성되었다. 광물조합과 엽납석 다형 및 기존의 열역학적 자료를 밀양광산의 형성온도는 270∼350˚C 내외인 것으로 추정된다.

열수기원의 싸리산점토광상이 여주지역의 매우 심하게 풍화된 복운모화강암내에서 발견된다. 싸리산광산에서 산출하는 점토광석은 주로 일라이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있으며 이외에 구조적으로 무질서한 카올리나이트, 버미클라이트, 드물게 혼합층상광물 등이 소량으로 산출된다. 이들 점토광석에 대한 연구를 위하여 X선회절분석, 적외선흡수분광분석, 전자현미경관찰, 열분석 및 화학분석 등을 실시하였다. 일라이트는 순수한 일라이트, 혹은 대부분 일라이트층으로 이루어진 혼합층상광물로서 산출한다. 1M과 2M1의 두가지 다형이 있으며 이들은 백운모에 비하여 낮은 격자내 전하(단위 화학식당 0.768-0.926), 낮은 K+함량 (단위 화학식당 0.741-0.902), 높은 Si/Al 비 (1.154-1.293) 로 특징지워진다. 몬모릴로나이트는 높은 전하를 가지며, 경우에 따라서는 80-98% 스멕타이트층으로 이루어진, 불규칙한 혼합층상광물로 산출하기도 한다. 일라이트와 몬모릴로나이트와 같은 점토광물은 주로 열수변질작용에 의하여 생성되었을 것이다. 이 열수변질작용은 두 시기에 걸쳐서 일어난 것으로 보인다. 초기에는 일라이트를 생성시켰고, 후기에는 몬모릴로나이트를 생성시켰다. 구조적으로 무질서한 카올리나이트와 버미큘라이트는 각각 사장석과 흑운모의 풍화산물이다.

해남 성산광산에서 산출되는 명반석에서 나타나는 진동누대구조를 back-scattered electron(BSE) 상과 전자현미분석기를 이용하여 연구하였다. 이런 누대구조는 편광현미경 하에서는 관찰되지 않자만, BSE상에서는 아주 명확히 관찰된다. 전자현미분석에 의하면 이런 누대구조는 명반석 구조 내 A 자리에서 칼륨을 치환하는 나트륨의 양적인 차이에 의하여 생긴다는 것을 지시한다. BSE상에서 밝기가 증가함에 따라 칼륨의 양은 증가하지만, 나트륨의 양은 감소한다. 섬세한 작은 규모의 누대구조와 인접한 zone사이의 명확한 경계는 이런 진동누대구조가 성장하는 명반석 결정주변의 열수용액의 성분의 변화에 기인하여 형성된 것임을 가리킨다. 이러한 변화를 초래한 요인은 1) 유입되는 유체 성분의 변화 및 2) 보다 안정한, 나트륨이 적은 명반석의 따른 침전에 의한 용액성분의 변화일 것으로 생각된다.

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.

열수변질작용동안에 수반되는 광물간의 열역학적인 반응관계를 통해 325˚C와 1바에서 광물의 상 안정다이아그램을 작성하였다. 홍주석과 공생관계에 있는 일라이트를 백운모와 엽납석 두가지로 이루어지는 이성분계의 이상적 혼합모델을 가정하여, 화학분석차로부터 생성자유에너지를 계산하였다. 구조화학식이 K0.86Al2.93Si3.03O10(OH)2인 일라이트의 생성작유에너지는 위 조건에서 -1147.727 kcal/mole이다. 일라이트의 안정영역은 이상적 백운모 단성분보다는 훨씬 좁게 나타나며, 시리카의 활동도가 백운모보다는 낮다. 일라이트는 엽납석이 분해되는 동안에 홍주석이 수화되어 형성된 것으로 홍주석의 가장자리나 균열을 따라 일라이트의 형성이 우세하게 일어났다.

太白山地區의 主要 망간鑛床에서 産出하는 酸化망간 鑛物들은 一次的으로 생성된 炭酸망간 또는 珪酸망간의 表成風化作用에 依하여 生成되었다. 이들 酸化망간 鑛石의 生成에 관여된 地質作用에는 溶解作用, 酸化作用, 運搬作用, 沈澱作用, 晶出作用 및 再結晶作用 等이 있다. 그러나 箇箇의 酸化망간 鑛物 生成은 交代作用, 溶液으로부터의 晶出作用 및 固體狀態에서의 晶出, 및 再結晶作用 等에 依하여 이루어졌다. 이들 鑛物生成作用에 依하여 多樣한 名種 鑛石의 組職이 形成되었으며, 母鑛石의 鑛物組成과 風化環境에 따라 特徵的인 鑛物 및 鑛物共生關係가 形成되었다. 그러나 一般的으로 風化殘留鑛床 중의 酸化망간 鑛物들은 Mn2+→Mn3+→Mn4+의 方向으로 生成되었다.

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.