토양환경기술사시험자료집 - 토양일반(19)

※ 점토광물의 정의, 특징, 구조

 

1. 점토광물의 정의

       (1) 점토광물이란 1차 규반염광물이 풍화되어 형성된 2차의 미세한 입자(2㎛ 이하)로 

            이루어진 광물이다.

       (2) 점토광물은 입자의 크기에 의한 분류라기 보다는 결정구조에 의한 분류개념으로, 단사 또는

            삼사정계에 속하며 여러 층으로 이루어진 얇은 판상의 층상규산염광물(Phyllosilicates)이다.

 

2. 점토광물의 특징

      (1) 점토광물은 매우 작은(2㎛ 이하) 결정체로 되어 있고 편평성을 나타낸다.

      (2) 활성표면이 매우 크며, 토양의 물리화학적 성질을 결정하는데 큰 영향을 미친다.

    

3. 점토광물의 구조

      (1) 결정단위

              1) 규산4면체(Silicon Oxygen Tetrahedron)

                  - 규소원자 주위를 4개의 산소원자가 둘러싸고 있음

                  - 복합단위는 Silica Sheet를 형성함

                  - 각 사면체 바닥에 위치한 세개의 산소원자는 이웃사면체와 공유된다.

  2) 알루미늄8면체(Aluminum Octahedron)

                  - 6개의 수산기(OH-)가 알루미늄 원자를 둘러싸 8면체를 형성한다.

                  - 복합체는 Gibbsite Sheet를 만든다.

                  - 주요 금속원자가 Mg면 Brucite Sheet를 만든다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      (2) 규산점토광물과 산화점토광물

              1) 규산점토광물

                  - 결정형 광물

                        규산판(Si-O 4면체의 복합체, Silica Sheet)과 

                        알루미나판(Al-OH 8면체의 복합체, Gibbsite Sheet)의 결합

                  - 비정질규산염점토광물

                        앨러페인(Allophane) : 규산과 알루미나의 가수산화물로 구성되며 인산고정력이 

                                                                      강하여 토양에 인산결핍증의 원인이 될 수 있다.

                                                         구조내에 Si-O-Al 결합을 가지지만 부정형점토광물이다.

                                                         주로 화산회로부터 생성된 토양에 존재하며 흑색이다.

              2) 산화점토광물(가수산화물)

                  - 부정형(비결정형)광물

                  - 고온다습한 지역(습윤한 적도지역)에서 철이나 알루미늄의 산화물형태로 존재.

                  - 고온다습한 열대 또는 아열대지방에서 토양의 풍화가 빠르고, 많은 강우의 영향으로,

                     규산염점토광물이 분해되어 대부분의 규산이 용탈되고, 

                     용해도가 낮은 Fe2O3,  Al2O3,  Fe(OH)3,  Al(OH)3  등이 남은 형태의 광물.

                  - 산화철 또는 그의 수화물로 인하여 적색 내지 황색을 띤다.

                  - 수축, 팽창하지 않고 점착성이 없으며, 

                     점토의 함량이 30~40% 되는 경우에도 사토 수준의 수분보유력을 가지며, 

                     인산고정력이 높다.

      (3) 팽창형격자광물과 비팽창형격자광물

              1) 팽창형격자광물

                  - 습할 때 : 수분이 결정단위 사이를 자유롭게 왕래하므로 간격이 커져 팽창한다.

                  - 건조할 때 :  결정단위사이의 수분이 빠져나가므로 수축한다.

                  - 종류는 2:1형격자광물 중 Montmorillonite, Vermiculite(Illite에서 K+가 빠져나간 것)등

              2) 비팽창형격자광물

                  - 결정단위 사이의 간격이 변하지 않는다.

                  - 종류는 1:1격자광물에서 Kaolinite가 있고, 2:1격자광물에서 Illite가 있다.