탐광
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1. 개요
탐광은 광물 자원을 찾기 위한 일련의 과정을 의미하며, 전통적으로는 육안 관찰과 삽, 곡괭이 등의 간단한 도구를 사용하여 진행되었다. 고대 시대부터 시작되어 중세 시대를 거치며 지하 탐광 기술이 발전했으며, 근대 시대에는 과학적 지식이 도입되어 지질학적 탐사가 이루어졌다. 현대에는 지질학 연구, 다양한 물리 탐광 기술, 지구화학 탐광, 보링 탐광 등 더욱 정교한 방법들이 사용된다. 전기 탐광, 지진 탐광, 자기 탐광, 중력 탐광, 방사능 탐광, 지구화학 탐광, 보링 탐광, 금속 탐지기, 전자기 탐광 등 다양한 기술이 활용되며, 이는 금속, 석유, 천연가스 등 다양한 자원 탐사에 기여한다.
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- 골드 러시 - 클론다이크 골드러시
1896년 캐나다 유콘 준주 클론다이크 지역에서 금이 발견되며 시작된 클론다이크 골드 러시는 약 10만 명의 사람들이 일확천금을 꿈꾸며 몰려드는 대규모 이주 현상으로, 험난한 환경에도 불구하고 금을 찾아 미지의 땅으로 향하는 사람들의 열망을 보여주었다. - 골드 러시 - 눈물의 길
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광맥은 암석 내 균열에서 유체의 흐름을 보여주는 구조로, 균열 내 광물 침전으로 형성되며 지질학적 정보와 광물 자원 탐사에 중요한 역할을 한다. - 광상학 - 백금족 원소
백금족 원소는 회백색 광택, 화학적 안정성, 높은 녹는점, 큰 비중, 뛰어난 전연성, 부식 저항성을 지닌 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 백금 6가지 금속 원소의 귀금속으로, 촉매 특성이 뛰어나 자동차 배기가스 정화 촉매 등 다양한 산업 분야에 활용된다.
| 탐광 | |
|---|---|
| 탐사 | |
| 정의 | 광물을 물리적으로 탐색하는 것 |
| 관련 분야 | |
| 관련 직업 | 지질학자, 광산 엔지니어, 측량사 |
| 관련 활동 | 탐광권 주장 |
| 역사 | |
| 시기 | 약 1900년경 |
| 방법 | |
| 탐사 | 지질학적 조사, 지구물리학적 조사, 지화학적 조사 |
| 시추 | 코어 시추, 에어 코어 시추 |
| 시료 채취 | 채널 샘플링, 그랩 샘플링 |
| 분석 | 분광 분석법, 화학 분석법 |
2. 역사
전통적인 탐광 방법은 야외를 샅샅이 뒤지는 것으로, 종종 계곡 바닥과 능선 및 언덕 꼭대기를 손과 무릎으로 기어 다니며 노두에서 광물화의 징후를 찾는 것이 포함되었다. 금의 경우, 해당 지역의 모든 개울에서 적절한 트랩 지점에서 '색상' 또는 강 바닥에서 금의 흔적을 찾기 위해 금을 채취했다.
작은 규모의 징후 또는 "쇼"가 발견되면, 삽과 곡괭이를 사용하여 해당 지역을 집중적으로 작업해야 했으며, 종종 수로, 경사로 및 풍구와 같은 간단한 기계를 추가하여 부스러진 흙과 암석을 처리하여 적절한 물질(이 경우 금)을 찾았다. 대부분의 기저 금속 징후의 경우, 암석은 손으로 채굴되어 현장에서 분쇄되었으며, 광석은 손으로 맥석에서 분리되었다.
이러한 징후는 일반적으로 수명이 짧아 곧 고갈되고 버려져 탐광자는 다음, 더 크고 더 나은 징후로 이동해야 했다. 가끔 탐광자는 대박을 터뜨려 더 큰 규모의 채굴 작업을 개발하기 위해 다른 탐광자들이 합류하기도 했다. 이것들은 "옛날" 탐광 방법으로 여겨지지만, 이러한 기술은 오늘날에도 여전히 사용되고 있으며, 보통 지구물리 자기 또는 중력 탐사와 같은 더 발전된 기술과 결합된다.
19세기와 20세기 초 대부분의 국가에서, 탐광자가 가장 큰 광맥을 발견한 사람이라 할지라도 부유하게 은퇴할 가능성은 매우 낮았다. 예를 들어, 패트릭 (패디) 해넌은 칼굴리의 골든 마일을 발견했지만, 광맥에 포함된 금의 가치의 극히 일부도 받지 못한 채 사망했다. 벤디고, 발라렛, 클론다이크 및 캘리포니아에서도 같은 이야기가 반복되었다.
2. 1. 고대 시대
고대 시대의 탐광은 주로 육안 관찰과 경험에 의존했다. 금은 특유의 광택과 색깔로 쉽게 식별되었으며, 강바닥에서 사금을 채취하는 방식으로 채굴되었다. 금의 경우, 해당 지역의 모든 개울에서 적절한 트랩 지점에서 '색상' 또는 강 바닥에서 금의 흔적을 찾기 위해 금을 채취했다. 작은 규모의 징후가 발견되면 삽과 곡괭이를 사용하여 해당 지역을 집중적으로 작업했으며, 수로, 경사로 및 풍구와 같은 간단한 기계를 추가하여 부스러진 흙과 암석을 처리하여 금을 찾았다. 대부분의 기저 금속 징후의 경우, 암석은 손으로 채굴되어 현장에서 분쇄되었으며, 광석은 손으로 맥석에서 분리되었다.이러한 징후는 일반적으로 수명이 짧아 곧 고갈되고 버려져 탐광자는 다음 징후로 이동해야 했다. 가끔 탐광자는 대박을 터뜨려 더 큰 규모의 채굴 작업을 개발하기 위해 다른 탐광자들이 합류하기도 했다.
2. 2. 중세 시대
중세 시대에는 채광 기술이 발전하면서 지하 탐광이 시작되었다. 수갱이나 갱도를 파고 들어가 광맥을 따라 채굴하는 방식이 사용되었다.2. 3. 근대 시대 (19세기 ~ 20세기 초)
근대 시대에는 지질학적 지도를 작성하고 암석의 성분을 분석하는 등 과학적 지식이 탐광에 적용되기 시작했다.[3] 특히, 골드 러시 시대에는 금을 찾아 전 세계적으로 많은 사람들이 탐광에 뛰어들었다. 미국 서부 개척 시대, 호주, 남아프리카 공화국 등에서 대규모 골드 러시가 발생했다.[3] 이 시기에는 주로 삽, 곡괭이, 사금 채취 접시 등을 이용한 전통적인 방법이 사용되었다. 패디 해넌과 같은 탐광자들은 큰 광맥을 발견했지만, 그 가치를 제대로 인정받지 못하고 불우하게 생을 마감하는 경우도 있었다. 미국과 캐나다에서 금, 은 및 기타 귀금속의 발견으로 탐광자들이 몰려들었다.[3] 초기 탐광자들의 대다수는 훈련을 받지 않았고 매장량을 발견하는 데 주로 운에 의존했다.[3]3. 현대 탐광 기술
오늘날 현대 탐광가들은 훈련, 지질학 연구, 탐광 기술에 의존한다. 한 지역에서의 이전 탐광에 대한 지식은 새로운 유망 지역의 위치를 결정하는 데 도움이 된다. 탐광에는 지질도 제작, 암석 검정 분석, 때로는 탐광가의 직관이 포함된다. 리튬의 경우와 같이 이동성 유체에서 발견되는 광물에 대한 탐광은 고려해야 할 "시간적 요소"를 추가한다.[4]
3. 1. 전기 탐광
'''전기 탐광'''은 광물이나 암석의 전기적 성질을 이용하여 광상의 소재지를 조사하는 방법이다.금속광상·지하수·지열 등의 조사에 사용되는데 자연전위법과 비저항법의 두 종류가 있다.
자연전위법은 광상에서 발생하는 약한 전류의 전위를 지표에서 측정하는 방법인데, 심전도로써 질병의 진단을 하는 것과 흡사하다.
비저항법은 지각에 약한 전류를 인공적으로 흐르게 함으로써 광상 등에 의하여 전류가 교란되는 모양을 지표에서 조사하는 방법이다. 전류와 X선의 차이는 있으나, 의학의 X선 검사와 흡사하다.
3. 1. 1. 자연전위법
자연전위법은 광상에서 발생하는 약한 전류의 전위를 지표에서 측정하는 방법인데, 심전도로써 질병의 진단을 하는 것과 흡사하다.3. 1. 2. 비저항법
비저항법은 지각에 약한 전류를 인공적으로 흐르게 함으로써 광상 등에 의하여 전류가 교란되는 모양을 지표에서 조사하는 방법이다. 전류와 X선의 차이는 있으나, 의학의 X선 검사와 흡사하다.3. 2. 지진 탐광
지진 탐광은 화약을 사용해 작은 인공 지진을 일으켜 지진파의 속도, 기록된 반사파나 굴절파의 상태 등으로부터 지각 내 암석의 밀도 차이나 지각 구조를 추정하는 방법이다. 이 방법은 반사지진학을 활용하며, 세계 각지의 유전 지대 탐사에 널리 사용된다. 의사가 환자를 진단하는 타진법과 유사하다. 주로 석유나 천연가스 탐사에 활용된다.3. 3. 자기 탐광
자성을 가진 광물(주로 자철광)의 광상은 지구 자기장을 교란시킨다. 이 교란은 고감도의 자력계로 측정하여 광상의 위치를 파악하는 방법으로 활용된다.지형이 평탄하고 넓은 지역에서는 항공기를 이용하여 자력계를 늘어뜨려 측정하는 방식을 사용하기도 한다. 이러한 방식을 통해 짧은 시간에 넓은 지역의 탐광을 효율적으로 수행할 수 있다.
3. 4. 중력 탐광
지하에 밀도가 서로 다른 물질이 있으면, 그 부근의 중력 값이나 방향은 정상적인 상태와는 다르게 나타난다. 이러한 중력 변화를 측정하여 지하의 지질 구조와 광상을 조사할 수 있다.석유, 석탄 탐사에 널리 쓰이는 방법이며, 최근에는 지하 마그마의 존재 상태를 조사하는 데에도 활용된다.
3. 5. 방사능 탐광
방사능 탐광은 방사성 광물이 방출하는 방사선을 측정하여 광상의 위치를 찾는 방법이다. 주로 우라늄과 같은 방사성 광물 탐사에 사용된다.지프차에 가이거-뮐러 계수관이나 신틸레이션 계수관 등 필요한 계기류를 싣고 방사능을 측정하는 방식으로 탐사를 진행할 수 있다. 넓은 대륙 평야에서는 비행기나 헬리콥터를 이용해 방사능 측정을 하기도 한다.
3. 6. 지구화학 탐광
지구화학 탐광은 암석, 배수 퇴적물, 토양, 지표수 및 지하수, 광물, 대기 가스 및 미립자, 심지어 식물과 동물의 화학적 특성을 분석하여 광상을 탐사하는 방법이다.[11] 금속광상지대의 강물이나 표토·식물 중에는 광상에서부터 나온 금속 성분이 함유되어 있을 수 있다. 유전지대에서는 표토 속에 석유와 관계된 탄화수소가 함유되어 있기도 하다. 이들 물질의 양을 측정하고 그 분포 상태를 조사함으로써 광상을 정확히 찾을 수 있으며, 이는 의학 분야의 혈액 검사와 유사하다고 할 수 있다. 미량 원소 함량과 같은 특성은 광상 이상대를 찾는 데 활용된다.[11]3. 7. 보링 탐광
지표 조사나 물리 탐광을 통해 광상의 대략적인 위치와 크기를 파악한 후, 광상의 깊이, 범위, 두께, 광석의 품위 등을 더 정확하게 알기 위해 보링 탐광을 실시한다. 보링 탐광은 지각에 가는 구멍을 뚫고 코어(core)라는 표본을 추출하여 분석하는 방법이다.보링 방법은 크게 충격법과 로터리법으로 나뉜다. 충격법은 날을 쳐서 암석을 자르는 방식이고, 로터리법은 날을 회전시켜 암석을 깎아내는 방식이다. 암석이나 광석을 파낼 때는 철 파이프 끝에 다이아몬드 입자가 박힌 비트(bit)라는 날을 사용한다.
보링 구멍 벽에 나타난 암석의 성질을 조사하기 위해 전기 검층법이라는 전기 탐광 응용 방법이 사용되기도 한다. 금속·석탄 광산에서는 500~600m, 석유·천연가스 채굴에서는 5,000~6,000m 깊이까지 굴착 가능한 보링 기계가 사용된다.
3. 8. 금속 탐지기를 이용한 탐광
금속 탐지기는 지표 근처에 있는 금속 조각을 탐지하는 데 사용된다. 주로 금 탐사에 사용되며, 비교적 얕은 곳에 있는 금속을 찾는 데 효과적이다. 금속 탐지기는 조작자의 청력과 기술에 따라 최대 약 1미터 깊이의 토양 내 금 조각을 탐지할 수 있다.중사광의 자성 부분을 비자성 부분과 분리하는 데 자기 분리기가 유용할 수 있으며, 이는 토양이나 하천에서 금을 채취하거나 체질하는 데 도움이 될 수 있다.
3. 9. 전자기 탐광
전자기 탐광은 저주파 전자기(EM)파를 사용하여 지구 지각 내부를 '사운딩'하는 방식으로, 통과하는 물질에 따라 다르게 반응하는 저주파의 특성을 이용한다.[8] 이를 통해 잠재적인 광체나 화산 관입의 3차원 이미지를 생성하여 분석할 수 있다. 이 기술은 주로 전도성 물질을 찾는 데 사용되며,[8] 지열 탐사 및 석탄층 메탄 분석에도 효과가 입증되었다.[9][10]오디오-자기지전류법(AMT)의 3차원 역산은 수 킬로미터 깊이의 전도성 물질을 찾는 데 사용되며, 킴벌라이트 파이프, 텅스텐 및 구리 탐사에 활용된다.[6][7] 투람 방법도 전자기 탐광의 한 방법이다.
4. 한국의 탐광
5. 탐광과 관련된 윤리적 문제
6. 결론
참조
[1]
웹사이트
Mining - Prospecting and exploration
https://www.britanni[...]
2020-02-29
[2]
웹사이트
Mineral Tenure Act
https://www.bclaws.g[...]
2024-02-08
[3]
서적
Fiji through a Prism of Geology and Mines Inspection. Chapter 5 in: White F. Miner with a Heart of Gold: biography of a mineral science and engineering educator
Friesen Press, Victoria
2020
[4]
논문
Reserves, resources and lithium exploration in the salt flats of northern Chile
http://www.andeangeo[...]
2022-07-02
[5]
서적
Introduction to Geophysical Prospecting
https://archive.org/[...]
New York, McGraw-Hill
[6]
간행물
Three-dimensional inversion of magnetotelluric data for mineral exploration: An example from the McArthur River uranium deposit, Saskatchewan, Canada
2009-08
[7]
간행물
Three-dimensional audio-frequency magnetotelluric imaging of Zhuxi copper-tungsten polymetallic deposits, South China
2020-01
[8]
간행물
Fast imaging of subsurface conductors using very low-frequency electromagnetic data
2015
[9]
간행물
Passive super-low frequency electromagnetic prospecting technique
2017
[10]
간행물
An apparent-resistivity concept for low-frequency electromagnetic sounding techniques
2002
[11]
서적
Analytical Methods in Geochemical Prospecting
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